顔料。自宅で楽しい化学体験

顔料。化学実験

化学の面白い実験

数十年前、顔料は通常、その起源を強調して鉱物塗料と呼ばれていました。多くの天然顔料は、色のついた鉱物を粉砕して得られました。そして今では、特に塗装用に明るくジューシーで耐久性のある塗料を準備する必要がある場合に、同じことを行うことがあります。しかし、最近では、あらゆる種類の酸化物や金属塩などの合成顔料が使用されることが多くなりました。顔料が有機的な性質のものであれば、染料と呼ばれることが多くなります。おそらく、それらの主な応用分野は布地の染色です。

さまざまな色の岩絵具の準備を始めましょう。まずは白から始めましょう。

鉛、亜鉛、チタンの化合物は通常白色顔料として機能します。後者は自己生産が最も困難です。そして、家庭実験室での最良の鉛源は、以前に作業したことがある基本的な酢酸鉛の 20% 溶液である鉛ローションです。鉛白は主な炭酸鉛（OH）なので₂CO₃、その後、それらを取得するには、酢酸塩の溶液に（つまり、ローションに）二酸化炭素を通過させる必要があります。鉛白が沈殿します。ろ過し、水ですすぎ、乾燥させます。酢酸鉛溶液は濾液中に残ります。鉛化合物が手や顔に付着しないように、また決して口に入らないように注意してください。食器や食品と接触するあらゆる物体を、そのような化合物（鉛乾燥剤を含むものを含む）に基づいて調製された塗料で塗装することは禁止されています。

これから説明する亜鉛塗料も、食器の塗装を目的としたものではありません。今与えられたすべての警告がそれらに当てはまります。

亜鉛顔料の出発原料は塩化亜鉛 ZnCl です。₂。その溶液は、少量の亜鉛（場合により粒状）を塩酸に滴下することによって得ることができる。たとえば、古いバッテリーからのガラスが適しています。それはほぼ純粋な亜鉛でできています。得られた溶液に、慎重に一滴ずつ、洗濯ソーダの溶液を加えます。まず、過剰な酸を中和し（これは泡立つことでわかります）、次に塩化亜鉛と反応して炭酸 ZnCO を形成します。₃。それを濾過し、水で洗浄し、280℃以上の温度で焼成する必要があります。この温度を超えると、炭酸亜鉛は白色の酸化亜鉛 ZnO と CO に分解します。₂.

別の白い亜鉛顔料、硫化亜鉛 ZnS があります。それを準備するには、まず硫化ナトリウムNaを入手する必要があります₂S. 最も簡単な方法は、亜硫酸ナトリウム Na を強く加熱することです。₂SO₃ （もう一度思い出してください - この物質は写真店で販売されています）、その後、XNUMXつの物質が形成されます - 硫酸Na₂SO₄ および硫化Na₂S. 必要なのは XNUMX 番目の物質だけです。冷却後、混合物を水に溶解し、少量の塩化亜鉛溶液を加えます。その調製方法は前の実験で説明しました。過剰な酸を避けてください。生成した硫化物が酸に溶解します。濾過して乾燥すると、不溶性の白い硫化物であるZnS粉末が得られます。

色の顔料に移りましょう。まず、塩基性酢酸銅の混合物である青緑色の緑青が得られます。

硫酸銅の溶液にソーダの溶液を加えると、塩基性炭酸銅Cuが沈殿します。₂（OH）₂WITH₃。それを濾過し、沈殿物が完全に溶解するまで酢エッセンスを注意深く一滴ずつ加えます。強い過熱や液体の飛散を避けながら、弱火でほぼ乾燥するまで溶液を蒸発させ、その後冷却します。沈殿した青緑色の結晶を濾過し、濾紙の間で乾燥させます。

サークルでは、そのような実験をドラフトの下に置くことをお勧めします。自宅では、実験後、酢の臭いが消えるように部屋を適切に換気することを忘れないでください。

酸化鉄Feをベースにした顔料に移りましょう₂O₃。ミニウム、ミイラ、黄土色、アンバー、コルホタール、ベネチアンレッド、イングリッシュレッド - これはそのような顔料の完全なリストではありません。塗料は作り方によって赤から茶色までさまざまな色合いを持ち、強く加熱すると酸化鉄は黒色に変化します。

この物質は硫酸第一鉄FeSOを焼成することで容易に得られます。₄* 7H₂O（硫酸鉄七水和物）。ビトリオールを少量ずつ摂取すると、分解が早くなります。ビトリオールを緑色から黒色に変わるまで加熱します。冷却すると赤色酸化物Feが得られます。₂О₃.

