Il documento esplora l'origine e l'uso di pigmenti naturali in arte, evidenziando tecniche pittoriche preistoriche e nell'arte egizia, dove colori venivano ottenuti da terre, vegetali e minerali. Si discute anche dei processi chimici coinvolti nella produzione di calce e pigmenti, nonché la classificazione di rocce e minerali in base alla loro origine e composizione. Infine, si menzionano vari colori e pigmenti storici usati in epoche diverse, tra cui il rosso del cinabro e il blu della vivianite.

1. ARTE & SCIENZE
ROCCE , MINERALI E PIGMENTI

2. I colori usati erano ricavati dalla natura:
•terra (argilla rossa, brune e gialle);
•vegetali (bacche, fiori, frutti, legno carbonizzato);
•minerali (calcari e gessi)
ARTE PREISTORICA IL PALEOLITICO

3. La tecnica pittorica consisteva nella miscelazione di pigmenti ottenuti dalla
macinazione di varie terre colorate (il rosso dell’argilla, i bruni e i gialli della
terra del deserto, il bianco del carbonato di calcio, ecc.) con un agglutinante,
sostanza collosa a base di acqua, lattice di gomma e albume d’uovo (tempera)
Dipingere per gli egizi significava campire (cioè riempire di colore), il
contorno di una figura precedentemente disegnata.
Il colore veniva steso con pennelli ricavati da fibre di palma.
IN EGITTO :IL COLORE
NELL’ARTE EGIZIA

5. La pittura a fresco, comunemente conosciuta come affresco, viene chiamata così
perché si esegue su un intonaco fresco, cioè appena steso e quindi saturo d'acqua
Il colore viene completamente inglobato nell'intonaco che asciugando si combina con
l'anidride carbonica dell'aria e forma il carbonato di calcio, acquistando particolare
resistenza all'acqua e al tempo
AFFRESCO

7. Correntemente tale termine indica
sia
l’ossido di calcio (CaO, calce viva)
che
l’idrossido di calcio
(Ca(OH)2, calce spenta o calce idrata)
CALCE

8. Per riscaldamento il calcare si dissocia formando calce viva (CaO) e anidride
carbonica (CO2).
•CaCO3 CaO + CO2 (42 kcal)
100 g 56 g 44 g
COTTURA

9. L'ossido di calcio (o calce viva) è l'ossido del calcio.
A temperatura ambiente si presenta come un solido
bianco e inodore. È un composto irritante e ha
caratteristiche prettamente basiche.
L'ossido di calcio miscelato con l'acqua genera una
reazione esotermica, secondo questa reazione
CaO + H2O → Ca(OH)2 + 1 136 kJ/kg di CaO
L'ossido di calcio è prodotto industrialmente per
calcinazione del carbonato di calcio a 800 °C, secondo la
reazione:
CaCO3 + calore → CaO + CO2
CALCE VIVA

10. L'idrossido di calcio è un composto con formula chimica Ca(OH)2. È un
cristallo incolore o una polvere bianca ed è prodotto per idratazione a secco
dell'ossido di calcio (denominato anche calce o calce viva). Un nome
tradizionale per l'idrossido del calcio è calce spenta o calce idratata.
Se riscaldato a 580 °C l'idrossido di calcio si decompone in ossido di calcio e
acqua.
Una soluzione acquosa satura di idrossido di calcio (circa 0,5%) è detta acqua
di calce, ed è una base molto forte che reagisce violentemente con gli acidi.
Il latte di calce è una sospensione di particelle di idrossido di calcio in acqua,
utile e ampiamente utilizzata in diversi processi chimici.
CALCE SPENTA

11. La calce è un legante aereo perché ha bisogno dell’anidride carbonica
dell’aria per indurire
In assenza di CO2 la calce non indurisce affatto
 La reazione di carbonatazione della calce è in realtà solo l’effetto
complessivo di una serie di fenomeni chimico-fisici che costituiscono il
meccanismo di indurimento.
CARBONATAZIONE

12.  OHCaCOgCOOHCa 2322 )()(
CO2 (g) CO2 (s)
H+
HCO3
-
Ca(OH)2
Ca++
OH-
CO3
-2
CaCO3

15. Minerali: sostanze inorganiche aventi
struttura cristallina e composizione specifica
Rocce: materiali compositi aventi struttura
cristallina  aggregati di minerali
Monomineraliche (quarzite, marmo)
Polimineraliche (granito, arenaria)
MATERIALI DI ORIGINE INORGANICA
COSTITUITI DA MINERALI E/O ROCCE

