Цель: приготовить темперную краску — химическую смесь.

Задачи:
— дать определение понятию цвет, способу его восприятия, рассмотреть состав красок и выделить их основные компоненты: пигмент, связующее вещество и растворитель, распределить основные пигменты по химическим соединениям;
— познакомить с пигментами, входящими в состав красок, распределить их по основным классам: соли, оксиды; рассмотреть состав;
— рассмотреть химические процессы, происходящие с красочным слоем, и их роль при реставрации живописного произведения;
— развивать способность логически мыслить, делать выводы, анализировать факты и события.

Наглядные материалы: мультимедийная презентация в программе Power Point, живописные произведения из фондов музея, различные краски, сухие пигменты, мед, вода.

Оборудование: столы, стулья, доска, мультимедийный проектор, ноутбук, ультрафиолетовая лампа, мерные стаканчики 5 мл, шаблон рисунка, 2%-ный раствор уксусной кислоты, яичный желток, мутовка, кисть.

Ход занятия

1. Подготовка к занятию, организация внимания учащихся (3 мин.)

2. Постановка целей, выделение дидактических задач занятия. Эмоциональный настрой учащихся (2 мин.)

3. Введение в тему (10 мин.)

Что такое цвет?

Значение цвета в жизни человека велико и многообразно. Все, что мы видим, мы видим при помощи цвета и благодаря ему. Так что же такое цвет? Откуда он появляется, из чего он состоит?
Цвет — это один из признаков видимых нами предметов, осознанное зрительное ощущение. Человеческому глазу доступны около сорока тысяч оттенков цвета.
Цвет — это способность поверхности отражать волны определенной длины. Оказывается, всему причиной солнце, вернее, его световые лучи, которые озаряют всё на своем пути. В темноте мы не видим никаких цветов. (В зале выключается свет.) Когда в глаза попадают лучи солнечного или электрического света — световые волны, — у нас возникает ощущение цвета.
Солнечные лучи обладают удивительными свойствами — они преломляются (преломление светового потока через призму) (1).

(1)

Различные тела пропускают или отражают часть световых лучей, падающих на них, благодаря чему мы можем воспринимать цвет любого тела. Для каждого тела поглощение или отражение лучей различно. Когда от поверхности тела, например, отражаются только зеленые лучи, а остальные поглощаются, мы видим тело зеленым. При полном поглощении лучей тело воспринимается черным, а при отражении всех лучей поверхность воспринимается белой.
Первым это явление открыл английский физик И. Ньютон (Дж. Торнхилл. «Портрет Ньютона») (2) — ему удалось разложить белый свет на цвета спектра. Ньютон определил в спектре семь цветов. Призма разделила составляющие луч волны на группы коротких, средних и длинных. Короткие волны дают ощущение красных и желтых цветов, а более длинные волны — синих и фиолетовых. В солнечном свете содержатся все цветовые волны. При смешении их получается впечатление белого цвета, а при разложении мы видим все цвета радуги. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый цвета составляют спектр. Волновая природа света — это основа восприятия цвета через органы зрения.

(2)

Цвет и краска

Художник передает цвет на картине при помощи красок. (Демонстрируются различные краски: акварельные, масляные, гуашевые, акриловые.) Краски, применяемые в живописи, разделяют по цвету на основные и составные. Основные краски (желтая, красная, синяя) невозможно составить из других красок, но, смешав их, можно получить все остальные (3). Создание новой краски — это всегда поиск нового химического соединения. В то же время получение нового цвета на палитре художника — это процесс физический и представляет собой простое перемешивание частичек различных по цвету порошков со связующими веществами.

(3)

4. Объяснение нового материала (20 мин.)

Из чего состоит краска художника?

Краска состоит из наполнителя — цветного пигмента, связующей части — клея или масла и растворителя — воды, спирта. (Наглядный материал: стеклянные стаканчики с пигментом, маслом, медом.)
Краски, которыми пользуются художники, не являются чистыми веществами, а представляют собой различные смеси, в которых разные пигменты и их сочетания по-разному отражают солнечный свет. Если, например, желтый пигмент отражает желтые лучи света, а синий пигмент — синие лучи, то, перемешав их в равной пропорции, мы будем видеть два отраженных луча одновременно — желтый и синий. В этом случае наш глаз будет видеть зеленый цвет. И чем мельче перетерты пигменты, тем ближе они прилегают друг к другу, давая тем самым более чистое перемешивание отраженных лучей. Это один из способов создания широкой гаммы оттенков на картине, которое достигается механически, при смешивании краски на палитре (А. Завада. «Палитра») (4), (Я. Ционглинский. «М.К. Тенишева в своей мастерской») (5).

