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UNTERHALTIGE ERFAHRUNGEN ZU HAUSE
Pigmente. Chemische Experimente
Unterhaltsame Erlebnisse zu Hause / Chemieexperimente für Kinder Vor einigen Jahrzehnten wurden Pigmente meist als Mineralfarben bezeichnet und betonten damit ihren Ursprung: Viele natürliche Pigmente wurden durch Mahlen farbiger Mineralien gewonnen. Und jetzt tun sie manchmal das Gleiche, insbesondere wenn Sie helle, saftige und widerstandsfähige Farben zum Malen vorbereiten müssen. Aber viel häufiger werden heute synthetische Pigmente verwendet – alle Arten von Metalloxiden und Salzen. Wenn die Pigmente organischer Natur sind, werden sie häufiger als Farbstoffe bezeichnet; Vielleicht ist ihr Hauptanwendungsgebiet das Färben von Stoffen. Beginnen wir mit der Herstellung von Mineralpigmenten in verschiedenen Farben. Beginnen wir mit Weiß. Als Weißpigmente fungieren meist Verbindungen aus Blei, Zink und Titan: Letztere stehen für die Eigenproduktion am wenigsten zur Verfügung. Und die beste Bleiquelle im Heimlabor ist eine Bleilotion, eine 20-prozentige Lösung aus basischem Bleiacetat, mit der Sie zuvor gearbeitet haben. Da Bleiweiß das Hauptbleicarbonat Pb (OH) ist2CO3Um sie zu erhalten, ist es dann notwendig, Kohlendioxid durch eine Acetatlösung (d. h. durch eine Lotion) zu leiten. Bleiweiß fällt aus. Filtern Sie es, spülen Sie es mit Wasser ab und trocknen Sie es. Die Bleiacetatlösung verbleibt im Filtrat. Versuchen Sie, so zu arbeiten, dass Bleiverbindungen nicht auf Hände und Gesicht und auf keinen Fall in den Mund gelangen. Es ist verboten, Geschirr und alle Gegenstände, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, mit Farben zu bemalen, die auf der Basis solcher Verbindungen hergestellt wurden (einschließlich solcher mit Blei-Trockenmittel). Auch Zinkfarben, denen wir uns jetzt zuwenden werden, sind nicht zum Bemalen von Geschirr gedacht; Alle oben gegebenen Warnhinweise gelten für sie. Ausgangsmaterial für Zinkpigmente wird Zinkchlorid ZnCl sein2. Seine Lösung kann durch Eintropfen von etwas Zink, gegebenenfalls in Granulatform, in Salzsäure erhalten werden. Geeignet ist beispielsweise das Glas einer alten Batterie – es besteht aus nahezu reinem Zink. Zu der resultierenden Lösung vorsichtig tropfenweise eine Lösung aus Waschsoda hinzufügen. Zunächst neutralisiert es die überschüssige Säure (Sie merken dies durch Schaumbildung) und reagiert dann mit Zinkchlorid unter Bildung von ZnCO-Carbonat3. Es muss filtriert, mit Wasser gewaschen und bei einer Temperatur von nicht weniger als 280 ° C kalziniert werden. Oberhalb dieser Temperatur zerfällt Zinkcarbonat in weißes Zinkoxid ZnO und CO2. Es gibt ein weiteres weißes Zinkpigment – Zinksulfid ZnS. Um es herzustellen, müssen Sie zunächst Natriumsulfid Na beschaffen2S. Der einfachste Weg, dies zu tun, besteht darin, Natriumsulfit Na stark zu erhitzen2SO3 (Wir erinnern Sie noch einmal daran - dieser Stoff wird in Fotogeschäften verkauft), dann entstehen zwei Stoffe - Na-Sulfat2SO4 und Na-Sulfid2S. Wir brauchen nur die zweite Substanz. Nach dem Abkühlen die Mischung in Wasser auflösen und etwas Zinkchloridlösung hinzufügen, deren Herstellung im vorherigen Experiment beschrieben ist. Vermeiden Sie überschüssige Säure: Das entstehende Sulfid löst sich darin auf. Nach dem Filtern und Trocknen erhält man ein unlösliches weißes Sulfid – ZnS-Pulver. Kommen wir zu den Farbpigmenten. Zuerst