Все для дітей


ПІГМЕНТИ

 

Пігменти ще кілька десятиліть тому називали зазвичай мінеральними фарбами, підкреслюючи їх походження: багато природні пігменти отримували подрібненням забарвлених мінералів. І зараз надходять часом так само, особливо якщо треба приготувати яскраві, соковиті, стійкі фарби для живопису. Але набагато частіше в наші дні використовують синтетичні пігменти - всілякі оксиди і солі металів. Якщо ж пігменти мають органічну природу, то їх частіше називають барвниками; мабуть, головна область їх застосування - фарбування тканин.

Займемося приготуванням мінеральних пігментів різних кольорів. Почнемо з білого.

У ролі білих пігментів зазвичай виступають сполуки свинцю, цинку і титану: останні для самостійного виготовлення найменш доступні. А кращий джерело свинцю в домашній лабораторії - це свинцева примочка, 20%-ний розчин основного ацетату свинцю, з якою вам вже доводилося працювати. Так як свинцеві білила являють собою основний карбонат свинцю Рb(ОН)2CO3, то для їх отримання треба пропускати через розчин ацетату (тобто через примочку) діоксид вуглецю. Свинцеві білила при цьому випадуть в осад. Відфільтруйте його, промийте водою і висушіть. У фільтраті залишиться розчин ацетату свинцю. Намагайтеся працювати так, щоб з'єднання свинцю не потрапляли на обличчя і руки, і ні в якому разі - в рот. Фарбами, приготовленими на основі таких сполук (в тому числі і зі свинцевим сикативом) забороняється фарбувати посуд і будь-які предмети, які стикаються з їжею.

Цинкові фарби, до яких ми зараз перейдемо, теж не призначені для фарбування посуду; всі попередження про обережність, тільки що зроблені, відносяться і до них.

Вихідною речовиною для цинкових пігментів буде служити хлорид цинку ZnCl2. Розчин його можна отримати, опустивши в соляну кислоту трохи цинку, необов'язково гранульованого. Годиться, наприклад, стаканчик від старої батареї - він зроблений з майже чистого цинку. До отриманого розчину обережно, по краплях, додавайте розчин пральної соди. Спочатку він нейтралізує надлишок кислоти (ви помітите це за пінення), а потім вступить в реакцію з хлоридом цинку, утворюється карбонат ZnCO3 . Його треба фільтрувати, промити водою і прожарити при температурі не нижче 280°С. Вище цієї температури розкладається на карбонат цинку білий оксид цинку ZnO і CO2.

Є ще один білий цинковий пігмент - сульфід цинку ZnS . Для його приготування треба отримати спочатку сульфід натрію Na2S . Простіше всього зробити так: сильно нагріти сульфіт натрію Na2SO3 (нагадуємо - це речовина продають в фотомагазинах), тоді утворюються дві речовини - сульфат Na2SO4 і сульфід Na2S. Нам потрібно тільки друге речовина. Суміш після охолодження розчиніть у воді і додайте потроху розчин хлориду цинку, отримання якого описано в попередньому досвіді. Уникайте надлишку кислоти утворюється сульфід в ній розчиняється. Після фільтрування і висушування ви отримаєте нерозчинний сульфат білого кольору - порошок ZnS.

Перейдемо до кольоровим пігментам. Отримаємо спочатку синьо-зелену ярь-мідянку - суміш основних ацетатів міді.

До розчину мідного купоросу додайте розчин соди, і в осад випаде основний карбонат міді Си2(ОН)2З3. Відфільтруйте його, і обережно, по краплях, додати оцтову есенцію до повного розчинення осаду. Випаруйте розчин на невеликому вогні майже досуха, не допускаючи сильного перегріву і розбризкування рідини, а потім охолодіть. Випали синьо-зелені кристали відфільтруйте і висушіть між листами фільтрувального паперу.

В гуртку такий досвід краще ставити під тягою, а вдома не забудьте після досвіду як слід провітрити кімнату, щоб зник запах оцту.

Перейдемо до пігментів на основі оксиду заліза Fe2O3. Сурик, мумія, охра, умбра, колхотар, венеціанська червона, англійська червона - ось далеко не повний перелік таких пігментів. В залежності від способу отримання у фарби можуть бути різні відтінки від червоного до коричневого, а при сильному нагріванні оксид заліза чорніє.

Це речовина легко отримати прожарюванням залізного купоросу FeSO44*7H2O (семиводный сульфат заліза). Беріть невеликі порції купоросу, тоді розкладання піде швидше. Накаливайте купорос до тих пір, поки він з зеленого не стане чорним. При охолодженні вийде червоний оксид Fе2О3.

Якщо не вдасться купити готовий залізний купорос (а його продають у господарських магазинах), сульфат заліза неважко приготувати з більш поширеного мідного купоросу. Опустіть у його розчин залізні ошурки, настругати напилком і промиті в бензині. Як тільки блакитний розчин стане зеленим, злийте його з осаду, профільтруйте і випаруйте насухо. Ви отримаєте чистий залізний купорос, тому що залізо частково окислиться киснем повітря, однак на результат досвіду це не вплине.

