Можно с уверенностью сказать, что каждый человек хоть раз в жизни брал в руки кисти, краски и рисовал. Желтое солнце, синее небо и красный цветок – базовые элементы детского рисунка из трех основных цветов. Еще в школе на уроках изобразительного искусства мы узнали, что, смешивая именно эти краски в разных пропорциях, можно получить неограниченное количество сочетаний.
Конечно, современные краски имеют сложный химический состав и производятся в промышленных масштабах, но как краски производили и добывали в древности? В этой статье попробуем разобраться в вопросе с химической точки зрения.
Первые краски
Первые рукотворные рисунки относят к мадленской культуре позднего палеолита. Ученые называют возраст – 12-15 тысяч лет, каменный век. В Испании, провинции Сантандер обнаружены 20 рисунков животных. Бизоны и лошади изображены на стенах пещеры Альтамира. Исследователям удалось обнаружить не только палитру первых художников, но инструменты, с помощью которых они готовили свои краски.
Собираем палитру
Первым добавим в арсенал художника охру или «вохру». Это природный пигмент, обычно содержащий метагидроксид железа (FeO(OH)) с примесью алюмосиликатов (полевые шпаты: ортоклаз K[AlSi3O8], альбит Na[AlSi3O8], анортит; слюды: мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2, нефелин Na[AlSiO4] и др.).
По цвету охры делят на светло-желтые (12-25% Fe2О3) и золотисто-желтые (40-75% Fe2О3). Еще бывает красная охра ((Fe,Fe2)О4 ), которую называют «мумия» или «железный сурик». Мумия в своем составе содержит 35-70% Fe2О3 и получается при обжиге железосодержащих руд. Кроме Fe2О3 мумия состоит еще из глинистых веществ. Основными компонентами глин являются гидроалюмосиликаты. Группа каолинов Al2O3•2SiO2•2H2O — каолинит, диккит, накрит, галлуазит; группа монтмориллонитов — монтмориллонит Al2O3•4SiO2•H2O+nH2O, бейделлит Al2O3•3SiO2•nH2O, нонтронит (Al, Fe)2O3•3SiO2•nH2O, сапонит 2MgO•3SiO2•nH2O; группа щелочесодержащих глин — глинистые гидрослюды, включая иллит — минералы с различным соотношением K2O, MgO, Al2O3, SiO2, H2O) и диоксид кремния SiО2.
Железооокисные пигменты активно продолжают использовать в современной лакокрасочной промышленности, так как они инертные, нетоксичные, высококачественные и устойчивы к погодным условиям и свету.
Второй пигмент нашей палитры описан в Указе «Како сурик делать» (рукопись конца XVI века) сказано: «…возми белил и положи в череп железный сосуд и постави на жар, и как загорят белила, станут красны, то и сурик».
В данном тексте описывается белая краска - свинцовые белила - основный карбонат свинца (Рb(ОН)2•2РbСO3). Современный метод получения основного карбоната свинца заключается в электрохимическом взаимодействии свинцового анода с разбавленным водным раствором карбоната натрия Na2CO3 при непрерывном пропускании через электролит диоксида углерода СO2. В процессе электролиза под анодом образуется белый осадок Рb(ОН)2•2РbСO3.
Нагревание некоторых неорганических пигментов может использоваться для изменения цвета последних. Разложение основного карбоната свинца с частичным его окислением применяется для получения пигмента красного цвета — свинцовый сурик (Рb2Рb)O4.
Третий пигмент широко использовался с XV в. и в одной из рукописей Троице-Сергиевой лавры был записан «Указ како творится киноварь»: «...возми ртоутя литру едину, сунпор, ослиный кал и жарие на огни, видиши исходящ дым и тогда творится киноварь».
Киноварь (киноверь, кеноварь, киноварец) как хорошая краска красного цвета была известна в России давно. Киноварь - сульфид ртути HgS, кристаллы красного цвета, практически нерастворимые в воде. Она встречается в природе и получается искусственно добавлением ртути в расплавленную серу: Hg + S(ж) = HgS(кр).
На воздухе и под воздействием солнечного освещения красный сульфид ртути постепенно превращается в черный из-за выделения мельчайших капелек ртути. Поэтому киноварь применяли для стенной росписи только внутри зданий: «... а киноварем извне не писать, потому что почернеет» (XVII в.).
Ртуть очень токсичный металл, поэтому сейчас киноварь не используют. Ее заменяют другими красными пигментами, например, более безопасными кадмиевыми красками, железным суриком, свинцовым суриком и искусственной киноварью. Киноварь искусственная сухая - пигмент красного цвета, получаемый осаждением или смешением органических пигментов с различными наполнителями.
Четвертая самая древняя зеленая краска на Руси - «празелень».
Помимо празелени в России производили и применяли другие зеленые краски: ярь-медянку - (CH3COO)2Cu·H2O), хромовую зелень (Cr2O3), малахитовую зелень (Cu2(CO3)(OH)2), швейнфуртскую зелень (Cu(C2H3O2)·3Cu(CuAs2O2)2). Часто зеленые краски получали смешиванием синей и желтой красок.
Соединения хрома по настоящее время используют для получения зеленных пигментов в сочетании с органическими веществами.
Пятая краска описана Михаил Ломоносов в своем рапорте президенту Академии наук Кириллу Разумовскому писал в январе 1750 г.: «В конце прошлого лета и по осени искал я способов как делать лазурь берлинскую, которой два сорта при сем прилагаю».
Какие только имена не имела берлинская лазурь: лазорь, берлинская синь, берлинский голубец, английская лазурь, парижская лазурь. Ее с давних пор применяли в России для окраски тканей, бумаги, в иконописи и росписи фресок. Впервые берлинскую лазурь получил в 1704 г. немецкий мастер Дисбах, готовивший краски для художников.
Михаил Ломоносов синтезировал берлинскую лазурь, смешивая водные растворы желтой кровяной соли и сульфата железа(III) Fe2(SO4)3: 3K4[Fe(CN)6] + 2Fe2(SO4)3 = Fe4[Fe(CN)6]3 + 6K2SO4. Эту реакцию применяют до сих пор в промышленном и лабораторном масштабе.
Другой пример синего пигмента - тенарова синь – двойной оксид алюминия и кобальта состава (СоАl2)O4 – тетраоксид диалюминия-кобальта. Вещество это получило свое название по имени французского химика Тенара, предложившего реакцию образования этого оксида для обнаружения алюминия в минералах.
В современной лакокрасочной промышленности используются различные синие пигменты, кобальт синий, королевский синий, марганцевая голубая и небесная голубая. Каждый оттенок синего имеет свои четко определенные хроматические свойства. Разница между оттенками синего цвета очень велика, даже если цвет один и тот же, степень блеска поверхности консистенция и фактура краски создают различие эффекты.
Это лишь небольшой список неорганических пигментов, которые использовались на Руси и в настоящее время продолжают быть актуальными в производстве красок.
Наталья Пиманова, кандидатом химических наук, доцентом кафедры биологии, химии, экологии и методик обучения.
#мининский #mininuniver #десятилетиенауки #МинобрнаукиРоссии #популяризациянауки #научныйфорсайт