bekommen wir blaugrünen Grünspan – eine Mischung aus basischen Kupferacetaten. Fügt man einer Kupfersulfatlösung eine Sodalösung hinzu, so fällt basisches Kupfercarbonat Cu aus.2(OH)2MIT3. Filtern Sie es und fügen Sie vorsichtig tropfenweise Essigessenz hinzu, bis sich der Niederschlag vollständig aufgelöst hat. Verdampfen Sie die Lösung bei schwacher Hitze fast bis zur Trockne, vermeiden Sie starke Überhitzung und Spritzer der Flüssigkeit und kühlen Sie sie anschließend ab. Filtern Sie die ausgefallenen blaugrünen Kristalle ab und trocknen Sie sie zwischen Filterpapierblättern. Im Kreis ist es besser, ein solches Experiment unter Zugrundelegung zu stellen und zu Hause nach dem Experiment nicht zu vergessen, den Raum richtig zu lüften, damit der Essiggeruch verschwindet. Kommen wir zu Pigmenten auf Basis von Eisenoxid Fe2O3. Minium, Mumie, Ocker, Umbra, Kolhotar, Venezianisches Rot, Englisches Rot – dies ist keine vollständige Liste dieser Pigmente. Je nach Zubereitungsart kann die Farbe verschiedene Farbtöne haben, von Rot bis Braun, bei starker Erhitzung wird Eisenoxid schwarz. Diese Substanz lässt sich leicht durch Kalzinieren von Eisensulfat FeSO gewinnen4* 7H2O (Eisensulfat-Heptahydrat). Nehmen Sie kleine Portionen Vitriol zu sich, dann geht die Zersetzung schneller vonstatten. Erhitzen Sie das Vitriol, bis es von grün nach schwarz wechselt. Beim Abkühlen entsteht rotes Oxid Fe.2О3. Wenn es nicht möglich ist, fertiges Eisensulfat zu kaufen (und es in Baumärkten verkauft wird), ist es nicht schwierig, Eisensulfat aus dem gebräuchlicheren Kupfersulfat herzustellen; Tauchen Sie Eisenspäne in die Lösung, feilen Sie sie und waschen Sie sie in Benzin. Sobald die blaue Lösung grün wird, den Niederschlag abtropfen lassen, filtrieren und zur Trockne eindampfen. Man erhält kein reines Eisensulfat, da das Eisen durch Luftsauerstoff teilweise oxidiert wird, was jedoch keinen Einfluss auf das Versuchsergebnis hat. Braunes Eisenhydroxid Fe(OH)3 Sie erhalten eine Lösung aus Eisensulfat, der eine Lösung aus Natronlauge, hergestellt aus Waschsoda und gelöschtem Kalk, zugesetzt wurde, wie im Kapitel „Zinn und Blei". Vergessen Sie beim Arbeiten mit Alkalien nicht, vorsichtig zu sein! Durch die Reaktion fällt Eisenhydroxid Fe (OH) aus2. Zum benötigten Fe(OH)hydroxid3 Es lässt sich leicht durch Wasserstoffperoxid (Peroxid) oxidieren, und wenn es Zeit braucht, dann einfach durch Luftsauerstoff, wenn es in einer offenen Flasche gelagert wird. Den braunen Niederschlag abtrennen und bei Raumtemperatur trocknen. Ein bekanntes blaues Pigment auf Eisenbasis ist Berliner Blau. Für seine Zubereitung wird Eisensalz benötigt. So erhalten Sie es: Lösen Sie das im vorherigen Experiment hergestellte frisch gefällte Eisenhydroxid in Salzsäure (eventuell verdünnt, Apotheke) oder, etwas schlimmer, in Essigessenz auf und mischen Sie es mit einer Lösung von Kaliumferrocyanid (unter dem Namen Gelb). Blutsalz, diese Substanz wird in Fotogeschäften verkauft). Es bildet sich sofort ein blauer Niederschlag des bekannten Berliner Blaus: Fe4[Fe (CN)6]3. Diese Reaktion ist sehr empfindlich und wird häufig zum Nachweis von Eisenionen in Lösung verwendet. Gelbes Bleioxid - Litharge, auf dessen Grundlage Sie das Trockenmittel hergestellt haben, kann in die Farbe und als Pigment eingebracht werden. Und um leuchtend rotes Rotblei zu erhalten, gemischtes Bleioxid Pb3О4Es reicht aus, die zuvor vorbereitete Litharge an der Luft zu erhitzen. Die Feinheit besteht jedoch darin, dass die Oxidationsreaktion reversibel ist und sich Bleimennige bei Temperaturen über 500 °C wieder in Litharge verwandelt. Das bedeutet, dass eine Temperatur von etwas weniger als 500 °C benötigt wird, aber nicht viel, sonst läuft die Reaktion überhaupt nicht ab. