V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование состава и изготовление художественных красок разных цветов
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Краски — материал, которым работает художник. Все мы хотя-бы раз пользовались красками в школе, рисовали картины с различными сюжетами, которые плохо понимали взрослые, делали ремонт.
Мы знаем много видов красок, некоторые известны с давних времен: акварельные краски, гуашевые, темперные, масляные краски. В последнее время появилось много новых видов красок: пальчиковые краски, витражные, краски по ткани, акриловые краски и многие другие. Не каждый начинающий художник задумывается о том, из чего сделаны его краски.
Я учусь на художественном отделении ДШИ имени С.В.Рахманинова города Старая Русса. Каждый раз, когда я прихожу на урок живописи, я сталкиваюсь с разными художественными материалами. Мне стало интересно, а можно ли изготовить самому художественные краски.
Цель: Исследовать состав художественных красок разных цветов, и изготовить некоторые из них.
Задачи:
- Изучить литературу по данной теме.
- Узнать состав художественных красок
- Выяснить, можно ли изготовить основные художественные краски в домашних и лабораторных условиях.
- Проверить качество красочного слоя при нанесении на лист бумаги красок, изготовленных мною. При помощи написания художественной композиции
- Нарисовать рисунок в технике эбру.
Методы исследования:
- Анализ справочной и научной познавательной литературы,
- Эксперимент, описание
- Наблюдение
Объект: художественные краски
Предмет: изготовление красок
Гипотеза: Если мы изучим состав красок, то мы сможем самостоятельно изготавливать некоторые, часто потребляемые в живописи краски.
Теоретическая часть
Даже пещерный человек искал способы самовыражения и ему в этом помогали различные красящие материалы, например, мел, уголь, охра. В настоящее время, во многом благодаря достижениям химии, ассортимент художественных средств значительно расширился.
Краски[1] — общее наименование для группы цветных красящих веществ, предназначенных для непосредственного использования в той или иной сфере быта.
Все краски состоят из пигмента и связующего вещества. Это может быть глицерин, мед, Яичный желток, растительное масло, клей, полимерная смола.
По химическому составу пигменты и изготовленные из них краски разделяются на минеральные (неорганические соли, оксиды металлов) и органические (весьма сложные соединения, в основном растительного или животного происхождения). И те и другие могут быть естественными (природными) и искусственными (синтетическими). Краски могут быть предназначены для раскрашивания или для окраски предметов, для создания живописных полотен, росписей, для получения декоративных покрытий. После высыхания или полимеризации краски образуют окрашенную однородную плёнку, обычно непрозрачную или полупрозрачную.
Пигмент[2] — красящий порошок для приготовления красок. Бывает минерального и химического происхождения. Связующие вещества краски являются жидкой средой, в которой диспергированы твердые частички пигмента. Эти масла состоят главным образом из глицериновых эфиров жирных кислот, из которых многие обладают сильной не насыщенностью.
Растворитель[3] используют в красках для снижения вязкости, что способствует удобству нанесения. Используемый растворитель напрямую зависит от природы связующего вещества. В качестве растворителей используются вода, масла, спирты, кетоны, эфиры и иные углеводороды.
Наполнители[4] — более дешевые и доступные вещества, чем пигменты. Их используют для экономии дорогостоящих пигментов, а также для улучшения малярно-технических и эксплуатационных свойств покрытий. В большом количестве их используют в шпатлевках
Яркие минералы притягивали взор наших далёких предков. Первые в истории краски появились, когда древний человек догадался растереть такие вещества в порошок и, добавлять некоторые вещества.
Чем больше развивались люди, тем больше становилась потребность запечатлеть и передать свои знания. Сначала для этого использовались стены пещер и скал и самые примитивные краски. Для наскальной росписи использовалась преимущественно жёлтая охра. Красноватые оттенки оставляли для ритуальных рисунков на телах умерших жителей племени.
Древний Египет[5]
Шло время, и человечество открывало для себя новые виды и способы производства красок. Примерно пять тысяч лет назад появилась киноварь – ртутный минерал, придающей краске алый цвет. Наибольшую популярность киноварь завоевала у древних ассирийцев, китайцев, египтян, а также в древней Руси.