16. Alcuni esempi
Quarzo (SiO2)
Quarzite Marmo
Calcite (CaCO3)
MINERALI
ROCCE

17. I colori: rosso
Tra i rossi introdotti nel Medioevo, sicuramente il più importante
è la versione sintetica del cinabro, ovvero il vermiglione, ottenuto
da mercurio e zolfo. La sintesi è documentata in Europa dal X
secolo, ma probabilmente era nota almeno dall’VIII secolo; inoltre
è probabile che i Cinesi conoscessero il procedimento di sintesi già
alcuni secoli prima
Curiosamente le materie prime della
sintesi, mercurio e zolfo, derivavano dal
minerale cinabro: infatti è probabile che il
processo di ottenimento del mercurio dal
cinabro sia stato anteriore rispetto al
procedimento inverso, in virtù della
passione degli alchimisti per il mercurio,
metallo dalle proprietà uniche

18. I colori: blu
L’unico pigmento blu nuovo che si nota nell’arte pittorica medievale è
l’aerinite, un materiale silicatico avente composizione molto complessa. La
formula proposta è Si3Al5O42(Fe2+,Fe3+)3(Al,Mg)2Ca5(OH)6·13H2O con un
1% di zolfo, mentre la struttura non è argillosa ma piuttosto simile ai
nanotubi. Il nome deriva dal greco e si riferisce al colore del cielo
Si tratta in realtà di un pigmento con
distribuzione geografica piuttosto
limitata in quanto è stato evidenziato
soltanto in pitture murali romaniche
dell’area dei Pirenei spagnoli, in
particolare in Catalogna e Andorra dove
sono documentate fonti di questo
minerale. Si può ipotizzare un suo
impiego alternativo al blu oltremare come
materiale meno costoso
Dal punto di vista pittorico è piuttosto
stabile, avendo buona resistenza agli

19. Un altro pigmento blu individuato in opere medievali è la vivianite; non si
tratta di un pigmento nuovo in quanto ci sono evidenze, seppur rare, del
suo impiego in epoca Romana. La vivianite è un fosfato di ferro avente
formula Fe3(PO4)2·8H2O. Il minerale ha ampia diffusione ed è spesso
associato a pirite o a materiale organico. Il colore blu scuro è dovuto ad
un trasferimento di carica intervalenza tra gli ioni Fe2+ ed Fe3+. Il
minerale è in realtà incolore quando è appena prelevato ma la macinazione
e l’esposizione all’aria causano
ossidazione e aumento dello ione
ferrico. In alcuni casi è stato notato un
viraggio del pigmento al verde per la
presenza di particelle gialle,
probabilmente per una variazione
nell’equilibrio Fe2+  Fe3+, oppure per
l’alterazione della vivianite alla
metavivianite, minerale raro avente
formula Fe4-x(PO4)2(OH)x·(8-x)(H2O)

20. I colori: verde
Verde Iris: colorante estratto dai petali di varie piante tra
cui iris, viola del pensiero, stramonio, tabacco e finocchio di
Spagna. Il colorante era ricavato spremendo le foglie e
conservando l’estratto con il metodo della cimatura, oppure
precipitandolo con allume per usarlo come lacca verde nella
miniatura: è infatti l’addizione di allume a far
insospettabilmente virare il colore dal blu naturale del fiore
al porpora dell’estratto fino al verde finale. Nel
XVII secolo è stato sostituito dal verde vescica (sap green
in inglese), colorante ricavato dalle bacche mature
cui colore è molto simile; peraltro nella
letteratura passata c’è una certa
confusione e i due coloranti non sono
così distinti. Il termine verde iris è
stato usato anche come sinonimo di
malachite
Il principio colorante del verde iris è
probabilmente la clorofilla

21. Tra i pigmenti a base di ossidi di
ferro, i più diffusi sono senza
dubbio le ocre. Si tratta di miscele di
silice, argilla e ossidi e/o idrossidi
di ferro
Dal punto di vista geologico le ocre
sono depositi secondari formatisi
per erosione da rocce di vario tipo,
che si sono arricchiti di particelle a
base ferrosa. Queste impartiscono
un colore intenso e permanente, in
virtù delle loro dimensioni ridotte
LE OCRE
L’ocra è gialla quando l’ossido di ferro è idrato,
cioè contiene molecole di acqua come nella
goethite (sotto) oppure rossa quando l’ossido è
anidro come nell'ematite (sopra)

