Городская сессия научного общества учащихся

Секция «Химия»

 

 

 

Химия в живописи

 

Иванова Элайна Михайловна,10класс,МБОУ

«Средняя общеобразовательнаяшкола №13»

 

 

 

                                                

Научныйруководитель:

ИмангажиноваАйгуль Кельгенбаевна,

учительхимии первой

квалификационнойкатегории

 

 

 

 

 

г.Горно-Алтайск

2022

Оглавление

1.Введение…………………………………………………………………………..3

2.Глава 1.Теоретическая часть …………………………………………………..5

           1.1  Понятие живопись ……………………………………………………..5

1.2 . Роль химии в живописи……………………………………………….5

           1.3.  История возникновения красок ………………………………………6

           1.4. Современные краски……………………………………………………6

          1.4. Разновидности красок для живописи    ………………………………7

1.4.1.История темперныхкрасок…………………………………………..7

1.4.2. Виды темперныхкрасок…………………………………………….7

1.4.3. Свойстватемперы……………………………………………………9

3. Глава 2. Практическая часть………………………………………………….10

2.1. Получение темперныхкрасок в школьной лаборатории………….10

2.2 Связующие вещества…………………………………………………12

2.3. Выполнение рисунка…………………………………………………13

4.Заключение……………………………………………………………………..14

5.Список использованной литературы………………………………………….15

6.Приложение…………………………………………………………………….16

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Какоечудо – восхищаться в живописи тем,

чемв реальности не восхищаешься

ЭженДелакруа

 

Ябольшое внимание  уделяю живописи, краскам и цветовым соотношениям. Живопись -сама жизнь, то что способен изобразить художник.

Доначала XIX столетия художники сами изготавливалиматериал для работы, позже с развитием химии производство красок перешло в рукипромышленников. С одной стороны, художники, наконец, избавились от нелегкого ихлопотного труда по приготовлению необходимых материалов, с другой — массоваяпродукция (холсты, грунты, краски, связующие) не всегда обеспечивала достаточновысокое качество живописи.

Современныепромышленные предприятия выпускают матери­алы весьма высокого качества, тем неменее, художники иногда предпочитают собственноручно изготовлять необходимые имдля работы холсты и краски.

Цель исследования –получение темперныхкрасок в условиях школьной химической лаборатории.

Гипотеза — поскольку краскисостоят из химических соединений, то имея нужные реагенты можно получить краскисобственного изготовления.

Для достиженияпоставленной цели и проверки гипотезы необходимо решить следующие задачи:

1.                     Изучить и проанализировать литературу по исследуемому вопросу.

2.                     Познакомиться с технологией  изготовления темперных красок.

3.                     Дать теоретическое описание методов изготовления темперных красок.

4.                     Приготовить образцы темперных красок.

5.                     Полученнымии  производственными  красками  сделать  рисунки, сравнить их по цвету,структуре, по нанесению.

Методыисследования:

1.                    Теоретические методы:  подбор и изучение научной литературы.

2.                    Практические методы:   химический эксперимент, наблюдение.

3.                    Аналитические методы: анализ и сравнение экспериментальныхрезультатов, обобщение. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Теоретическая часть

1.1.         Понятие живопись

Живопись— вид изобразительного искусства, связанный с передачей зрительных образовпосредством нанесения красок на поверхность[7].

Живопись–одно из древних искусств, которое на протяжении многих веков прошло эволюцию отнаскальных росписей палеолита, до новейших течений XXи уже даже XXI века. Это искусствородилось практически с появлением человечества. Древние люди, даже не осознавполностью себя человеком, почувствовали необходимость изображать окружающий мирна поверхности. Они рисовали всё, что видели: животных, природу, охотничьи сцены.Для рисования они использовали что-то похожее на краски, сделанные изнатуральных материалов. Это были земляные краски, древесный уголь, чёрная сажа.Кисточки делали из волос животных, либо просто рисовали пальцами.

Врезультате изменений возникали новые виды и жанры живописи.

Следующимважным периодом в прошлом живописи является Средневековье. Творчествохудожников было направлено на иконопись и другие мелодии религии. Основнымиважными моментами, которые должен был подчеркнуть художник, было не столькоточное отображение реальности, сколько передача духовности даже в самых различныхживописных произведениях [3].

Периодсерого Средневековья сменил более яркий период Ренессанса. Жанры живописи,такие как портрет и пейзаж, станут независимыми стилями.

