Sala de lectură
O. Olgin. Experimente fără explozii
Orice vopsea pe bază de ulei este un amestec de ulei de uscare cu pigmenți, adică cu substanțe colorante. Cum să le gătiți singuri, vor fi discutate mai departe, iar acum vom fi angajați în baza vopselei de ulei - ulei de in.
Desigur, uleiul de in (cum ar fi unii pigmenti) poate fi cumparat la magazin. Dar pentru un chimist tânăr, o astfel de decizie ar fi prea neinteresantă. Dacă puneți experimente, atunci trebuie să vă pregătiți singur. Dar mai întâi trebuie să înțelegem ce este.
Uleiul natural de semințe de in este preparat cu uleiuri vegetale. Aceste uleiuri sunt numeroase; unele dintre ele sunt capabile să se usuce pe aer (semințe de in, cânepă). Altele se usucă numai parțial și, prin urmare, se numește semi-uscare (de exemplu, ulei de floarea-soarelui). Unele uleiuri nu se usucă deloc - măslinele din măsline, castor din ulei de ricin.
Dar ce înseamnă cuvântul "uscat" în ceea ce privește uleiurile? Nu există solvent în ele și nu pare să se usuce nimic. Deci este, uscarea - un termen deși bine stabilit, dar nu destul de precis. De fapt, uleiurile polimerizează, moleculele lor se leagă împreună, formând un polimer solid insolubil și ne-topit. Dar pentru asta aveți nevoie de o substanță care să coasă împreună molecule relativ mici de ulei. Această substanță este oxigenul aerului. De aceea filmul de vopsea pe bază de ulei aplicat produsului se usucă repede. Iar uleiul lăsat în borcan se îngroașește numai de pe suprafață: numai el vine în contact cu aerul.
Dar chiar și uleiurile de uscare reacționează cu oxigen foarte lent și ar trebui să așteptăm un timp foarte lung până când vopseaua se oprește murdară. Cu toate acestea, această reacție poate fi accelerată în mod semnificativ dacă se adaugă puțin ulei de catalizator. Acești catalizatori care accelerează uscarea peliculei de ulei se numesc desicatori. Uleiul obișnuit de uscare este un amestec de ulei (recent - din ce în ce mai sintetic) cu un uscător.
Deci, pentru a pregăti uleiul de in, este necesar să amestecați ulei de uscare cu siccativa. De asemenea, poate fi cumpărat în magazin, dar nu este mai bine să vă pregătiți uscătorul și să-i testați efectul asupra experienței? Mulți desicatori sunt săruri ale acizilor organici. Puteți prepara o astfel de sare, destul de bine cunoscută - rășină fuzionată; "reshotami" se referă la sărurile acizilor care formează colofoniu.
În vase de porțelan (și dacă nu este, apoi în metal) încălziți aproximativ 50 g de colofoniu. Temperatura ar trebui să fie de aproximativ 220-250 o C, colofoniul la această temperatură se va topi. În această topire, în porții mici cu agitare, intrați (cu prudență, fără a atinge mâinile) 5 g de calcar de var CaO. Ca rezultat al reacției, se obține rășină de calciu.
Dacă în loc de 15 g var ia litharge (plumb PbO oxid), strivit într-o pastă cu ulei de in, și adăugarea acestuia în porții mici, se formează celălalt deshidratant - rezinat plumb. Gleiul poate fi obținut din pulbere de plumb amestecată cu azotat de sodiu sau potasiu (acestea sunt îngrășăminte uzuale). Atunci când amestecul este încălzit, se formează oxid de plumb PbO galben, astfel încât reacția poate fi evaluată prin schimbarea culorii. Când devine suficient de intensă, opriți încălzirea, răciți amestecul și tratați-l cu apă. Produsele de reacție solubile vor intra în soluție, în timp ce scuturarea litharge lumină separată de plumb grele, nereacționat, - se stabilește la fund. Astfel, este necesar să se scurgă opac turbiditate lichid cu sedimente, filtru și uscat - litargă gata.
Un amestec de colofoniu cu CaO sau PbO trebuie încălzit până când se obține o masă omogenă. Picăturile ei se pun din când în când pe un pahar curat și, de îndată ce picătura se dovedește a fi transparentă, încălzirea poate fi oprită.