Египтяне на заре расцвета своей цивилизации открыли секрет изготовления пурпурной краски. Из особого вида улиток выделяли секрецию, которую потом добавляли в стандартный состав красящих веществ. Для создания белой краски с древнейших времён люди использовали известь. Такая краска была одной из самых дешёвых и простых в изготовлении. Кроме того, белая известь может поспорить с охрой в вопросе древности рецепта.
Египетские гробницы и пирамиды фараонов перенесли из времён расцвета египетской цивилизации удивительно красивый и чистый оттенок – ляпис-лазурь[6] (ультрамарин). Даже спустя несколько тысяч лет рисунки не потеряли своей яркости и не потускнели. Основным красящим пигментом в такой краске является порошок минерала под названием лазурит. В Древнем Египте лазурит был очень дорог. Чаще всего бесценную краску применяли для изображения священного символа египтян – жука-скарабея.
Древний Китай[7]
В Китайской цивилизации появились лёгкие акварельные краски. Китай является прародителем бумажного производства, поэтому для рисования акварельными красками применяют только бумагу. Холст, дерево и другие поверхности, на которые наносятся краски, не подойдут для акварели. В состав акварельных красок, помимо красящих веществ, входят мёд, глицерин и сахар.
Средние века[8]
Средневековье подарило миру масляные краски. Их преимуществом стали большая стойкость и надёжность, а также сравнительно малое время высыхания. Основой для таких красок служат натуральные растительные масла. В те времена художники научились накладывать масляные краски тонкими слоями - лессировками, тогда картина приобретала за счёт этого глубину и объем, улучшенную цветопередачу.
Однако далеко не все мастера средневековой живописи создавали свои краски на основе растительных жиров. Кто-то замешивал красящие вещества на яичном белке, кто-то – на казеине, являющимся одной из производных молока. Натуральные компоненты, вкупе с ручным производством, делали краски довольно дорогим материалом. Особенно это касалось натуральной ляпис-лазури. Минерал лазурит[9] был очень редким и, соответственно, дорогим. Художники применяли ляпис-лазурь только тогда, когда заказчик предварительно оплачивал краски.
Из-за уникальных особенностей производства разных красок не обошлось без исторических казусов. «Тайная вечеря», созданная знаменитым средневековым мастером Леонардо да Винчи, начала разрушаться ещё при жизни художника. Это произошло потому, что масляные краски на основе растительных жиров были смешаны с красками на основе разведённого в воде яичного белка. Химическая реакция, возникшая при этом, помешала надёжности покрытия и сохранности картины.
Новые открытия.
Ситуация изменился в начале 18 века. Немецкий химик по фамилии Дисбах занимался улучшение качества красной краски, но учёный получил вместо ожидаемого алого цвета краску оттенка, близкого к ультрамариновому цвету «берлинская лазурь». Её стоимость была в разы ниже, нежели у натуральной ультрамариновой краски, поэтому она быстро завоевала популярность у художников того времени.
Век спустя во Франции появилась «кобальтовая синька» – краска, ещё более чистая и яркая, чем берлинская лазурь. По внешним качествам кобальтовая синька оказалась ещё ближе к натуральной ляпис-лазури. Вершиной деятельности учёных и исследователей в этой области стало изобретение абсолютного аналога натуральному ультрамарину. Новая краска, которую получили во Франции почти четверть века спустя после кобальтовой синьки, получила название «французский ультрамарин». Теперь чистые синие цвета стали доступны всем художникам.
Компоненты, используемые в их составе, нередко были вредны или даже смертельно опасны для здоровья человека, что значительно понижали популярность искусственных красок. Как было выяснено в 70-х годах 19-го века, особенно большую угрозу представляла изумрудно-зелёная краска. В её состав входили уксус, мышьяк и окись меди.
Существует легенда, что на самом деле бывший император Наполеон Бонапарт умер, отравившись парами мышьяка. Ведь стены в его доме, находящемся на острове Святой Елены, где Бонапарт пребывал в ссылке, были покрыты именно зелёной краской.
Массовое производство[10]
Массовое производство красок началось менее двух веков назад. С древнейших времён методы производства краски не претерпели значительных изменений (не хранились дольше суток). Твёрдые вещества также перетирают в порошок, используя при этом специальные установки. Вместо натуральных жиров используют полимерные вещества. А вот для получения тёмных оттенков всё так же применяют сажу, но уже очищенную современными способами.