 

1.2.         Роль химии в живописи

Химия— очень древняя наука. Существует несколько объяснений слова «химия». Согласноодной из имеющихся теорий, оно происходит от древнего названия Египта — Khamи, следовательно, должно означать «египетское искусство». Согласно другой теории,слово «химия» произошло от греческого слова cumoz(сок растения) и означает «искусство выделения соков»[1]. Этот сок может бытьрасплавленным металлом, так что при подобном расширенном толковании данноготермина в него приходится включать и искусство металлургии. На самом деле издавнавсе художники были химиками и они сами делали краски. И даже сейчас, когда естьмного магазинов, художники составляют и добавляют некоторые компоненты сами.

 

1.3 История возникновениякрасок

Появление красок относится к доисторическим временам. История красок началась, наверное, вместе споявлением человека. До нашего времени сохранились рисунки первобытных людей,выполненные углём и сангиной (глиной). Пещерные люди рисовали на камнях то, чтоих окружало: бегущих животных и охотников с копьями. Краски были известны задолго до того, как появились письменныесообщения о них. Некоторые красочные изображения на стенах пещерных жилищсохранились до настоящего времени в относительно хорошем состоянии. Средневековые художники тоже готовили краскисами, смешивая порошки пигментов и жиры. Такие краски нельзя было хранитьдольше одного дня, так как при контакте с воздухом они окислялись изатвердевали[1].Краски из природных пигментов были не только разнообразных оттенков, нои удивительной прочности. До нашего времени сохранилась псковская иконаДмитрий Солунский. Этой иконе более 600 лет, она и сейчас в хорошемсостоянии. Таким образом, можносчитать, что появление красящих веществ было одним из первых открытий на зарецивилизации.

 

1.4.Современные краски

 В настоящеевремя почти все краски делают в лабораториях и на заводах из химическихэлементов. Поэтому некоторые краски даже ядовиты, например, красная киноварь изртути. Сухой краситель не может держаться на холсте, поэтому нужно связующеевещество, которое склеивает, связывает частички сухого красителя в единуюцветную краску–массу. Художники брали то, что было под рукой: масло, мед, яйцо,клей, воск. Чем ближе друг к другу частички пигмента, тем гуще краска [3].

Разные связующиевещества дают разные краски с разными названиями. Для приготовления красокиспользуют высыхающие масла: маковое, ореховое,  конопляное, оливковое,льняное. Синтетические красящие вещества отличаютсямаксимальной устойчивостью к влажности, атмосферным осадкам, свету и газам. Онихарактеризуются яркостью оттенков. Благодаря таким качествам искусственныепигменты давно заняли лидирующее место среди всех красителей. Красителисинтетического происхождения делятся на неорганические или минеральные. Неорганическиепигменты производят путем сложных химических реакций.

1.5. Разновидности красок для живописи

Акриловые краски – довольно быстро сохнут, образуя стойкое покрытие, которое несмывается водой и не выгорает на солнце [4].

Гуашь. Художественная гуашь – это растертые пигменты, с добавлениемдистиллированной воды, белил и гуммиарабика. Эта краска обладает прекраснойкроющей способностью, матовостью и бархатистостью. Масляные краски. Онипроизводятся из пигментов, перетертых в высыхающем масле. По сравнению сдругими материалами для живописи масляными красками можно работать существеннодольше – до тех пор пока они сохраняют влажность

Акварель. Ее сновные качества – прозрачность, мягкость, чистота и яркостьцвета.

Темперные краски. Темпера (итал. tempera, от латинского temperare – смешивать краски) –водоразбавляемые краски, приготовляемые на основе сухих порошковых пигментов.Связующим веществом темперных красок служат эмульсии – натуральные  илиискусственные. По своим свойствам и составу темпера занимает промежуточноеположение между акварельными и масляными красками[8].

1.5.1.История темперныхкрасок

До изобретения и распространения масляных красок вплотьдо XV—XVII вв. темперные краски были основным материалом станковойживописи. Их история насчитывает более 3 тысяч лет.Так, знаменитые росписи  саркофагов древнеегипетскихфараонов выполнены темперными красками. Эти краски получили  широкоераспространение. Например, они были совершенно незаменимы в иконописи. Темперной в основном быластанковая живопись византийских мастеров [3].После изобретения масляных красок XV интерес к темпере упал,хотя до этого времени она была основным материалом станковой живописи. Новскоре после спада интереса к масляной живописи, темперная живопись сновазаняла прочную позицию среди красочных материалов, только уже в изменённомвиде. И в данное время темпера так же остается на лидирующих местах, так какона многообразна по приёмам и фактуре, что удовлетворяет запросам современныххудожников.

1.5.2.Виды темперныхкрасок

Исходя из компонента, на основе которого изготавливают эмульсиюдля разведения темперы, различают яичную, казеиново-масляную и гуммиарабиковуютемперу, которую также называют клеевой. Другими словами, название краскиполучается от связующего, используемого для «затирания» сухого пигмента.

