Ne faremo di tutti i colori - Dipartimento di Fisica - Università degli ...

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Ne faremo di tutti i colori - Dipartimento di Fisica - Università degli ...

Università degli Studi di Genova

Dipartimento di chimica e chimica industriale

Progetto Lauree Scientifiche

Laboratori Regionali

2009-2010

Ne faremo di tutti i colori

Sintesi di prodotti pittorici

Dr. Riccardo Carlini


Il colore

L’aspetto più interessante di un’opera pittorica è legato alla

conoscenza dei pigmenti e dei coloranti presenti. Il colore ha una

profonda influenza su di noi, per motivi non solo artistici, ma

radicati nelle risposte emozionali che essi innescano nella sfera

sensoriale


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

traffico, scatena emozioni e ci aiuta a descrivere stati d’animo

I colori hanno significati che variano da continente a continente, da

cultura a cultura

Tutto questo è sempre stato uno spunto fondamentale per i pittori che si

servivano dei colori per trasmettere le proprie emozioni con le loro opere


Aspetti culturale del colore

Colore Significato culturale

Cina - simbolo di celebrazione e fortuna

India - colore della purezza

Rosso

Stati Uniti - colore di Natale combinato con il verde

Culture orientali - gioia se combinato con il bianco

Asia - sacro, imperiale

Giallo

Culture occidentali - gioia, felicità

Cina - associato all’immortalità

Colombia - associato al sapone

Blu Indù - il colore di Krishna

Ebrei - santità

Medio Oriente - colore protettivo

India - il colore dell’Islam

Verde Alcuni popoli dei paesi tropicali - associato al pericolo

Stati Uniti - colore di Natale

Porpora Culture occidentali - regalità

Bianco

Culture orientali - morte

Stati Uniti - purezza

Nero Culture occidentali - morte


Il colore del cibo

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.

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 storia

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

l’uomo viveva: una conoscenza sperimentale di piante, animali e rocce

incredibilmente profonda ed estesa. Alcune scoperte e alcune sintesi nel

campo della chimica delle sostanze coloranti, operate da popoli antichi, ci

appaiono stupefacenti nella loro genialità, pur con soluzioni che possono

sembrare oggi curiose

La sintesi del Blu Blu Egiziano da parte

degli antichi Egizi prevede l’unione

del colorante a base di rame, della

sabbia, del calcare e di un

fondente alcalino che permette la

fusione dei quattro composti.


λ = ν- 1

λ= = lunghezza d’onda

ν = frequenza

E = h*ν

La luce

Con h=cost. di Planck = 6.6 * 10 -34 Js

La luce ha natura

ondulatoria (onde) e

corpuscolare (fotoni)

Più alta è l’energia legata alla

radiazione più essa assumerà

colorazioni tendenti al bluvioletto


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 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?

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.

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!

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.


Colori complementari

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:

diluendo luce arancio (~620 ( 620 nm) con luce

bianca

• miscelando luce rossa (~700 ( 700 nm) e ciano

(~490 490 nm)

• miscelando luce rossa (~700 ( 700 nm), verde

(~5 ~520 20 nm) e violetta (~420 ( ~420 nm)

La miscelazione di colori puri può avvenire per sintesi additiva o

sottrattiva


Introduzione ai pigmenti

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 chimica

La caratteristica comune di tutti i pigmenti è la dispersione del

materiale grezzo in un mezzo opportuno, generalmente un liquido.

L’evaporazione del

liquido causa la formazione di

una pellicola, grazie alla

quale il pigmento aderisce

alla superficie del dipinto

Il colore di un pigmento

dipende principalmente

dalla sua struttura chimica

che influenza le proprietà

di assorbimento e

riflessione della luce.


Pigmenti inorganici e pigmenti organici

I pigmenti si dividono in due classi:

• 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.


Stabilità chimica

Le 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)

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: SO 2 , SO 3

ed H 2 S; quest’ultimo è in grado di

degradare pigmenti a base di piombo,

argento e altri metalli con cui forma

solfuri neri


Compatibilità tra pigmenti

Pigmento 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


Procedura

Sintesi 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 CaCl 2 3 g Na 2 CO 3 3 g CaCO 3

BLU FeCl 3 1.5 g K 4 Fe(CN) 6 4 g KFe 2 (CN) 6

LAVANDER Co(NO 3 ) 2 2 g Na 2 CO 3 3 g CoCO 3

GIALLO Pb(NO 3 ) 2 1 g KI 2 g PbI

VERDE Co(NO 3 ) 2 1.5 g K 4 Fe(CN) 6 4 g Co 2 Fe(CN) 6


Procedura

Preparazione 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.


Procedura

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.


“La cosa più bella che possiamo

sperimentare è il mistero; è la fonte di

ogni vera arte e di ogni vera scienza.”

Albert Einstein

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