Un alt deshidratant foarte obișnuit este oxidul de mangan MnO2. Puteți să o obțineți cu ușurință. Se prepară două soluții - sulfit de sodiu Na2SO3 și permanganat de potasiu KMnO4 (mangan). Când amestecați aceste soluții, se va precipita o pulbere neagră. Acesta este oxidul dorit. Se filtrează și se usucă la aer fără încălzire.
Indiferent de ce alegeți să preparați, pașii următori vor fi aceiași. Se adaugă desicantul la uleiul de in și ulei de cânepă, încălzit la 150-200 ° C, ambele uscate. Experiența este mai bună dacă uleiul este rafinat. Pentru 100 de părți de ulei, luați 3-5 părți de desicant și amestecați amestecul până se dizolvă complet. Ați pregătit ulei de in. Lăsați-o să se răcească și verificați efectul uscătorului.
Aplicați un strat subțire de lac pe sticlă sau metal, apoi aplicați același film de ulei pur, fără un catalizator. Veți afla cu ușurință cât de mult agentul de uscare accelerează uscarea uleiului. Dacă ați pregătit mai mulți desicatori, comparați activitatea acestora.
Pentru a obține vopsea pe bază de ulei, lacul trebuie amestecat cu pigment, gata sau de casă. Rețineți că pigmentul trebuie să fie uscat în mod corespunzător, pisate și cernute printr-o sită foarte fină, pe care le găsiți, sau prin tifon, împăturit în jumătate.
O astfel de pulbere fină, se adaugă lac în picături, de fiecare dată de agitare și frecarea-l până la o masă omogenă groasă, care seamănă cu terci. Frecați-l din nou complet și diluați cu același ulei de in, astfel încât să ia grosimea vopselei de vopsea uzuală. Poate că vopseaua ta va fi transparentă și acest lucru nu este întotdeauna de dorit.
Pentru a evita transparența (după cum spun experții, vopseaua a fost opacă), adăugați un anumit pigment alb la ulei. Nu va afecta culoarea finală a vopselei, dar o va lipsi de transparență.
Chiar dacă toți faceți cu atenție, vopseaua de ulei rezultată va fi, poate, puțin mai rău decât în magazin. Dar - cu mâinile lor.
Pigmenții, cu câteva decenii în urmă, erau denumiți în mod obișnuit vopsele minerale, subliniind originea lor: mulți pigmenți naturali au fost obținuți prin măcinarea mineralelor colorate. Și acum acționează uneori, mai ales dacă aveți nevoie să pregătiți vopsele luminate, suculente, persistente pentru pictura. Dar mult mai des, în prezent, folosesc pigmenți sintetici - tot felul de oxizi și săruri de metale. Dacă pigmenții sunt de natură organică, ele sunt adesea numiți coloranți; poate, zona principală a aplicării lor este colorarea țesuturilor.
Vom pregăti pigmenții minerali de diferite culori. Să începem cu alb.
Rolul pigmenților albi este, de obicei, compuși ai plumbului, zincului și titanului: cei din urmă pentru auto-fabricare sunt cei mai puțin disponibili. Și cea mai bună sursă de plumb din laboratorul de origine este o loțiune de plumb, o soluție de 20% de acetat de plumb de bază, cu care ați lucrat deja. Deoarece plumbul alb este dihidroxidul carbonat de plumb Pb2CO3 (OH) 2. apoi pentru producerea lor este necesară trecerea dioxidului de carbon printr-o soluție de acetat de plumb. Plumbul alb va precipita. Se filtrează, se clătește cu apă și se usucă. În filtrat va fi o soluție de acetat de plumb. Încercați să lucrați astfel încât compușii de plumb să nu cadă pe mâini și față și în nici un caz în gură. Vopsele, realizate pe baza acestor compuși (inclusiv plumb-uscător) este interzis să picteze feluri de mâncare și orice elemente care vin în contact cu produsele alimentare.
Vopselele de zinc, la care ne întoarcem acum, nu sunt, de asemenea, destinate vopsirii vesela; toate avertismentele de precauție care le-au fost aplicate.
