Pigments. Expérience de chimie amusante à la maison

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Il y a quelques décennies, les pigments étaient généralement appelés peintures minérales, soulignant leur origine : de nombreux pigments naturels étaient obtenus par broyage de minéraux colorés. Et maintenant, ils font parfois la même chose, surtout si vous devez préparer des peintures brillantes, juteuses et résistantes pour la peinture. Mais beaucoup plus souvent de nos jours, des pigments synthétiques sont utilisés - toutes sortes d'oxydes et de sels métalliques. Si les pigments sont de nature organique, ils sont plus souvent appelés colorants ; peut-être que leur principal domaine d'application est la teinture des tissus.

Commençons à préparer des pigments minéraux de différentes couleurs. Commençons par le blanc.

Les composés de plomb, de zinc et de titane agissent généralement comme des pigments blancs : ces derniers sont les moins disponibles pour l'autoproduction. Et la meilleure source de plomb dans le laboratoire à domicile est une lotion au plomb, une solution à 20 % d'acétate de plomb basique avec laquelle vous avez déjà travaillé. Puisque le blanc de plomb est le principal carbonate de plomb Pb (OH)₂CO₃, puis pour les obtenir, il est nécessaire de faire passer du dioxyde de carbone à travers une solution d'acétate (c'est-à-dire à travers une lotion). Le blanc de plomb précipitera. Filtrez-le, rincez-le à l'eau et séchez-le. La solution d'acétate de plomb restera dans le filtrat. Essayez de travailler de manière à ce que les composés de plomb ne pénètrent pas sur les mains et le visage, et en aucun cas - dans la bouche. Il est interdit de peindre la vaisselle et tous les objets entrant en contact avec les aliments avec des peintures préparées à base de tels composés (y compris celles contenant du dessicant au plomb).

Les peintures au zinc, sur lesquelles nous allons maintenant nous tourner, ne sont pas non plus destinées à peindre la vaisselle ; tous les avertissements qui viennent d'être donnés s'appliquent à eux.

Le matériau de départ pour les pigments de zinc sera le chlorure de zinc ZnCl₂. Sa solution peut être obtenue en versant un peu de zinc, éventuellement granulé, dans de l'acide chlorhydrique. Par exemple, un verre d'une vieille batterie convient - il est fait de zinc presque pur. À la solution résultante, ajoutez soigneusement, goutte à goutte, une solution de lessive de soude. Premièrement, il neutralisera l'excès d'acide (vous le remarquerez en moussant), puis il réagira avec le chlorure de zinc, formant du carbonate de ZnCO₃. Il doit être filtré, lavé à l'eau et calciné à une température non inférieure à 280 ° C. Au-dessus de cette température, le carbonate de zinc se décompose en oxyde de zinc blanc ZnO et CO₂.

Il existe un autre pigment de zinc blanc - le sulfure de zinc ZnS. Pour le préparer, vous devez d'abord obtenir du sulfure de sodium Na₂S. La façon la plus simple de le faire est de chauffer fortement le sulfite de sodium Na₂SO₃ (nous vous rappelons à nouveau - cette substance est vendue dans les magasins de photo), puis deux substances se forment - le sulfate de Na₂SO₄ et sulfure de Na₂S. Nous n'avons besoin que de la deuxième substance. Après refroidissement, dissoudre le mélange dans l'eau et ajouter un peu de solution de chlorure de zinc dont la préparation est décrite dans l'expérience précédente. Eviter l'excès d'acide : le sulfure résultant s'y dissout. Après filtration et séchage, vous obtiendrez une poudre de sulfure blanc insoluble - ZnS.

Passons aux pigments de couleur. Nous obtenons d'abord du vert-de-gris bleu-vert - un mélange d'acétates de cuivre basiques.

Ajoutez une solution de soude à une solution de sulfate de cuivre et le carbonate de cuivre basique Cu précipitera.₂(OH)₂CO₃. Filtrez-le, et soigneusement, goutte à goutte, ajoutez de l'essence de vinaigre jusqu'à ce que le précipité soit complètement dissous. Évaporer la solution à feu doux presque jusqu'à siccité, en évitant une forte surchauffe et des éclaboussures de liquide, puis refroidir. Filtrer les cristaux bleu-vert précipités et sécher entre des feuilles de papier filtre.

En cercle, il vaut mieux mettre une telle expérience sous tirage, et à la maison, après l'expérience, n'oubliez pas de bien aérer la pièce pour que l'odeur de vinaigre disparaisse.

Passons aux pigments à base d'oxyde de fer Fe₂O₃. Minium, momie, ocre, terre d'ombre, kolhotar, rouge vénitien, rouge anglais - ce n'est pas une liste complète de ces pigments. Selon la méthode de préparation, la peinture peut avoir différentes nuances, du rouge au brun, et avec un fort chauffage, l'oxyde de fer devient noir.

Cette substance est facilement obtenue par calcination du sulfate ferreux FeSO₄* 7H₂O (sulfate de fer heptahydraté). Prenez de petites portions de vitriol, puis la décomposition ira plus vite. Chauffez le vitriol jusqu'à ce qu'il vire du vert au noir. Une fois refroidi, l'oxyde rouge Fe est obtenu.₂О₃.

S'il n'est pas possible d'acheter du sulfate de fer prêt à l'emploi (et qu'il est vendu dans les quincailleries), le sulfate ferreux n'est pas difficile à préparer à partir du sulfate de cuivre plus courant; tremper dans sa solution de la limaille de fer, limée et lavée à l'essence. Dès que la solution bleue vire au vert, égouttez-la du précipité, filtrez et évaporez à sec. Vous n'obtiendrez pas de sulfate de fer pur, car le fer sera partiellement oxydé par l'oxygène atmosphérique, mais cela n'affectera pas le résultat de l'expérience.