(4) (5)

Смесь, ее определение. Типы смесей

Мы в большинстве случаев встречаемся не с чистыми веществами, а со смесями веществ. Смеси могут быть неоднородными, где нерастворимые частицы видны невооруженным глазом, и однородными, которые еще называются растворами, где нельзя заметить границу раздела между веществами.
Типичная неоднородная смесь — мутная вода с частицами песка и глины.
Типичная однородная смесь — воздух, в котором смешаны азот, кислород, углекислый газ, аргон и другие вещества.
Художественная краска представляет собой сложную неоднородную смесь, состоящую из связующей части — растительного клея, растворимого водой, в акварельных красках или растительного масла в масляных красках — и пигмента, представляющего собой тонко перетертые порошки различных солей и оксидов металлов.

Пигмент — наполнитель краски. Типы пигментов

Пигменты — сложные химические вещества.
Пигменты играют в краске роль наполнителя, придающего ей определенный цвет. Пигменты бывают двух типов — неорганического и органического происхождения. На практике в живописи кроме минеральных пигментов, главным образом глин (демонстрация цветных глин), содержащих оксиды или соли металлов, используются красители растительного происхождения, полученные из листьев, коры и корней растений (шафран, индиго и др.), а также с помощью обжига виноградных и персиковых косточек. И неорганические, и органические пигменты могут быть как природного, так и искусственного происхождения, сделанные людьми и в природе не встречающиеся.

Пигмент — простое вещество

Одним из пигментов чистых веществ является «сажа газовая», дающая черный цвет и являющаяся практически чистым углеродом. Изготавливают сажу газовую путем сжигания природного газа (в основном метана), а раньше ее производили путем сжигания косточек фруктов. Чистыми веществами являются пигменты, входящие в состав серебряной и золотой краски. В серебряной пигментом является порошок алюминия (Al), в золотой — бронзовый порошок: сплав 80% меди (Cu) и 20% олова (Sn).

Пигменты — оксиды

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород со степенью окисления (–2). В пигментах красок типичными оксидами являются: в белой — окись цинка (ZnO), в зеленой — окись хрома (Cr₂O₃), в желтой — кристаллогидрат оксида железа (Fe₂O₃*nH₂O).

Пигменты — соли

Но большинство пигментов, применяемых в красках, представляют собой различные соли. Соли — это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и кислотных остатков. Например, чистый синий цвет дает пигмент под названием «марганцовая голубая», являющийся неоднородной смесью двух солей — гипоманганата и сульфата бария (BaMnO₄*BaSO₄), а чистый желтый цвет дает пигмент «стронциановая желтая» — хромат стронция (SrCrO₄).

Химические процессы, происходящие с красками

Историческая справка

По словам Плиния (I век н.э.), наиболее древними природными красками были: белая (мел), желтая (охра или железоокисленные глины), красная (синопская земля, или алюмосиликатные глины) и черная (сажа).
По мнению античных и средневековых авторов, самой древней искусственной краской были свинцовые белила, которые получали искусственным путем. Делали это следующим способом: свинцовую стружку заливали винным уксусом, постепенно образовывался белый осадок, который затем высушивали и растирали со связующим веществом.
Распространенной краской в античности была также ярь-медянка, цвет которой мог иметь оттенки от зеленого и зелено-синего до голубого. Основа краски — уксусно-медная соль. Она получается при действии уксусной кислоты на медные листы при свободном доступе воздуха. Этот пигмент, используемый при приготовлении темперных красок, широко применялся живописцами вплоть до XV–XVII вв. (Лукас Кранах Старший. «Мадонна») (6).

(6)

Когда реставраторы начали изучать картины XV–XIX вв., они обнаружили, что за это время художники перепробовали до трехсот видов различных пигментов. Но в разное время количество красок, которыми пользовался один художник, было ограниченно. Так, например, с XV по XVI в. живописцы использовали для своей палитры всего одиннадцать пигментов — три синих, два желтых, два зеленых и два красных, а также белый и черный. В XVII в. применялись всего тринадцать пигментов (Веронезе. «Поклонение волхвов») (7), (Рембрандт. «Флора») (8). И только благодаря развитию химии в XVIII–XIX вв. начинается открытие новых пигментов, которые обогатили палитру художников.

(7) (8)

В это время создаются несколько зеленых и желтых пигментов, в том числе и неаполитанская желтая, в основу которой вошли свинцовые белила и соединение сурьмяной кислоты с окисью свинца (Энгр. «Мадемуазель Ривьер») (9). В конце XIX в. в живописи начинают применять цинковые белила, что стало важным этапом в развитии техники живописи. Эти белила дали художникам не только насыщенную белую краску, но и возможность получать чистые разбелы других красок, к тому же не темнеющих в дальнейшем при воздействии сероводорода (H₂S) и сернистых газов (SO₂), из-за чего темнеют краски, смешанные со свинцовыми белилами (Клод Моне. «Дама в саду») (10).
Итак, краски бывают акварельные, гуашевые, масляные и полимерные. (Демонстрация листов, выполненных акварелью, гуашевыми красками, этюда масляными красками — из фонда ВМИИ.) Все их объединяет применение одних и тех же пигментов, правда, различных по величине перетертых в порошке отдельных крупинок. Различаются же они по составу связующего вещества. Это могут быть клей, масло, нитролак, смола, парафин. Важно отметить, что, как правило, название пигмента, например «Белила цинковые», переходит и в название краски.