На заре развития лакокрасочной промышленности в продаже были и готовые к непосредственному использованию краски, и сырьё для их ручного изготовления, так как многие люди придерживались консервативных взглядов, но новые технологии вытеснили ручное производство. С развитием лакокрасочной промышленности краски становились всё лучше и безопаснее для использования. Многие вредные вещества были заменены на менее опасные синтетические компоненты. Неорганические вещества придают краске устойчивость к разрушению, а также помогают сохранить яркость цвета за счёт постоянного состава
Виды красок
Основные виды красок: гуашевые, акриловые, масляные, темперные, акриловые.
Темпера[11] - краски, которыми пишут иконы. Для их приготовления пигмент смешивают с яичным желтком.
Акриловые[12] — краски недавно изобретенные, химические. Разбавляются водой и при высыхании образуют неразмываемую поверхность.
Масляные краски — ряд лакокрасочных материалов, представляющих собой смесь пигментов и наполнителей в высыхающих растительных маслах или олифах (чаще вcего комбинированной или синтетической либо на основе алкидных смол), иногда с добавкой вспомогательных веществ. Применяются в живописи или для окраски деревянных, металлических и других поверхностей, в зависимости от вида краски.
Акварель[13] — это краска, которую разводят при помощи воды. Прозрачность акварели — главный ее признак и основная ценность. При смешивании красок разных цветов образуется множество дополнительных оттенков цвета.
Характеристика некоторых красок.
Сепия, пигмент извлекается из каракатицы. Имеет прекрасный коричневый тон, прозрачный и гармоничный.
Сиена жжёная. Краска тёплого красно-коричневого цвета. При соединении с кобальтом даёт превосходные тёплые серые тона. Кобальт лучший кобальт добывают в рудниках Швеции. Эта краска одна из самых необходимых для художника – акварелиста. Индиго. Это экстракт из коры и листьев дерева индиго, растущего в Бразилии и Индии. Кадмий. Добывается из метала того же имени, краска-дающая самый сильный жёлтый цвет.
Гуашь[14] — вид клеевых водорастворимых красок, более плотный и матовый, чем акварель.
Вид красок почти целиком зависит от связующего вещества, а сами пигменты делятся на подгруппы. Пигменты получают из крошки малахита, лазурита, волконскоита, охры, вивианита, сажи и других природных веществ. Пигменты делятся на неорганические и органические.
Практическая часть.
Часть 1. Изготовление красок в домашних условиях
Изучив литературу по данному вопросу: « можно ли изготовить краски в домашних условиях? » мы узнали, как изготовить темперные, масленые и пальчиковые краски в домашних условиях.
Темперные краски[15]
Для изготовления темперной краски нам понадобятся следующие ингредиенты: (см. Приложение №1) желток куриного яйца, вода, уксус 9% , краситель (желаемого цвета), ёмкость, в которой будем смешивать краски
Чтобы получить темперные краски мы смешали желток куриного яйца с 9% уксусом, чтобы получить краски желаемой консистенции (см.Приложение №2). Затем постепенно добавили красный краситель в получившуюся жидкость. Получили краску довольно жидкой консистенции и очень яркого цвета (см.Приложение№3).
Масляные краски[16]
Для изготовления масляной краски нам понадобятся следующие ингредиенты: (см.Приложение №4) льняное масло, краситель, стекло или другая ровная гладкая поверхность, ёмкость, в которую перельем получившуюся краску
Чтобы получить масляные краски мы высыпали краситель на ровную поверхность горкой, сделали углубление, налили масло, затем размешали. (см.Приложение №5). Консистенция зависит от количества масла. После этого мы растерли массу похожим материалом на стеклянный пестик. Растёрли полностью до гладкой блестящей пасты (см.Приложение №6), результат мы поместили в стаканчик детских красок.
Пальчиковые краски[17]
Для изготовления пальчиковых красок нам понадобились следующие ингредиенты: (см.Приложение №7) мука, растительное масло, соль, вода, пищевые красители желаемого цвета. Преимущества данных красок[18]: простота изготовления; более низкая стоимость в сравнении с готовыми аналогами; можно сделать любое количество; ребенку интересен процесс создания красок; зная состав красок, вы будете абсолютно уверены в безопасности ребенка.