Clorura de zinc ZnCl2 servește ca materie primă pentru pigmenții de zinc. Soluția poate fi obținută prin scăderea în acid clorhidric cu puțin zinc, opțional granulat. Suită, de exemplu, un pahar de la o baterie veche - este fabricat din zinc aproape pur. La această soluție, adăugați cu atenție o soluție de sifon de spălare, picătură cu picătură. În primul rând, acesta neutralizează excesul de acid (îl observați prin spumare) și apoi reacționați cu clorura de zinc, se formează carbonat de ZnCO3. Trebuie filtrat, clătit cu apă și calcinat la o temperatură de cel puțin 280 ° C. Deasupra acestei temperaturi, carbonatul de zinc se descompune în oxid de zinc alb și ZnO.
Există un alt pigment alb de zinc - sulfura de zinc ZnS. Pentru a găti aveți nevoie pentru a obține prima de sulfură de sodiu Na2 S. Cel mai simplu mod de a face acest lucru: mult încălzit sulfit de sodiu Na2 SO3 (încă o dată reamintim - substanța este vândută în Photoshop), apoi imaginea a două substanțe - si sulfurile Na2 SO4 Na2 S. Avem doar nevoie substanță secundară. După răcire, se dizolvă amestecul în apă și se adaugă puțină soluție de clorură de zinc, prepararea căreia a fost descrisă în experimentul anterior. Evitați excesul de acid: sulfura care rezultă se dizolvă în el. După filtrare și uscare, veți obține o pulbere de sulfură albă insolubilă - ZnS.
Să trecem la pigmenți de culoare. Mai întâi primim o miere albastră-verde, un amestec de hidroxid de cupru-acetat.
La soluția de sulfat de cupru se adaugă o soluție de sodă, iar precipitatul scade carbonatul de cupru dihidroxid carbonat Cu2CO3 (OH) 2. Se filtrează și, ușor, se picură cu picătură, se adaugă esența oțetului până când sedimentul este complet dizolvat. Se spală soluția peste un mic foc aproape uscat, evitând supraîncălzirea și pulverizarea excesivă a lichidului, apoi se răcește. Cristalele albastru-verzi rezultate se filtrează și se usucă între foi de hârtie de filtru.
Într-un cerc, o astfel de experiență este mai bine pentru a pune în tracțiune, și la domiciliu nu uitați după experimentul cum să ventilați în mod corespunzător camera astfel încât mirosul de oțet să dispară.
Să ne întoarcem la pigmenți pe bază de oxid de fier Fe2O3. Surik, mumie, ocru, umber, kolhotar, roșu venețian, roșu englezesc - este departe de o listă completă a acestor pigmenți. În funcție de metoda de producție, vopseaua poate avea nuanțe diferite, de la roșu la maro, și cu încălzire puternică, oxid de fier negru.
Această substanță este ușor de obținut prin calcinarea sulfatului de fier FeSO4. 7H2O (sulfat feros saturat șapte). Luați porții mici de vitriol, apoi descompunerea va fi mai rapidă. Se încălzește vitriolul până devine verde din verde. După răcire se obține un oxid de Fe2O3 roșu.
Dacă nu puteți cumpăra vitriol din fier (și este vândut în magazinele de fierărie), sulfatul de fier nu este dificil de preparat din sulfatul de cupru mai obișnuit; Puneți în soluție piliturile de fier, înființate cu un fișier și spălate în benzină. De îndată ce soluția albastră devine verde, se scurg din sediment, se filtrează și se evaporă până se usucă. Nu veți obține vitriol de fier pur, deoarece fierul este parțial oxidat de oxigenul aerului, dar acest lucru nu afectează rezultatul experimentului.
hidroxid de fier Brown FeO (OH), veți obține dintr-o soluție de sulfat de fier, care se adaugă la o soluție de hidroxid de sodiu, preparată din sodei var și hidratat așa cum este descris în capitolul „staniu și plumb“. Lucrand cu orice alcaline, nu uita de precautie! Ca urmare a reacției, în precipitat se precipită hidroxidul de fier Fe (OH) 2. este ușor de oxidat de peroxid (peroxid) hidrogen, și dacă suferă timp de hidroxid de FeO Inainte ne cere (OH) pur și simplu prin oxigenul atmosferic în timpul depozitării într-o sticlă deschisă. Precipitatul brun se separă și se usucă la temperatura camerei.
