1. 1
ПОЛУЧЕНИЕ ЭМАЛЕЙ РАЗНЫХ
РАСЦВЕТОК
(«Украсим предметы
радугой эмалей!»)
Исполнитель
учащаяся 9«А» класса
ГУО «Клецкая средняя школа № 1»
Паливода Елизавета Владимировна
Научно-исследовательская работа
2. 2
Актуальность темы
исследования
Актуальность темы исследования
обусловлена экономным отношением
к ведению домашнего хозяйства,
наличием на потребительском рынке
предметов быта, которые не всегда
отвечают потребностям
взыскательной хозяйки. Поэтому
предметом исследования был
выбран процесс получения эмалей
разных расцветок.
3. 3
Объект исследования:
эмали разных расцветок.
В соответствии с темой работы мы
ставим следующую цель и,
соответственно, задачи.
ЦЕЛЬ исследования: изучить
возможность получения эмалей разных
расцветок, а также выявить основные
закономерности получения эмалей.
4. 4
ЗАДАЧИ:
1. Исследовать технологию получения
эмалей разных расцветок;
2. Определить многообразие
возможных расцветок эмалей;
3. Получить янтарный лак;
4. Украсить предметы.
5. 5
Методы исследования:
изучение научной литературы,
наблюдение, синтез, плавление,
сплавление, приготовление лака
на водяной бане, выпаривание,
сушка, растворение.
6. Значимость исследования
Теоретическая значимость
исследования заключается в
углублении и расширении знаний по
данному вопросу, практическая
значимость – в формировании
возможности получить янтарный лак,
определённое количество эмалей
разных расцветок, которые можно
использовать для украшения
предметов.
6
8. Историческая справка
В 1751 г. Анри Дюамель де Монсо установил,
что в составе буры, как и в составе соды,
содержится элемент «натр»… Можно только
догадываться, как именно за три тысячи лет
до н.э. люди натолкнулись на буру. Возможно
индус-паломник, отдыхая на берегу озера,
бросил в костёр кусок неведомого белого
вещества и заметил, что пламя стало
зелёным, а вещество оплавилось и стало
похоже на стекло. С этими особенностями
буры были знакомы и жрецы Древнего Египта,
которые умели делать пламя светильников
зелёным.
9. Окраска эмалей (перлов) буры
солями металлов известна химикам с
начала XVIII века. И сегодня геологи в
полевых условиях сплавляют буру с
найденными минералами, чтобы по
цвету окраски быстро определить,
какой металл входит в состав
минерала. Однако такие сплавы,
действительно очень красивые
поначалу, быстро мутнеют и меняют
цвет из-за действия атмосферной
влаги. 9
10. Древние рецепты изготовления
красок
10
В эмали можно добавлять различные
краски, чтобы эмали были яркими и
радовали глаз. Мы решили познакомиться с
изготовлением красок древними.
Три тысячелетия назад в древнем Вавилоне
умели готовить краски с помощью
соединений меди, олова, свинца и других
металлов.
11. Ультрамарин
Образовавшийся алюмосиликат вместе с
полисульфидами натрия даёт промежуточный продукт
– зелёный ультрамарин. Его окисляют смесью оксида
серы с кислородом и получают прекрасную синюю
краску. Химический состав:
n(Na2O*Al2 O3*mSiO2)*Na2Sx (n и m = 2 – 3; x = 1 – 5).
Наиболее широко применяется ультрамарин синего
цвета, где n = 2, m = 3, х = 4). Порошок, устойчив к
действию света, нагреванию, растворам щелочей
(кислоты разрушают ультрамарин), не растворяется и
органических растворителях. Безвреден. Ультрамарин
используется для приготовления художественных
эмалей.
11
12. ОХРА
Слово «охра» пришло к нам из античности. Греческое
слово «охра» так и переводится на русский язык –
«жёлтая охра». Охра – это природное соединение
железа различного состава. С точки зрения
химической, охра – природная смесь лимонита FeO(OH),
глины и др. В минералогии, под охрами понимают (по
А.Е. Ферсману) «жёлтые землистые продукты
окисления тяжёлых металлов», но практически
наиболее распространённой, т.е. главной охрой
является железная.
Некогда весьма популярная, охра в наши дни
утратила былую славу. Быть может, оттого, что
большие залежи её довольно редки, а значительное
разнообразие состава и соответственно оттенков
краски из разных месторождений затрудняет выпуск
12
16. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ЗОЛОТОХЛОРВОДОРОДНОЙ
КИСЛОТЫ
18.08.2017 16
Для различных вариаций окраски эмалей мы попробовали
использовать позолоту с черепков разбитой посуды. Её можно
смыть царской водкой (1 мл концентрированной азотной
кислоты + 3 мл концентрированной соляной кислоты),
предварительно обезжирив осколки любым органическим
растворителем:
Au + 4 HCl + HNO3 = H[AuCl4] + NO + 2H2O
Полученный раствор золотохловодородной кислоты мы будем
использовать для получения разноцветных эмалей. А чтобы его
было побольше, осколки мы собрали сообща, объявив в школе
АКЦИЮ «Битая посуда». Кстати, этот способ снятия позолоты
не может стать источником обогащения: толщина позолоты
измеряется микронами.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ЗОЛОТОХЛОРВОДОРОДНОЙ К
20. ЭМАЛИ -
18.08.2017 20
это тонкие стеклообразные покрытия
(финифть, стеклоэмаль), наносимые на
изделия из металлов и их сплавов и
закрепляемые обжигом. Характеризуются
высокой коррозионной стойкостью, износо- и
жаростойкостью.
По назначению эмали подразделяются на
технические и художественные, по внешнему
виду – на прозрачные и непрозрачные, белые и
цветные.
