Как сделать чернила древние: МОЖНО ЛИ ПРИГОТОВИТЬ ЧЕРНИЛА В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ?

МОЖНО ЛИ ПРИГОТОВИТЬ ЧЕРНИЛА В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Скворцова В.А. 1

---

1МАОУ школа №29 «Университетская» г. Липецк

Покачалова О.Н. 1

---

1МАОУ школа №29 г. Липецк

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Однажды, летом я с дедушкой гуляла недалеко от леса. Пошел дождик, и мы побежали прятаться под дерево. Это оказался большой вековой дуб. На его листочках я увидела зеленые шарики и спросила у дедушки, что это такое?

Дедушка сказал, что на листьях дуба часто появляются шарики похожие на ягоды или орешки — галлы. Галлы на дубе появляются из-за насекомых — орехотворок. Они садятся на лист, прокалывают его кожицу и откладывают внутрь последнего яичко, из которого выводится личинка, начинающая питаться тканями листа и вызывающая их ненормальное разрастание, в результате чего образуется галл, а личинка получает безопасное убежище. Зимуют растущие орехотворки в галлах, а в конце весны из галлов выходят взрослые насекомые. А еще он рассказал мне, как его бабушка из этих шариков делала чернила, когда училась в школе. По дороге домой я думала: «Интересно, а из чего сделаны чернила которыми я пишу»? По приходу домой я все рассказала маме, и мы решили узнать, когда появились чернила, из чего их делают сейчас и самим попробовать сделать чернила по рецепту моей прапрабабушки.

Цель: изучить историю происхождения и способы изготовления чернил.

Задачи:

1. Изучить историю создания чернил.

2. Выяснить, какими чернилами писали раньше и пишут сейчас.

3. Провести анкетирование в классе для того, чтобы узнать, знают ли дети из чего делали раньше и делают сейчас чернила.

4. Изготовление чернил в домашних условиях.

Объект исследования: чернила.

Предмет исследования: приготовление чернил в домашних условиях.

Методы исследования:

1.Сбор и анализ информации,

2. Постановка эксперимента,

3. Составление анкеты с разными типами вопросов, проведение опроса, анализ результатов.

Актуальность. В настоящее время чернила производятся из искусственных красителей. А Чернила, изготавливаемые из растительных компонентов, экологичны и безопасны.

Гипотеза: Чернила в домашних условиях можно получить при помощи галл.

Теоретическая часть.

1. История создания чернил.

Трудно встретить человека, который не пользовался бы чернилами и не знал, что это такое. Но многие ли из нас знают историю возникновения, химический состав чернил.

Как только у человечества возникла необходимость что-то записать, сохранить для потомства – появились особые составы для письма. Первые чернила делали довольно просто: сажу смешивали с чем-нибудь клейким. В Египте для этих целей использовали золу от сжигания корней папируса, которую соединяли с раствором камеди – клейкого густого сока акации, вишни. Почти такие же чернила применялись и 2,5 тысячи лет назад в Китае. Они изготавливали из смеси сажи, растительной смолы и щелочного раствора. Точнее, это была тушь, имевшая весьма существенный недостаток: со временем она становилась ломкой и отскакивала от бумаги на сгибах.

В античные времена люди делали чернила из каракатиц. У каракатиц и собратьев осьминогов есть особый чернильный мешок, из которого животные в минуту опасности выпускают «чернильную бомбу» — для маскировки. Чернильные мешочки сушили на солнце и толкли.

Позднее, для изготовления чернил люди придумали использовать серебро и золото. В Византии и России переписчики растирали мед с тонкими золотыми и серебряными листочками, потом мед вымывали, а нарядные золотые и серебряные буквы оставались. Однако стоили эти чернила недешево.

Поэтому люди искали возможность использования более дешевого пишущего материала. Такие чернила смогли изготовить из орешков-галлов – такие наросты на ветках и листьях деревьев, на которых жили личинки орехотворок. Из таких «орешков» выжимали сок, который добавляли в клей и железняк (позже железный купорос.) Кроме галл использовали также кору различных пород деревьев (ольхи, дуба, ели, лиственницы, ясеня и др.)

Такие чернила имеют интересное свойство — они сами по себе слабоокрашенные, а цвет проявляется со временем. Поэтому сразу перечитывать то, что написано — сложно, оно будет хорошо видно только через 10-12 часов, поэтому средневековому переписчику было тяжело даже обнаружить ошибку переписывания.

Тем не менее, чернила эти использовали много столетий. Ведь чернила качественные — проникают в глубину бумаги, хорошо держатся, на солнце не выцветают, да и результирующий цвет приятный.