Pigmă albastră cunoscută pe bază de fier - Berlin azuriu. Pentru ao pregăti, ai nevoie de o sare de fier feric. Acesta este modul în care poate fi obținut: hidroxid feric -precipitated preparat în experimentul anterior a fost dizolvat în acid clorhidric (poate fi diluat, farmacie) sau care este oarecum mai rău în oțet și se amestecă cu o soluție de ferocianură de potasiu (numită ferocianura această substanță vinde în magazinele foto). Albastru format precipitat instantaneu familiar vă albastru de Prusia: KFE [Fe (CN) 6]. Această reacție este foarte sensibilă, adesea utilizată pentru a detecta ioni de fier trivalent în soluție.
Oxidul galben de plumb - adeziv, pe baza căruia ați preparat desicantul, poate fi introdus în vopsea și ca pigment. Și pentru a obține un roșu plumb roșu strălucitor, un amestec de oxid de plumb Pb3O4. este suficient să încălzi glazurile pregătite anterior în aer. Subtilitatea, totuși, este că reacția de oxidare este reversibilă, iar la o temperatură de peste 500 ° C, surreyul devine din nou în stare să se îmbrace. Deci, avem nevoie de o temperatură ușor sub 500 o C, dar nu prea mult, altfel reacția nu va funcționa deloc. Aproape ai un termometru potrivit. Prin urmare, plasați felii de plumb și zinc de lângă gratarul calcinat. Punctele lor de topire sunt de 327 și, respectiv, de 420 o C, acest interval este destul de acceptabil pentru obținerea unui strat de blană. Este clar că în timpul experimentului plumbul trebuie să fie topit, iar zincul greu.
Pigmentul negru este funingine obișnuită. Iată o modalitate de a obține o funingină bună, potrivită pentru fabricarea vopselei. Direcționați flacăra lumanării parafin pe un obiect masiv, rece, desigur, neinflamabil. Reziduul negru care rezultă din timp în timp se răstoarnă. În astfel de condiții, parafina arde incomplet și, împreună cu dioxidul de carbon, dioxidul de carbon formează carbon elementar - funingine.
În concluzie, obținem pigmenți verzi. În primul rând, un oxid de crom verde închis Cr 2 O 3. După cum vă amintiți din experiențele de reducere a oxidării, mulți compuși de crom sunt colorați în culori vii, deci sunt adesea utilizați ca pigmenți, dar numai pentru vopselele care nu vin în contact cu alimentele.
Vom începe din nou din dicromatul de potasiu K2Cr2O7. cel mai accesibil dintre compușii de crom. Se amestecă cu cărbune activ sau cu sulf și răspândirea bine amestecul într-un mojar și apoi, luând nu mai mult de 2 g dintr-un amestec de căldură puternică într-un vas de porțelan sau metal (când multe substanțe luate, reacția are loc prea repede). Se răcește amestecul, se clătește de câteva ori cu apă și se filtrează. Oxidul de crom verde închis este uscat.
Există și alte modalități de obținere a acestui pigment, de exemplu prin încălzirea dicromatului de amoniu sau a unui amestec de dicromat de potasiu și clorură de amoniu (hidroxid de sodiu). Țineți cont de faptul că oxidul de crom, obținut în astfel de reacții, se găsește nu numai ca un pigment verde, ci și ca un material abraziv subțire, unul dintre cele mai bune. Face parte din multe paste de lustruire deosebit de fine, de exemplu, pentru finisarea lentilelor și oglinzilor pentru instrumente optice.
În cele din urmă, un pigment verde strălucitor "verde smarald", hidroxid de crom. Acesta diferă de hidroxidul gri de aceeași compoziție în sensul că constă din particule mai mari.
Umpleți dicromatul de potasiu cu acidul boric chimic într-o lingură de fier. Este necesar să se încălzească până la căldură roșie de fier, este necesar să se țină o lingură cu forceps. După răcire, se toarnă topitura cu apă și se filtrează. Veți vedea că culoarea substanței este într-adevăr verde cu smarald.
După ce ați primit pigmenți în cantități suficiente, încercați-le, după cum este scris în capitolul precedent, în compoziția vopselelor de ulei. Sau oricare altul, cumpărat, adăugând pigment de casă în vopsea albă sau în smaltul sintetic.
Sala de lectură a cabinetului de curiozități: ce este acolo?