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Ne faremo di tutti i coloriSintesi di prodotti pittorici
Università degli Studi di GenovaDipartimento di chimica e chimica industriale
Progetto Lauree ScientificheLaboratori Regionali
2009-2010
Dr. Riccardo Carlini
L’aspetto più interessante di un’opera pittorica è legato alla L’aspetto più interessante di un’opera pittorica è legato alla conoscenza dei pigmenti e dei coloranti presenti. Il colore ha una conoscenza dei pigmenti e dei coloranti presenti. Il colore ha una profonda influenza su di noi, per motivi non solo artistici, ma profonda influenza su di noi, per motivi non solo artistici, ma radicati nelle risposte emozionali che essi innescano nella sfera radicati nelle risposte emozionali che essi innescano nella sfera sensorialesensoriale
Il coloreIl colore
Il colore gioca un ruolo essenziale nella vita di tutti i giorni: ci orienta Il colore gioca un ruolo essenziale nella vita di tutti i giorni: ci orienta nella scelta del cibo, dei vestiti e dell’ambiente in cui vivere; controlla il nella scelta del cibo, dei vestiti e dell’ambiente in cui vivere; controlla il traffico, scatena emozioni e ci aiuta a descrivere stati d’animotraffico, scatena emozioni e ci aiuta a descrivere stati d’animo
I colori hanno significati che variano da continente a continente, da I colori hanno significati che variano da continente a continente, da cultura a culturacultura a cultura
Tutto questo è sempre stato uno spunto fondamentale per i pittori che si Tutto questo è sempre stato uno spunto fondamentale per i pittori che si servivano dei colori per trasmettere le proprie emozioni con le loro opereservivano dei colori per trasmettere le proprie emozioni con le loro opere
Aspetti culturale del coloreAspetti culturale del coloreColore Significato culturale
Rosso
Cina - simbolo di celebrazione e fortunaIndia - colore della purezzaStati Uniti - colore di Natale combinato con il verdeCulture orientali - gioia se combinato con il bianco
GialloAsia - sacro, imperialeCulture occidentali - gioia, felicità
Blu
Cina - associato all’immortalitàColombia - associato al saponeIndù - il colore di KrishnaEbrei - santitàMedio Oriente - colore protettivo
VerdeIndia - il colore dell’IslamAlcuni popoli dei paesi tropicali - associato al pericoloStati Uniti - colore di Natale
Porpora Culture occidentali - regalità
BiancoCulture orientali - morteStati Uniti - purezza
Nero Culture occidentali - morte
Gli alimenti sono spesso addizionati di coloranti, perché il colore è un importante fattore che si aggiunge al nostro piacere di mangiare. In alcuni casi il colore è reso più vivo con prodotti sintetici in altri gli additivi sono di origine naturale, come gli antociani (sotto) che sono contenuti nei frutti a bacca rossa e blu.
Il colore del cibo
Gli antociani sono dei pigmenti fotosensibili che subiscono reazioni redox in presenza di luce. Essi sono alla base di un’altra attività PLS: la cella di Graetzel.
Il colore nella storiaIl colore nella storiaLo studio dell’uso del colore nel corso della storia dell’uomo ci consente di Lo studio dell’uso del colore nel corso della storia dell’uomo ci consente di constatare quanto profonda fosse la conoscenza dell’ambiente in cui constatare quanto profonda fosse la conoscenza dell’ambiente in cui l’uomo viveva: una conoscenza sperimentale di piante, animali e rocce l’uomo viveva: una conoscenza sperimentale di piante, animali e rocce incredibilmente profonda ed estesa. Alcune scoperte e alcune sintesi nel incredibilmente profonda ed estesa. Alcune scoperte e alcune sintesi nel campo della chimica delle sostanze coloranti, operate da popoli antichi, ci campo della chimica delle sostanze coloranti, operate da popoli antichi, ci appaiono stupefacenti nella loro genialità, pur con soluzioni che possono appaiono stupefacenti nella loro genialità, pur con soluzioni che possono sembrare oggi curiosesembrare oggi curiose
La sintesi del La sintesi del Blu EgizianoBlu Egiziano da parte da parte degli antichi Egizi prevede l’unione degli antichi Egizi prevede l’unione del colorante a base di rame, della del colorante a base di rame, della sabbia, del calcare e di un sabbia, del calcare e di un fondente alcalino che permette la fondente alcalino che permette la fusione dei quattro composti.fusione dei quattro composti.