(9) (10)

Поиск лучшего связующего происходил на протяжении всей истории человечества. Только в XVIII в. создаются краски на основе масла. Современная история приписывает изобретение масляной живописи Яну Ван Эйку — художнику, жившему в XV в. в Нидерландах (Ян Ван Эйк. «Портрет четы Арнольфини») (11). Однако известно, что растительные масла для краски применяли еще античные живописцы. Энкаустические краски, применявшиеся в античности, содержали не только воск, но и льняное масло (Фаюмский портрет) (12). Интересно упоминание о льняном масле как связующем в масляных красках в трактате Ираклия (XIII в.): «…возьми краски, которыми ты хочешь писать, разотри их тщательно с льняным маслом без воды и сделай смесь для лиц и одежды, как это ты раньше делал, стирая краски с водой, и изображай животных, птиц или листья разными красками, как захочешь».

(11) (12)

В главе 29-й того же трактата дается рецепт приготовления льняного масла для создания масляных красок: «Известь и масло возьми по соразмерности, смешай и вари всё, снимая пену. Прибавь туда соответственно взятому маслу некоторое количество свинцовых белил и поставь на один месяц или более на солнце, часто помешивая. Знай, чем дольше масло стоит на солнце, тем лучше. Затем процеди и мешай на этом краски». Мы видим здесь целую химическую технологию: это и варка масла для его полимеризации, и применение извести для удаления белковистых включений, находящихся в нем, и введение свинцовых белил, делающих масло быстросохнущим, а также уплотнение и отбеливание масла на солнце для придания ему прозрачности.
Вид красочного слоя на живописном полотне спустя много лет, а то и веков, зависит от того, знал ли и соблюдал ли художник законы смешивания красок, в основе которых находятся разные пигменты. Когда же, например, свинцовые белила смешивают с кобальтом синим, ультрамарином, краплаком красным, то происходит такое их химическое соединение, что картина чернеет. Смешивание красок на палитре — это физический процесс, высыхание, например масляной краски, — это химический процесс полимеризации масла, а акварельной — физический процесс испарения растворителя (воды) из клеевого связующего.
Так как процесс полимеризации происходит неравномерно и может протекать годами, то на картине, облученной, например, ультрафиолетом, можно увидеть реставрированные поверхности.
(Ведущий гасит свет в аудитории и включает ультрафиолетовую лампу, направленную на картину. На картине четко проявляется место недавней реставрации.)
Проделанный нами эксперимент наглядно доказывает, что цвет на картине образуется за счет способности пигментов краски по-разному отражать свет. Если мы изменим спектр падающего на картину света, то получим иное изображение. Так, комбинируя с различными видами излучений (например, облучая картину рентгеном), реставраторы могут заглянуть в историю создания картины, не нарушая ее целостность.

5. Практическая часть. Создание неоднородной смеси — темперной краски (10 мин.)

История возникновения темперы

Самым древним связующим, по мнению археологов, считается яичный желток, с которым смешивались различные пигменты и на основе которого готовились темперные краски. Темпера была на протяжении многих веков основным материалом станковой живописи. Слово «темпера» происходит от латинского «темпераре», что означает «смешивать». Развитию и распространению темперной живописи весьма способствовала и иконопись (икона Владимирской Богоматери) (13). Темперой в основном пользовались византийские мастера, хотя темперная живопись берет свое начало от фаюмских портретов. Темперными красками писали свои великие произведения мастера итальянского Возрождения Леонардо да Винчи, Рафаэль, Микеланджело, Тициан и другие. Практическое знакомство с процессом создания художественной краски мы начнем с создания самой древней из существующих красок — темперной.

(13)

Создание смеси

Ведущий раздает каждому слушателю расположенный на подносе набор инструментов: шаблон рисунка — 1 шт.; пластмассовые мерные стаканчики — 3 шт.: в одном стаканчике находятся 5 мл пигмента, во втором 5 мл яичного желтка, а в третьем 5 мл 2%-ного раствора уксусной кислоты; карандаш — 1 шт.; кисточка — 1 шт.; мутовка (палочка для размешивания краски) — 2 шт.; салфетка.
Учащиеся вместе с ведущим выливают уксус в стаканчик с желтком и перемешивают мутовкой. Затем, по капле добавляя в стаканчик с пигментом полученную смесь, перемешивают ее и получают нужную краску. Краска должна быть густая, как сметана. Кисточкой ребенок может раскрасить предложенный ему рисунок.

Смешивание темперной краски

6. Подведение итогов урока. Опрос-анкетирование (5 мин.)