Внаши дни художники предпочитают темперные краски на акриловой основе[7]. Они нерастрескиваются, при высыхании, как это бывает с темперой ПВА. А также ониболее устойчивы к внешним воздействиям, чем казеиново-масляная. Акриловыекраски просты в употреблении и незаменимы для работы на больших поверхностях,поэтому их успешно применяют при декорировании помещений и росписистен винтерьере.

1.5.3.Свойства темперы

По своим свойствам темпера – нечто промежуточное междуклеевыми и масляными красками[9]. При высыхании темпера изменяет тон ицвет — некоторые краски темнеют, другие высветляются. Ее также можноразводить как водой, так и маслом. А работать ей можно и на бумаге, и нахолсте. К основным преимуществам темперы можно отнести скорость ее высыхания,которая значительно ускоряет процесс создания картины, и ее удивительную стойкость – работы, выполненные темперой,сохраняют свою яркость на протяжении многих веков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2.  Практическая часть

2.1. Получение темперныхкрасок в лаборатории.

Методика изготовления темперной краски:

1.                    Получение пигмента (Приложение 1, 2,  рис.1- 16).

2.                    Изготовление «связующего вещества» (Приложение3).

3.                    Смешивание связующего веществас пигментом.

Основным компонентом красокявляется пигмент [2].

Опыт №1 .Получение черной краски.

Для получения черной краски уголь истолочь в тонкий порошок вступке, а затем тщательно растереть с водой (рис.1,2)

Опыт №2. Получение белил.

а) Цинковые белила

Готовим цинковыебелила (ZnO) по уравнению реакции:

ZnSO₄ + 2NaOH → Zn(OH)_{2 ↓}  + Na₂SO₄ (рис.3)

Zn(OH)₂ → ZnO+ H₂O  (рис.4)

Послевыпадения студенистого осадка гидроксида цинка для удобства выделения продуктареакционную смесь кипятят 2-3 мин. Затем осадок отфильтровывают и просушиваютдля полного разложения гидроксида цинка и удаления влаги [2].

Сушка осадка. Осадки, полученные в результате опытов, высушивают вместе с фильтром. Воронку с осадком накрывают листком влажнойфильтровальной бумаги. Ее края плотно прижимают к наружной поверхности воронки,лишнюю бумагуудаляют. Получается бумажная крышечка, плотно сидящая на воронке и защищающаяосадок от пыли (рис.15).   

б) Баритовые белила – сульфат бария (BaSO₄). В пробирку налили 2 млраствора хлорида бария и добавили 2 мл раствора серной кислоты[2]. Образовался белый мелкокристаллический осадок сульфатабария, который отфильтровали и высушили.

BaCl₂  + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl  (рис.5,6)

Опыт №3  Малахитовая зелень( основный карбонат меди (II) ((CuOH)₂CO₃)).

К2 мл раствора сульфата меди (II)добавили 2 мл раствора гидрокарбоната натрия. Образовался бирюзовый осадокосновного карбоната меди (II)[4]. Осадок отфильтровали и высушили( рис.7,8).

2CuSO₄ + 4NaHCO₃ → (CuOH)₂CO_{3 ↓} + 2Na₂SO₄ + 3CO_{2 ↑} + H₂O 

Опыт №4  Краскажелтая-  иодид свинца (II)(PbI₂).

Впробирку налили 2 мл раствора иодида калия. К нему добавили 2мл раствораацетата свинца [6]. Образовался ярко-желтый осадок иодида свинца (II). Осадок отфильтровали и высушили  (рис.9,10).

2KI+ Pb(CH₃COO)₂ → PbI_2↓ + 2CH₃COOK  

Опыт №5 Роданиджелеза (III)(Fe(CNS)₃).

Сцелью получения пигмента красного цвета провели реакцию по получению роданидажелеза (III)[7]. В пробирку налили 2 мл раствора хлорида железа (III)и добавили 2 мл раствора роданида калия. Образовался кроваво-красный растворроданида железа (III) (рис.11,12).

FeCl₃+ 3KCNS →Fe(CNS)₃+ 3KCl

Опыт №6. Фиолетовый кобальт -ортофосфата кобальта (II) (Co₃(PO₄)₂).

Впробирку налили 2 мл раствора хлорида кобальта (II) и добавляют

2мл раствора ортофосфата натрия[10]. Образовался осадок ортофосфатакобальта (II) красно-фиолетового цвета. Осадок необходимо отфильтровать ивысушить (рис.13,14).

3CoCl₂  + 2Na₃PO₄  → Co₃(PO₄)₂ ↓ + 6NaCl

 

2.2 .Связующие вещества.