La luce
λλ = νν-- 1 1
λλ= lunghezza d’onda= lunghezza d’onda
νν = frequenza = frequenza
E = h*νCon h=cost. di Planck = 6.6 * 10Con h=cost. di Planck = 6.6 * 10-34-34 Js Js
La luce ha natura La luce ha natura ondulatoria (onde) e ondulatoria (onde) e corpuscolare (fotoni)corpuscolare (fotoni)
Più alta è l’energia legata alla radiazione più essa assumerà colorazioni tendenti al blu-violetto
Lo spettro elettromagnetico comprende l'intera gamma delle lunghezze d'onda esistenti in natura, dalle onde radio, lunghissime e poco energetiche, ai raggi cosmici, cortissimi e dotati di straordinaria energia.La luce visibile, ovvero l'insieme delle lunghezze d'onda a cui l'occhio umano è sensibile e che sono alla base della percezione dei colori, costituisce solo una piccolissima porzione all'interno dello spettro elettromagnetico, cioè tra 380 e 780 nanometri
Intervalli spettraliIntervalli spettrali
nome λ (intervallo) colore tipo nome λ (intervallo) colore tipo
Bianco Ciano ~ 485-500 nm
Grigio Azzurro
Nero Blu ~ 440-485 nm
Rosso ~ 625-740 nm Indaco
Marrone ~ 590-625 nm Viola ~ 380-440 nm
Marrone chiaro Violetto
Arancione ~ 590-625 nm Magenta
Giallo ~ 565-590 nm Rosa
Verde ~ 500-565 nm
Una capra come vede una fragola?Una capra come vede una fragola?
Questo è valido per gli organismi umani ma al di fuori del nostro sistema tutto cambia. La visione dei colori dipende dai coni e dai bastoncelli presenti nella retina. Infatti le capre non riescono a vedere il rosso come noi perché vedono in pratica tutto verde.
Ecco perché divorano qualsiasi cosa: per loro è tutto erba!
La luce,è recepita dai nostri organi visivi che la processano fornendo al cervello gli impulsi che permettono la distinzione dei colori. Ogni colore che vediamo E’ un'impressione che il nostro cervello registra, quando combina i segnali provenienti da queste 3 bande cromatiche.
Il toro, invece, è daltonico: non riesce a distinguere alcuni colori tra i quali il rosso. Quindi non è il rosso a farlo infuriare ma il continuo movimento del drappo e del torero !
Perché il cielo è blu e le nuvole sono bianche?
Le molecole di gas dell’atmosfera hanno dimensioni comparabili alla lunghezza d’onda della la luce. La luce rossa, che ha una lunghezza d'onda maggiore tende a "scavalcarle" senza interagire; questa luce, dunque, prosegue la sua propagazione rettilinea lungo la direzione iniziale. Al contrario, la luce blu ha una lunghezza d'onda inferiore e interagisce con le molecole ed è infatti riflessa in tutte le direzioni (fu Einstein a dimostrare nel 1911, che erano proprio le molecole, e non le polveri in sospensione, la causa della diffusione).Vicino all'orizzonte il cielo è di un azzurro più chiaro perché la luce, per raggiungerci da questa direzione, deve attraversare più aria e viene diffusa maggiormente indebolendo l’intensità della luce blu.Le nuvole e la nebbia ci appaiono bianche perché consistono di particelle più grandi delle lunghezze d'onda della radiazione visibile, e diffondono tutti i colori allo stesso modo dando come risultato una luce bianca.
I colori corrispondenti alla lunghezza d’onda assorbita e a quella riflessa da un oggetto sono tra loro complementari. Un oggetto che sia in grado di assorbire la radiazione a 400-440 nm (luce violetta) apparirà giallo-verde; Con queste informazioni e conoscendo le caratteristiche di assorbimento della luce di un pigmento è possibile generare i colori in modi diversi.
Per esempio, il colore rosa si può ottenere in tre modi:
Colori complementariColori complementari
La miscelazione di colori puri può avvenire per sintesi La miscelazione di colori puri può avvenire per sintesi additivaadditiva o o sottrattivasottrattiva
• diluendo luce arancio (diluendo luce arancio (~~620 nm) con luce 620 nm) con luce biancabianca
• miscelando luce rossa (miscelando luce rossa (~~700 nm) e ciano 700 nm) e ciano ((~~490 nm)490 nm)
• miscelando luce rossa (miscelando luce rossa (~~700 nm), verde 700 nm), verde ((~5~520 nm) e violetta (20 nm) e violetta (~420~420 nm) nm)
I pigmenti sono la base di tutti i dipinti. I primi pigmenti erano costituiti semplicemente da terra o argilla, dispersi in mezzi come saliva o grassi animali. Al giorno d’oggi, i pigmenti sono spesso sofisticati capolavori di ingegneria chimicaLa caratteristica comune di tutti i pigmenti è la dispersione del materiale grezzo in un mezzo opportuno, generalmente un liquido. L’evaporazione del
Introduzione ai pigmentiIntroduzione ai pigmenti
liquido causa la formazione di una pellicola, grazie alla quale il pigmento aderisce alla superficie del dipintoIl colore di un pigmento dipende principalmente dalla sua struttura chimica che influenza le proprietà di assorbimento e riflessione della luce.