Но есть и несколько недостатков: не всегда можно купить пищевой краситель нужного цвета; потребуется готовая тара с крышками; контейнеры рекомендуется хранить в холодильнике в течение двух недель.
Чтобы изготовить пальчиковые краски нам нужно смешать муку, соль и краситель, в нужных пропорциях смешали с маслом и с малым количеством воды. Получившуюся краску перелить нужный вам сосуд (см.Приложение № 8).
Эбру
Рисование в технике Эбру[19] - это рисование по жидкому материалу. Этот вид искусства широко распространен в Турции. Для рисования в этой технике нам понадобятся следующие ингредиенты[20]: канцелярский клей, вода, широкая тарелка или поддон, гуашевые краски (см.Приложение № 9).
Мы налили в тарелку канцелярский клей и воду (см.Приложение № 10) , а затем капнули краску, формировали рисунок при помощи иголки. (см.Приложение№11), сверху аккуратно наложили лист Бумаги (см.Приложение№12) ,через некоторое время аккуратно снимем и дадим высохнуть (см.Приложение№13).
Часть 2. Краски, изготовленные в лаборатории
Вид красок почти полностью зависит от связующего вещества, а сами пигменты делятся на подгруппы. Существуют пигменты неорганические и органические. Пигменты получают из крошки малахита, лазурита, волконскоита, охры, вивианита, сажи и других природных веществ.
Фиолетовый кобальт - ортофосфата кобальта (II) (Co3(PO4)2).
В стакан налили 15 мл раствора хлорида кобальта (II), добавили 15 мл раствора ортофосфата натрия. (см.Приложение №13) Образовался осадок ортофосфата кобальта (II) сиреневого цвета. Осадок отфильтровали (см.Приложение №14,15)., высушили
Уравнение реакции: 3CoCl2 + 2Na3PO4 = Co3(PO4)2 + 6NaCl
Свинцовые белила – карбонат свинца (II) (PbCO3).
К 15 мл раствора ацетата свинца (II) налили в пробирку добавили 15 мл раствора карбоната натрия (см.Приложение№16). Образовался белый осадок карбоната свинца (II),а осадок отфильтровали и высушили. (см.Приложение№17)
Уравнение реакции: Pb(CH3COO)2 + Na2CO3 = PbCO3 +2CH3COONa
Результат: Мы получили Свинцовые белила (см.Приложение№18) .
Хромовая зелень - оксид хрома (III) (Cr2O3)
Прокалили бихромат аммония (NH4)2Cr2O7 (аммоний двухромовокислый). После удаления из соединения азота и воды, остался оксид хрома Cr2O3 зеленого цвета. На огнеупорную поверхность поместили горкой дихромат аммония (см.Приложение №19). В вершинке горки сделали углубление, добавили 2 капли этилового спирта и подожгли.(см.Приложение №20). Дихромат аммония начал разлагаться и увеличился в объёме. Вещество нужно промыть, высушить, перетереть, смешать с водой и связующим веществом (см.Приложение №21).
Уравнение реакции: (NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O
Желтые пигменты
Желтая кассельская - иодид свинца (II) (PbI2).
В стакан налить 15 мл раствора иодида калия. К нему добавить 15 мл раствора ацетата свинца. Образовался ярко-желтый осадок иодида свинца (II) .Осадок отфильтровали, высушили. (см.Приложение№22)
Уравнение реакции: 2KI + Pb(CH3COO)2 = PbI2 + 2CH3COOK
1.Провели химическую реакцию между безводным хлорным железом FeCl3 и хроматом калия К2СrO4.
Цинковые белила
Смешали безводный сульфат цинка ZnSO4 с кальцинированной содой (карбонатом натрия Na2CO3), после выпадения осадка карбоната цинка его отфильтровали, промыли водой, высушили. После прокаливания из карбоната выделился углекислый газ и остался оксид цинка — это белый пигмент для краски. Растерли осадок, смешали его со связующим веществом.
Результат: Мы получили белила, но в настоящее время они заменены титановыми белилами
Баритовые белила – сульфат бария (BaSO4).
В стакан налили 15 мл раствора хлорида бария, добавили 15 мл раствора серной кислоты. Образовался белый мелкокристаллический осадок сульфата бария, который отфильтровали и высушили.