Hydroxyde de fer brun Fe(OH)₃ vous obtiendrez d'une solution de sulfate ferreux, à laquelle a été ajoutée une solution de soude caustique, préparée à partir de lessive de soude et de chaux éteinte, comme décrit au chapitre "Étain et plomb". Lorsque vous travaillez avec des alcalis, n'oubliez pas de faire attention! À la suite de la réaction, l'hydroxyde de fer Fe (OH) précipitera₂. À l'hydroxyde de Fe (OH) requis₃ il est facilement oxydé par le peroxyde d'hydrogène (peroxyde), et si cela prend du temps, alors simplement par l'oxygène de l'air lorsqu'il est stocké dans une bouteille ouverte. Séparer le précipité brun et sécher à température ambiante.

Un pigment bleu à base de fer bien connu est le bleu de Prusse. Pour sa préparation, du sel ferrique est nécessaire. Voici comment vous pouvez l'obtenir : dissoudre l'hydroxyde de fer fraîchement précipité préparé dans l'expérience précédente dans de l'acide chlorhydrique (éventuellement dilué, pharmacie) ou, un peu pire, dans de l'essence de vinaigre, et mélanger avec une solution de ferrocyanure de potassium (sous le nom de jaune sel sanguin, cette substance vendue dans les magasins de photo). Un précipité bleu du bleu de Prusse bien connu se forme instantanément : Fe₄[Fe (CN)₆]₃. Cette réaction est très sensible et est souvent utilisée pour détecter les ions ferriques en solution.

L'oxyde de plomb jaune - litharge, sur la base duquel vous avez préparé le déshydratant, peut être introduit dans la peinture et en tant que pigment. Et pour obtenir du plomb rouge vif, mélange d'oxyde de plomb Pb₃О₄, il suffit de chauffer à l'air la litharge préalablement préparée. La subtilité, cependant, est que la réaction d'oxydation est réversible, et à des températures supérieures à 500 ° C, le plomb rouge se transforme à nouveau en litharge. Cela signifie qu'il faut une température légèrement inférieure à 500°C, mais pas beaucoup, sinon la réaction n'ira pas du tout. Il est peu probable que vous disposiez d'un thermomètre adapté. Par conséquent, placez des morceaux de plomb et de zinc à côté de la litharge calcinée. Leurs points de fusion sont respectivement de 327 et 420 ⁰C, cet intervalle est tout à fait acceptable pour obtenir le minium. Il est clair que pendant l'expérience le plomb doit être fondu et le zinc solide.

Le pigment noir est de la suie ordinaire. Voici une façon d'obtenir un bon noir de carbone adapté à la fabrication de peinture. Dirigez la flamme d'une bougie à la paraffine vers un objet froid et massif, bien sûr ininflammable. Grattez de temps en temps le revêtement noir qui en résulte. Dans ces conditions, la paraffine ne brûle pas complètement et, avec le dioxyde de carbone, le CO₂ du carbone élémentaire se forme - de la suie.

En conclusion, on obtient des pigments verts. Premier oxyde de chrome vert foncé Cr₂О₃. Comme vous vous en souvenez des expériences d'oxydation - réduction, de nombreux composés de chrome sont de couleurs vives, ils sont donc souvent utilisés comme pigments, mais uniquement pour les couleurs qui n'entrent pas en contact avec les aliments.

On partira encore du bichromate de potassium K₂Cr₂O₇, le plus accessible des composés de chrome. Mélangez-le avec du charbon actif ou du soufre et broyez soigneusement le mélange dans un mortier, puis, en ne prenant pas plus de 2 g du mélange, chauffez-le fortement dans des plats en porcelaine ou en métal (lorsque beaucoup de substances sont prises, la réaction est trop violent). Refroidir le mélange, le laver plusieurs fois à l'eau et filtrer Sécher l'oxyde de chrome vert foncé restant sur le filtre.

Il existe d'autres moyens d'obtenir ce pigment, par exemple en chauffant du dichromate d'ammonium ou un mélange de dichromate de potassium avec du chlorure d'ammonium (ammoniac). Gardez à l'esprit que l'oxyde de chrome obtenu dans de telles réactions trouve une utilisation non seulement comme pigment vert, mais aussi comme matériau abrasif fin, l'un des meilleurs. C'est un ingrédient de nombreuses pâtes à polir particulièrement fines, par exemple pour la finition des lentilles et des miroirs d'instruments optiques.

Enfin, un pigment vert émeraude vert vif, l'hydroxyde de chrome. Il diffère de l'hydroxyde gris ordinaire de même composition en ce qu'il est constitué de particules plus grosses.

Faire fondre du bichromate de potassium avec de l'acide borique de pharmacie dans une cuillère en fer. Il faut chauffer le fer à feu rouge, la cuillère doit être tenue avec une pince. Après refroidissement, traiter la masse fondue avec de l'eau et filtrer. Vous verrez que la couleur de la substance est bien le vert émeraude.

Après avoir obtenu des pigments en quantité suffisante, testez-les, comme indiqué dans le chapitre précédent, dans la composition des peintures à l'huile. Ou tout autre, acheté, ajoutant un pigment fait maison à de la peinture blanche ou à de l'émail synthétique.

Auteur : Olgin O.M.

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