I pigmenti si dividono in due classi:
Pigmenti inorganici e pigmenti organici
• pigmenti inorganici, quasi tutti di origine minerale e struttura cristallina, ottenibili naturalmente o per sintesi; essi compongono la maggior parte dei materiali pittorici in arte
• pigmenti organici, composti cioè essenzialmente da carbonio, idrogeno e ossigeno; rispondono a questa definizione i coloranti che, fissati su un supporto minerale opaco, si trasformano in lacche (es. Alizarina); sono attualmente disponibili alcuni pigmenti organici sintetici, come le ftalocianine.
La stabilità chimica dei pigmenti deve esplicarsi anche nei confronti di sostanze esterne, quali l’ossigeno (presente nell’aria), l’umidità e agenti potenzialmente aggressivi come i gas inquinanti: SO2, SO3 ed H2S; quest’ultimo è in grado di degradare pigmenti a base di piombo, argento e altri metalli con cui forma solfuri neri
Stabilità chimicaStabilità chimicaLe caratteristiche chimiche di un pigmento devono essere compatibili con l’ambiente chimico circostante, comprendendo in questa definizione i mezzi disperdenti, i protettivi, gli strati di preparazione ma anche gli altri pigmenti, nei confronti dei quali il pigmento deve essere inerte
Un esempio di degradazione chimica può essere il viraggio al verde di pigmenti gialli costituiti da cromati: in presenza di sostanze riducenti (come alcuni pigmenti organici) si ha la riduzione di Cr(VI) a Cr(III)
Compatibilità tra pigmentiPigmento Incompatibilità
PIGMENTI A BASE DI RAME
Verde smeraldo Annerisce in presenza di pigmenti contenenti zolfo (Cu forma solfuro)
Verdigris Annerisce in presenza di pigmenti contenenti zolfo
Verde ftalocianina Non annerisce in presenza di pigmenti contenenti zolfo (Cu non metallico)
PIGMENTI A BASE DI ZOLFO
Giallo cadmio, Rosso cadmio Non mescolare con pigmenti a base di piombo e di rame
Orpimento, Realgar Da non mescolare con pigmenti a base di piombo e di rame
Vermiglione Da non mescolare con pigmenti a base di rame
PIGMENTI A BASE DI PIOMBO
Bianco piombo Incompatibile con pigmenti contenenti zolfo
Giallo di piombo-stagno Incompatibile con pigmenti contenenti zolfo
Massicot Incompatibile con pigmenti contenenti zolfo
Giallo di Napoli Incompatibile con pigmenti contenenti zolfo
ALTRI PIGMENTI
Lacca di alizarina Perde durabilità se mescolato con ossidi di ferro (UV assorbente)
Lacca di robbia Distrutta in presenza di calce
Blu di Prussia Mescolato con Bianco zinco, tende a sbiadire se esposto alla luce
Zafferano Miscelato con altri colori, tende a sbiadire
ProceduraSintesi dei pigmenti
Pesare la quantità di reagente 1 nel becker da 100 ml su bilancia tecnica e solubilizzare, agitando, con 50 ml di acqua deionizzata calda.
Ripetere la stessa operazione con il reagente 2 in un bekher da 200 ml.
Versare il contenuto del becker 1 nel becker 2 e agitare.
Lasciare depositare il precipitato
Filtrare su buchner sotto vuoto
Mettere in stufa per qualche minuto.
COLORE REAGENTE 1 REAGENTE 2 PRODOTTO
BIANCO CaCl2 3 g Na2CO3 3 g CaCO3
BLU FeCl3 1.5 g K4Fe(CN)6 4 g KFe2(CN)6
LAVANDER Co(NO3)2 2 g Na2CO3 3 g CoCO3
GIALLO Pb(NO3)2 1 g KI 2 g PbI
VERDE Co(NO3)2 1.5 g K4Fe(CN)6 4 g Co2Fe(CN)6
ProceduraProceduraPreparazione dei leganti
UOVO
Rompere il guscio dell’uovo, isolare l’albume dal tuorlo e riporre albume e tuorlo un 2 beute da 100 ml
Aggiungere alcune gocce di acido acetico diluito
OLIO DI LINO
Prelevare 10 ml di olio di lino crudo o 10 ml di olio di lino cotto in un cilindro graduato.
ProceduraProcedura
Prelevare una spatolata di pigmento secco e porlo in un vetro d’orologio o in una capsula di Petri. Aggiungere goccia a goccia il legante scelto.
Amalgamare con la spatola o con un pestello fino ad ottenere un impasto omogeneo. Ripetere l’operazione con gli altri pigmenti e gli altri leganti.
Stendere su foglio con l’aiuto di un pennellino il prodotto finale e lasciare asciugare all’aria.