Коричневий гідроксид заліза Fе(ОН)3 ви отримаєте з розчину залізного купоросу, в який доданий розчин їдкого натру, приготованого з пральної соди і гашеного вапна, як було описано в розділі «Олово і свинець». Працюючи з будь-якими лугами, не забувайте про обережність! В результаті реакції в осад випаде гідроксид заліза Fe (ВІН)2. До необхідного нам гідроксиду Fе(ОН)3 він легко окислюється пероксидом (перекисом) водню, а якщо час терпить, то просто киснем повітря при зберіганні у відкритій склянці. Осад коричневого кольору відокремте і висушіть при кімнатній температурі.

Широко відомий синій пігмент на основі заліза - берлінська лазур. Для її приготування потрібна сіль тривалентного заліза. Ось як її можна отримати: свежеосажденный гідроксид заліза, приготований в попередньому досвіді, розчиніть в соляній кислоті (можна в розбавленій, аптечної) або, що трохи гірше, в оцтової есенції, і змішайте з розчином ферроцианида калію (під назвою жовтої кров'яної солі це речовина продають в фотомагазинах). Миттєво утворюється синій осад знайомої вам берлінської лазурі: Fe4[Fe( CN)6]3. Ця реакція дуже чутлива, її часто використовують для виявлення в розчині іонів тривалентного заліза.

Жовтий оксид свинцю - глет, на основі якого ви готували сикатив, можна вводити у фарбу і як пігмент. А щоб отримати яскраво-червоний свинцевий сурик, змішаний оксид свинцю Рb3Про4, достатньо нагріти на повітрі раніше приготовлений глет. Тонкість в тому, що реакція окислення оборотна, і при температурі вище 500°С сурик знову перетворюється в глет. Значить, потрібна температура трохи нижче 500°С, але ненабагато, інакше реакція взагалі не піде. Навряд чи у вас є відповідний термометр. Тому покладіть поруч з прокаливаемым глетом шматочки свинцю і цинку. Їх температури плавлення відповідно 327 і 420°С, цей інтервал цілком прийнятний для отримання сурику. Зрозуміло, що під час досвіду свинець повинен бути розплавленим, а цинк твердим.

Чорний пігмент - це звичайна сажа. Ось один із способів отримання хорошої сажі, придатної для виготовлення фарби. Направте полум'я парафінової свічки на холодний масивний предмет, зрозуміло, негорючий. Утворюється чорний наліт час від часу зіскрібайте. В таких умовах парафін згоряє не повністю і поряд з діоксидом вуглецю СО2 утвориться елементарний вуглець - сажа.

На закінчення отримаємо зелені пігменти. Спочатку темно-зелений оксид хрому Сг 2 О 3 . Як ви пам'ятаєте з дослідів з окисленням - відновленням, багато сполуки хрому яскраво пофарбовані, тому їх часто використовують в якості пігментів, однак лише для тих фарб, які не стикаються з їжею.

Будемо знову виходити з біхромату калію К2Сг2O7 - самого доступного із сполук хрому. Змішайте його з активним вугіллям або з сіркою і ретельно розітріть суміш в ступці, а потім, взявши не більше 2 г суміші, сильно її нагрійте в порцеляновому або металевому посуді (коли речовин взято багато, реакція йде дуже бурхливо). Остудіть суміш, промийте її кілька разів водою і відфільтруйте, що Залишився на фільтрі темно-зелений оксид хрому висушіть.

Є і інші способи отримання пігменту, наприклад, нагріванням біхромату амонію або суміші біхромату калію з хлоридом амонію (нашатирем). Прийміть до уваги, що оксид хрому, що отримується в таких реакціях, знаходить застосування не тільки як зелений пігмент, але і в якості тонкого абразивного матеріалу, одного з найкращих. Він входить до складу багатьох особливо тонких полірувальних паст, наприклад, для доведення лінз і дзеркал оптичних приладів.

Нарешті, яскраво-зелений пігмент «смарагдовий зелений», гідроксид хрому. Від звичайного сірого гідроксиду того ж складу він відрізняється тим, що складається з більш великих часток.

Сплавьте біхромат калію з аптечної борною кислотою в залізній ложці. Нагрівати треба до червоного розжарювання заліза, ложку треба тримати щипцями. Після охолодження обробіть плав водою і профільтруйте. Ви переконаєтеся, що колір речовини і справді смарагдово-зелений.

Отримавши пігменти в достатній кількості, випробуйте їх, як описано в попередній главі, у складі олійних фарб. Або яких-небудь інших, покупних, додаючи саморобний пігмент в білу фарбу або синтетичну емаль.

О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М., "Хімія", 1986

 

Ваше ім'я (нік):
Коментар:
Введіть результат обчислення
     

Наукові забави. Домашні досліди.



  © 2014 Все для дітей