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie über ein geeignetes Thermometer verfügen. Legen Sie daher Blei- und Zinkstücke neben das kalzinierte Litharge. Ihre Schmelzpunkte liegen bei 327 bzw. 420 0C, dieses Intervall ist durchaus akzeptabel, um das Minimum zu erreichen. Es ist klar, dass während des Experiments das Blei geschmolzen und das Zink fest sein muss. Das schwarze Pigment ist gewöhnlicher Ruß. Hier ist eine Möglichkeit, guten Ruß zu erhalten, der für die Herstellung von Farben geeignet ist. Richten Sie die Flamme einer Paraffinkerze auf einen kalten, massiven Gegenstand, natürlich nicht brennbar. Den entstehenden schwarzen Belag von Zeit zu Zeit abkratzen, da das Paraffin unter solchen Bedingungen nicht vollständig verbrennt und neben Kohlendioxid auch CO entsteht2 Es entsteht elementarer Kohlenstoff – Ruß. Zusammenfassend erhalten wir grüne Pigmente. Erstes dunkelgrünes Chromoxid Cr2О3. Wie Sie sich aus Experimenten zur Oxidations-Reduktion erinnern, sind viele Chromverbindungen hell gefärbt und werden daher häufig als Pigmente verwendet, jedoch nur für Farben, die nicht mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. Wir gehen wieder von Kaliumbichromat K aus2Cr2O7, die am besten zugängliche Chromverbindung. Mischen Sie es mit Aktivkohle oder Schwefel und mahlen Sie die Mischung vorsichtig in einem Mörser. Nehmen Sie dann nicht mehr als 2 g der Mischung und erhitzen Sie sie in Porzellan- oder Metallschalen stark (bei der Einnahme vieler Substanzen ist die Reaktion zu groß). gewalttätig). Kühlen Sie die Mischung ab, waschen Sie sie mehrmals mit Wasser und filtrieren Sie. Trocknen Sie das dunkelgrüne Chromoxid, das auf dem Filter verbleibt. Es gibt andere Möglichkeiten, dieses Pigment zu erhalten, beispielsweise durch Erhitzen von Ammoniumdichromat oder einer Mischung aus Kaliumdichromat und Ammoniumchlorid (Ammoniak). Bedenken Sie, dass das bei solchen Reaktionen gewonnene Chromoxid nicht nur als grünes Pigment, sondern auch als feines Schleifmittel, eines der besten, Verwendung findet. Es ist Bestandteil vieler besonders feiner Polierpasten, beispielsweise zur Nachbearbeitung von Linsen und Spiegeln optischer Instrumente. Schließlich ein hellgrünes smaragdgrünes Pigment, Chromhydroxid. Es unterscheidet sich von gewöhnlichem grauem Hydroxid gleicher Zusammensetzung dadurch, dass es aus größeren Partikeln besteht. Kaliumbichromat mit Apothekenborsäure in einem Eisenlöffel verschmelzen. Es ist notwendig, das Bügeleisen auf Rotglut zu erhitzen, der Löffel muss mit einer Zange festgehalten werden. Nach dem Abkühlen die Schmelze mit Wasser behandeln und filtrieren. Sie werden sehen, dass die Farbe der Substanz tatsächlich smaragdgrün ist. Nachdem Sie Pigmente in ausreichender Menge erhalten haben, testen Sie diese, wie im vorherigen Kapitel beschrieben, in der Zusammensetzung von Ölfarben. Oder irgendein anderes, gekauftes, bei dem hausgemachtes Pigment zu weißer Farbe oder synthetischem Email hinzugefügt wird. Autor: Olgin O.M.
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