22. BIANCO
Per ricavare pigmenti bianchi gli uomini preistorici avevano
diverse possibilità. Molte sostanze inorganiche che non
contengano ioni metallici di transizione sono infatti bianchi
Nelle pitture rupestri il colore bianco è meno comune rispetto al
rosso e al nero. Nei pochi casi analizzati è stata evidenziata la
presenza dei seguenti pigmenti: In alcuni casi sono stati
identificati composti di
colore bianco la cui presenza
non è intenzionale: si tratta
di prodotti del metabolismo
di alcuni licheni, che vivono
sulla superficie delle pitture
rupestri. Tra essi:
• whewellite, CaC2O4 · H2O
• weddellite, CaC2O4 · 2H2O
•calcite, CaCO3, e rocce
calcaree
•caolinite e rocce silicee
•gesso, CaSO4 · 2H2O
•anidrite, CaSO4
•talco, Mg3(Si4O10) · (OH)2
•rutilo e anatasio, TiO2

23. Tra i pigmenti bianchi il gruppo dei materiali calcarei è quello più
importante. Le rocce calcaree sono state ampiamente impiegate
fino dal Paleolitico, in virtù della grande diffusione sul territorio
La fase minerale principale in queste rocce è il carbonato di calcio,
CaCO3, nelle forme calcite e aragonite. Sono poi presenti varianti
come la magnesite, MgCO3, la dolomite, (Ca,Mg)(CO3)2, e la
huntite, Mg3Ca(CO3)4. In generale si tratta di pigmenti con scarso
potere coprente, perciò erano usati sia puri, sia soprattutto
addizionati ad altri pigmenti oppure come imprimitura. Dal punto
di vista chimico sono sensibili agli acidi ma stabilissimi in ambiente
alcalino
Tra le varie versioni, una delle più note è il bianco di Sangiovanni,
ricavato dalla calce per macerazione in acqua in modo da
allontanare il più possibile l’idrossido di calcio. Si tratta di un
pigmento molto adatto alla tecnica dell’affresco

27. Lo strato più esterno della Terra è costituito da rocce La litosfera corrisponde
allo strato più esterno del nostro pianeta il suo spessore varia tra i 70 e i 130
km; comprende la crosta terrestre e una parte del sottostante mantello. I
principali elementi chimici che costituiscono la litosfera sono il Silicio (Si) e
l’ossigeno (O).
ROCCE

28. I minerali sono sostanze naturali, inorganiche, allo stato solido, omogenee,
con una ben definita composizione chimica e una struttura interna regolare e
ripetitiva
La Struttura cristallina
• La disposizione interna della cella
elementare si manifesta nella forma esterna dei cristalli del minerale,
chiamata abito cristallino
I MINERALI

29. La Formazione dei Minerali
• I minerali si formano come prodotti di processi
di cristallizzazione che comportano il
passaggio della materia da uno stato
disordinato (generalmente liquido o gassoso)
a uno stato solido ordinato e ripetitivo quale è
quello proprio della struttura cristallina
• Esiste anche uno stato solido disordinato,
detto Amorfo
FORMAZIONE DEI MINERALI

30. La Formazione dei Minerali
Il processo di cristallizzazione è il risultato di una serie di
reazioni chimico-fisiche:
• Cristallizzazione: materiale fuso si raffredda
• Precipitazione: da soluzioni acquose (evaporazione, diminuzione della
capacità solvente, reazioni chimiche)
• Brinamento: vapori caldi (esalazioni vulcaniche) entrano in contatto con
superfici fredde
• Attività biologica: costruzione di apparati scheletrici o altro
• Trasformazioni allo stato solido: a causa di variazioni di temperatura o
pressione
FORMAZIONE DEI MINERALI

31. Il Colore
Proprietà non costante in tutti i minerali, che si dividono in:
Idiocromatici : colore tipico e costante
Allocromatici: colore dipendente da impurità

32. Le rocce sono aggregati naturali
di uno o più minerali.
A seconda della loro origine si possono suddividere in
•rocce ignee: derivano dalla solidificazione del magma
all’interno della litosfera;
•rocce sedimentarie: sono il risultato dell’accumulo, della
compattazione di frammenti di rocce preesistenti;
•rocce metamorfiche: si originano dalla trasformazione
di altri tipi di rocce.
LE ROCCE

34. Il colore delle rocce ignee dipende
dal loro contenuto in silice
Le rocce ignee si possono classificare non solo in base alla
loro origine ma anche in base al contenuto di biossido di
silicio o silice (SiO2).
Le rocce ricche di silice sono dette acide e sono di colore
chiaro (graniti), mentre quelle povere di silice sono
basiche e di colore scuro (basalti).