Любая краскасостоит из пигмента, наполнителя и связующего вещества. Главная задачасвязующих веществ закрепить покрытие и связать их друг с другом.

Связующая эмульсия темперныхкрасок состоит из трех элементов: воды, различных видов клея, которыйварьируется от вида темперы, и масла. Клеевой раствор при соединении счастицами масла создает эмульсию. В таком состоянии масло делает краскиэластичными и не дает им растрескиваться [7].

Связующим веществом может бытьмед, глицерин, леденцовый сахар, желатин, рыбий клей.

Мы отдали предпочтение яичнойтемпре, т.к яичная темпера была особенно распространена в средние века и долгоевремя применялась даже после появления масляных красок[8]. Краска, приготовленная наяичной основе, легко растворяется, смешивается и практически не изменяет своицвета при высыхании, не светлея и не темнея.

 «Связующее вещество» мыизготовили следующим образом [4].

(Приложение 3, рис 17-19):

Отделилижелток от белка сырого куриного яйца.  Желток промыли под струей воды, отделили желток отоболочки . Промыли от белка  скорлупку чистой водой [6].  И наливаем 1/3 скорлупки уксуса9% , и 2/3 скорлупки воды.  Перемешали. Эмульсия готова.

В чашечку насыпали достаточноеколичество сухой краски, и, налив в нее воды растирали эту смесь. Когда онаготова, вводили в нее нужное количество эмульсии.

Перемешали все компонентыбудущей краски до сметанообразного состояния (Приложение 4 , рис.20-23).

 

2.3.  Выполнение рисунка

 

Полученные в результате исследованиятемперные краски позволили нам выполнить рисунок (Приложение 5, рис.24). Всеэлементы рисунка выполнены свежеприготовленными темперными красками.

Полученные краски имеют интенсивнуюокраску, которая сохранилась при выполнении и хранении рисунка (исключениемявляется роданид железа (III), который перешел в более глубокий тон при хранении и нанесениина бумагу). Краски имеют однородную структуру и твердое агрегатное состояние.Полученные краски можно использовать для смешивания цветов с целью полученияновых оттенков, потому что все пигменты являются нерастворимыми в воде солями иоксидами металлов, которые между собой не взаимодействуют.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В результате изучения истории красок, способов их изготовления ипроведенных экспериментов, были сделаны следующие выводы:

1.История красок берет свое начало в глубокой древности. История темпернойживописи впервые зародилась в Византии. Именно эту техникуиспользовали для создания икон.

2.       Установлено, что  состав темперных красок бывает различным, так каккроме цветового пигмента в их состав входит связующая эмульсия.

3.        Освоенатехнология изготовления темперных красок на основе яичной эмульсии. 

4.       Доказана возможность использованияхимических реактивов в качестве пигмента. В результате проведенныхэкспериментов получили бирюзовую, жёлтую,   фиолетовую, белую , черную икроваво-красную краски в лабораторных условиях.

5.       Полученные краски имеют как преимущества, так и недостатки: они обладают яркими цветами и  легко наносятся на бумагу, нотрудоемкие в приготовлении и «капризны» при хранении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Списокиспользованной литературы:

1.  Лучинская М.Г. Неорганическаяхимия/Лучинская М.Г., Фирсова А.Я,Дроздова Т.Д.- Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2009.-144с.

2.  Ольгин О.,  «Опыты безвзрывов»-  Изд. 4-е. — М.: Химия,1995. — 176 с.

3. ТитоваИ. Вещества и материалы в руках художника.- М.: МИРОС,1994 . — 80 с.

4.Фадеев Г.Н. Химия и цвет :Книга длявнеклассного чтения. IX—X кл. — 2-е изд., перераб. — М.: Просвещение,1983. — 160 с.: ил. — (Мир знаний)

5. Хомченко Г.П. Пособиедля поступающих в вузы. -М.: Новая волна, 2002.- 258с.;

6. Шпаусцус З. «Путешествие в мир органической химии:  Перевод с немецкого И. М. Чаплиной. — М.: ИздательствоМир, 1997.- 222с.

7.http://ru.wikipedia.org

8.http://dic.academic.ru

9. http://www.encyclopedia.ru

10. http://www.bibliofond.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

Получениепигмента

 

1.    Получение черной краски

 

рис.1рис.2

 

2.    Получение белил

а)Цинковые белила —ZnO

 

рис.3рис.4

 

б) Баритовые белила – сульфат бария (BaSO₄)

 рис.5рис.6

 

 

 

3.    Краска бирюзовая- (CuOH)₂CO₃

 

 рис.7рис.8