既製の硫酸鉄を購入できない場合（ホームセンターで販売されている場合）、より一般的な硫酸銅から硫酸第一鉄を調製することは難しくありません。鉄やすりをその溶液に浸し、やすりをかけ、ガソリンで洗浄します。青色の溶液が緑色に変わったらすぐに、それを沈殿から排出し、濾過し、蒸発乾固させます。鉄は大気中の酸素によって部分的に酸化されるため、純粋な硫酸鉄は得られませんが、実験の結果には影響しません。

褐色水酸化鉄 Fe(OH)₃ 「」の章で説明されているように、硫酸第一鉄の溶液に、洗浄ソーダと消石灰から調製した苛性ソーダの溶液を加えたものから得られます。スズと鉛アルカリを扱うときは注意を忘れないでください！反応の結果、水酸化鉄Fe（OH）が析出します。₂。必要な水酸化鉄 (OH) に₃ 過酸化水素（過酸化物）によって簡単に酸化されますが、時間がかかる場合は、開いたボトルに保管すると空気中の酸素によって簡単に酸化されます。茶色の沈殿物を分離し、室温で乾燥させます。

鉄を主成分とする青色顔料としてプルシアンブルーがよく知られています。その調製には第二鉄塩が必要です。これを得る方法は次のとおりです。前の実験で調製した新たに沈殿した水酸化鉄を塩酸（おそらく希釈した薬局用）に溶解するか、やや悪い場合には酢エッセンスに溶解し、フェロシアン化カリウムの溶液（黄色の名前で）と混合します。血中塩、この物質は写真店で販売されています）。よく知られたプルシアンブルーの青い沈殿物が即座に形成されます: Fe₄[Fe（CN）₆]₃。この反応は非常に敏感であり、溶液中の第二鉄イオンの検出によく使用されます。

黄色の酸化鉛 - リサージは、これに基づいて乾燥剤を調製し、塗料に顔料として導入できます。そして真っ赤な赤鉛を得るには、混合酸化鉛Pb₃О₄、事前に準備したリサージを空気中で加熱するだけで十分です。ただし、微妙な点は、酸化反応が可逆的であり、500 °C を超える温度では、鉛丹が再びリサージに変わることです。これは、500 °C よりわずかに低い温度が必要ですが、それほど多くはなく、そうでないと反応がまったく進まないことを意味します。適切な温度計をお持ちでない可能性があります。したがって、か焼したリサージの隣に鉛と亜鉛の破片を置きます。融点はそれぞれ 327 と 420 です。 ⁰C、この間隔はミニアムを取得するのに十分許容範囲です。実験中、鉛は溶け、亜鉛は固体でなければならないことは明らかです。

黒い色素は普通の煤です。塗料の製造に適した良質なカーボンブラックを入手する XNUMX つの方法を紹介します。パラフィンキャンドルの炎を、もちろん不燃性の冷たく巨大な物体に向けます。生じた黒いコーティングを時々削り落としますが、そのような状態ではパラフィンが完全には燃えず、二酸化炭素とともにCOが発生します。₂ 炭素元素が形成されます - すす。

結論として、緑色の色素が得られます。最初の暗緑色の酸化クロム Cr₂О₃。酸化 - 還元の実験で思い出したように、多くのクロム化合物は明るい色をしているため、顔料としてよく使用されますが、それは食品と接触しない色の場合に限られます。

重クロム酸カリウムKから再び進みます₂クロム₂O₇、クロム化合物の中で最も入手しやすい。活性炭または硫黄と混合し、乳鉢で慎重に粉砕し、その混合物を2g以内にとり、磁器または金属皿に入れて強く加熱します（多くの物質を入れると反応が激しくなります）暴力的）。混合物を冷却し、水で数回洗浄し、濾過し、フィルター上に残った暗緑色の酸化クロムを乾燥させます。

この顔料を得るには他の方法もあります。たとえば、重クロム酸アンモニウム、または重クロム酸カリウムと塩化アンモニウム (アンモニア) の混合物を加熱することです。このような反応で得られる酸化クロムは、緑色の顔料としてだけでなく、最高の微細研磨材の XNUMX つとしても使用されることに留意してください。これは、たとえば光学機器のレンズやミラーの仕上げ用など、多くの特に細かい研磨ペーストの成分です。

最後に、明るい緑色のエメラルドグリーンの顔料、水酸化クロムです。同じ組成の通常の灰色の水酸化物とは異なり、より大きな粒子で構成されています。

重クロム酸カリウムを薬局のホウ酸と鉄のスプーンで融合させます。鉄を赤熱する必要があり、スプーンはトングで持つ必要があります。冷却後、溶融物を水で処理し、濾過する。物質の色が確かにエメラルドグリーンであることがわかります。

十分な量の顔料を入手したら、前の章で述べたように、油絵の具の組成でそれらをテストします。または、白い絵の具や合成エナメルに自家製の顔料を加えて購入したものもあります。

著者：オルギンO.M.

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