Вывод. Изучив литературу по данной теме, я выяснила, что многие краски можно изготовить в домашних и лабораторных условиях.
Заключение.
Таким образом, проделанная работа позволила нам убедиться в большом разнообразии красок, их многоцветии, их неповторимости. Исследовав краски различных видов: темперные, пальчиковые, масляные и т.п. и мы подтвердили их химическую природу: это оксиды, соли. Часть из них можно получить реакцией разложения, а остальные реакцией обмена.
Мы узнали много нового о природных красителях и научились их получать из пищевых красителей и химических реактивов.
Из приготовленных красок нами написаны картинки. Следовательно, задачи, поставленные нами, выполнены, гипотеза доказана. Однако тема раскрыта не полностью. В дальнейшем мы планируем изучить свойства пигментов и связующих веществ и рассмотреть их влияние на организм человека.
Список литературы
- Алпатов М. В. Искусство. М.: Изобразительное искусство, 1974.-116
- Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас. М.: Дрофа, 2000.-167
- Менделеев Д.И., Лидов А.П.,. Краски органические естественные // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Ольгин. О. Опыты без взрывов.-М.: Химия, 1995.-176 с.
- Петрушевский Ф. Ф.,. Краски, употребляемые для живописи // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Титова И. М. Вещества и материалы в руках художника. М.: Просвещение, 2001.-156
- Интернет-ресурсы:
http://www.catalogmineralov.ru
http://infrahim.ru
https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски
http://lkmprom.ru/analitika/istoriya-vozniknoveniya-krasok/
http://fb.ru/article/163538/kak-sdelat-palchikovyie-kraski-svoimi-rukami
http://7ya-mama.ru/recept-palchikovyx-krasok-dlya-detej-v-domashnix-usloviyax.html
https://masterkrasok.ru/posts/drawing/kak-samostoyatelno-izgotovit-maslyanye-kraski
http://artblog.artmaterials.com.ua/home/34-articles/82-how-to-make-egg-tempera.html
http://chesnachki.ru/podelki/tehnika-ebru-risovaniya-na-vode-v-domashnih-usloviyah.html
Приложения к работе
Приложение № 1
Приложение № 2
Приложение № 3
Приложение № 4
Приложение № 5
Приложение № 6
Приложение № 7
Приложение № 8
Приложение № 9
Приложение№10
Приложение № 11
Приложение№12
Приложение № 13
Приложение№14
Приложение №15
Приложение №16
Приложение №17
Приложение №18
Приложение №19
Приложение №20
Приложение № 21
Приложение №22
[1] Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски
[2] Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски
[3] Интернет-ресурс: http://www.infrahim.ru/cat/pfm/pfm01/
[4] Интернет-ресурс: http://www.infrahim.ru/cat/pfm/pfm02/
[5] Интернет ресурс: http://lkmprom.ru/analitika/istoriya-vozniknoveniya-krasok/
[6] Интернет-ресурс: http://www.catalogmineralov.ru
[7] Интернет-ресурс: http://lkmprom.ru/analitika/istoriya-vozniknoveniya-krasok/
[8] Интернет-ресурс: http://lkmprom.ru/analitika/istoriya-vozniknoveniya-krasok/
[9] Интернет-ресурс: http://www.catalogmineralov.ru
[10] Интернет-ресурс: http://lkmprom.ru/analitika/istoriya-vozniknoveniya-krasok/
[11] Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски
[12] Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски
[13] Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски
[14] Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Краски
[15] Интернет-ресурс: http://artblog.artmaterials.com.ua/home/34-articles/82-how-to-make-egg-tempera.html
[16] Интернет-ресурс: https://masterkrasok.ru/posts/drawing/kak-samostoyatelno-izgotovit-maslyanye-kraski
[17] Интернет-ресурс: http://7ya-mama.ru/recept-palchikovyx-krasok-dlya-detej-v-domashnix-usloviyax.html
[18] Интернет-ресурс:http://fb.ru/article/163538/kak-sdelat-palchikovyie-kraski-svoimi-rukami
[19]Интернет-ресурс:http://chesnachki.ru/podelki/tehnika-ebru-risovaniya-na-vode-v-domashnih-usloviyah.html
[20] Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас. М.: Дрофа, 2000.-167.