В нашем случае мы получаем художественные
цветные эмали.
22. ЭМАЛЬЕРНОЕ ИСКУССТВО
18.08.2017 22
Эмальерное искусство сегодня
переживает настоящий подъём. Всё
популярнее становится тенденция
украшать интерьеры живописными
эмалями. Мастера-эмальеры отмечают,
что эмаль практически невозможно
сделать одинаковую из-за особенностей
технологии. Эмали, в основном,
запекаются в печи.
23. Технология
получения эмалей
18.08.2017 23
Технология получения эмалей включает:
1. Составление шихты, содержащей
стеклообразующий материал (в нашем случае бура
– Na2В4О7 ) и специальные добавки (силикат
натрия, соли металлов);
2. Плавление шихты до получения стеклянных
гранул;
3. Размалывание гранул до получения пудры;
4. Нанесение пудры на предварительно
подготовленную поверхность металла;
5. Сушка;
6. Использование покровной эмали.
24. 24
Для получения эмалей разных цветов мы использовали
буру. Второе название буры – тинкал. Научное название
– тетраборат натрия. Белый, плавится без разложения.
С соединениями металлов образует бораты – «перлы
буры». Выбранный для работы металлический предмет
(в нашем случае металлическая настенная тарелка)
надо тщательно очистить наждачной бумагой, немного
подогреть, опустить в порошок буры (Na2B4O7), а затем
вновь внести в пламя. В лабораторных условиях
возможно исключение некоторых этапов технологии
получения эмалей. Последовательность проведения
опытов представлена ниже.
Бура вначале расплавляется, вспухает, снова
расплавляется и образует прозрачный слой. Теперь
насыпаем на этот слой немного мелко растёртого
сульфата меди и снова нагреем предмет в пламени.
26. Окрашивающие добавки - соли
Возьмём сульфат
никеля. В результате
проведённых таких
же манипуляций у
нас получился
фиолетовый цвет,
если использовать
сульфат кобальта –
синий.
26
27. ХИМИЗМ
Исследуем химизм процесса:
при температуре выше 700 о С
2NiSO4 = 2 NiO + 2SO2 + O2
Температура плавления буры - 741 о С
Na2B4O7 + NiO = 2 NaBO2 + Ni(BO2) 2
А если использовать сульфат кобальта, то
получается синий цвет перла буры.
Соответственно, и химизм:
при температуре 600 - 700 о С
2СоSO4 = 2 СоO + 2SO2 + O2
Температура плавления буры - 741 о С
Na2B4O7 + СоO = 2 NaBO2 + Со(BO2) 2
28. Разнообразие составов
Добавляя к буре силикатный клей Na2SiO3,
мы получили более стойкие и тонкие эмали,
которые можно отнести к легкоплавким
эмалям.
Выполняя экспериментальную часть,
получаем образцы эмалей на основе буры,
добавляя различные соли и красители; в
отдельных случаях золотохлорводородную
кислоту.
36. Выводы
по экспериментам № 1-4:
Получены эмали бирюзового,
фиолетового, синего и жёлто-
коричневого цвета;
Добавление золотохлорводородной
кислоты усиливает цвет и придаёт
яркость;
Чем больше по массе добавки, тем ярче
и насыщеннее цвет эмали.
37. Выводы
по экспериментам № 5-9:
1. Получены эмали зелёного,
оранжевого, синего и красного цветов;
2. Добавление силикатного клея
придаёт эмалям тонкость и
прозрачность;
3. Чем больше по массе добавки, тем
ярче и насыщеннее цвет эмали.
40. ЯНТАРНЫЙ ЛАК
Используя эмали для покрытия настенной тарелки, обнаружили,
что необходим лак для устойчивости и декоративности. Учитывая,
что янтарь – это окаменевшая ископаемая смола хвойных
деревьев, добываемая в море с формулой С10Н16О*Н2S, мы
решили получить янтарный лак, т. к. смолы- это образователи
плёнок в лакокрасочных материалах. В составе янтаря содержится
янтарная (бутандиовая) кислота – НООС(СН2)2СООН. Янтарный
лак хорош для лакировки металлических и деревянных
поверхностей.
Используем янтарные опилки (мелкоизмельчённый янтарь).
20 г янтарных опилок заливаем 50 мл спирта и греем два часа на
водяной бане. Горячую смесь выдерживаем 3-4 дня в тёплом
месте. Затем осторожно сливаем полученный лак в сосуд, который
закупориваем очень плотно. Лак готов для покрытия
эмалированных поверхностей.
40
43. ПЕРСПЕКТИВЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование способов
получения эмалей разнообразных
расцветок натолкнуло на идеи
изготовления украшений, значков,
статуэток, кулонов, брошек и др.
Тем самым можно дать новую
жизнь и добавить современные
акценты тем изделиям, которые
считаются устаревшими. 43
44. Исследуя эмали разных расцветок,
цветные камни, мы пришли к выводу о
том, что объект исследования
достаточно объёмный по содержанию,
но интересный.
ЦЕЛЬ исследования - изучение
возможности получения эмалей разных
расцветок, а также выявление
основных закономерностей получения
эмалей, достигнута. 44
45. ВЫВОДЫ:
1. Исследована технология получения эмалей разных
расцветок с использованием буры, силикатного клея,
золотохлорводородной кислоты, а также различных
солей, придающих окраску эмали;
2. Определено многообразие возможных расцветок
эмалей (зелёного, оранжевого, синего, бирюзового,
фиолетового, красно-коричневого и красного цветов);
3. Исследованы технологии получения красок:
ультрамарина, охры, а также янтарного лака;
4. Предметы, использованная в исследовании,
украшена эмалями разных расцветок.
45