В 1885 году саксонский учитель Леонгарди изобрел ализариновые чернила. Они также были галловые, но не бесцветно-мутные, а интенсивно сине-зеленые. На бумаге они переходили в глубокий черный цвет. Это достигалась с помощью краппа – продукта особой обработки корней восточного растения марены. Что галловые чернила использовались почти до середины 20 века.

 

Крапп

А в 1938 г. венгерский художник скульптор и журналист Л. Биро и его брат получили патент на изобретение шариковой ручки‚ в которой чернила подавались к пишущему шарику при помощи давления поршня. Позднее в Австрии заменили жидкие чернила на чернильную пасту. Главная особенность которой‚ в отличие от её предшественницы‚ заключается в том‚ что она быстро высыхает при взаимодействии с воздухом. Так появилась первая шариковая ручка и закончилась история бесконечных способов приготовления чернил.

 

2. Современные чернила.

Современные чернила имеют мало общего с вышеупомянутым примитивным материалом древних времен, за исключением одного свойства. Все чернила представляют собой однородные смеси носителя и красящего вещества с другими веществами, часто добавляемыми для придания материалу особых свойств. Носителем может быть простой растворитель, но большинство носителей состоит из растворителя и растворенной в нем смолы или другого достаточно летучего соединения; иногда в качестве носителей используются очищенные или неочищенные масла. Красящее вещество представляет собой смесь пигментов или красителей. Чернила для письма должны обладать рядом особых свойств, чтобы отвечать своему назначению. Самые общие из этих свойств – однородность, текучесть, физическая и химическая стабильность, по возможности слабый и безвредный запах, интенсивный цвет и образование нелипкой пленки по высыхании.

Растворителем для этих чернил обычно является вода, хотя к ним могут добавляться в небольших количествах органические растворители для улучшения текучести и стабильности.

3. Это интересно

До сих пор не разгадана тайна чернил монгольских монахов. Они умели делать перламутровые, рубиновые, сапфировые чернила. И еще, чернила из всех типов ручек, в том числе и шариковых, вытекают за счет силы тяжести. Следовательно, во время космического полета в состоянии невесомости, ими пользоваться нельзя. Американские ученые долго бились над усовершенствованием ручек для астронавтов. Наши соотечественники поступили проще и снабдили космонавтов… простыми карандашами.

Исследовательская часть

1) Приготовление чернил в домашних условиях.

Изучив полученную информацию, я решил приготовить свои чернила, таким же способом, как делала моя прапрабабушка.

Мне понадобится:

— галлы (наросты на дубовых ветках и листьях)

— стеклянная банка

— вода

— ржавые гвозди (вместо медного купороса).

За самым главным ингредиентом-галлами, я с мамой отправилась в лес.

По приходу домой я нарезала галлы, а заодно убедилась, что в галлах действительно живут личинки орехотворки:

Далее высыпаем нарезанные галлы в стеклянную банку

Кладем туда ржавые гвозди

Заливаем водой и закрываем крышкой. Всю эту смесь оставляем на 10-14 дней.

Пока сделанные мною чернила настаивались я попросила дедушку одолжить перья для письма у гусей, которые живут у него в деревне.

Через две недели приготовленная мной смесь приобрела темно-синий цвет.

Далее я отфильтровала получившуюся жидкость через ткань, туда же отжала галлы — в них еще много чего полезного. Вот такие получились у меня чернила.

Теперь можно попробовать что-нибудь написать.

Когда я писала эту надпись, то постоянно переживала поставить кляксу или все смазать. Ведь перо или перьевая ручка будет писать только в том случае, если правильно поставить её на бумагу и двигать под правильным углом.

И самое главное, я очень рада, что живу в 21 веке и у меня есть моя любимая шариковая ручка.

2) Анкетирование одноклассников по теме исследования По теме исследования было проведено анкетирование одноклассников. Результаты отражены в диаграмме.

На вопрос: «Вы знаете, из чего делали чернила раньше (еще в древности)?» — весь класс ответил отрицательно.

На вопрос: «Вы знаете, из чего делают современные чернила, которыми вы пишите сейчас?» — 21 человек ответили отрицательно. На вопрос: «Вы хотели бы научиться делать чернила самостоятельно?» — весь класс ответил «Да».

Результаты анкетирования показали, что одноклассники мало знакомы с рецептами приготовления как современных чернил, так и чернил которыми писали раньше. Однако данная тема их заинтересовала, и они хотели бы научиться делать чернила самостоятельно.

Выводы:

1. В ходе изучения литературы, я узнала, что первые чернила были изобретены еще в глубокой древности.

2. Выяснила что, рецепты изготовления чернил постоянно изменялись в соответствии с теми природными материалами, которые были доступны на каждой конкретной территории, и совершенствовались с развитием науки и техники. Часть рецептов дошли из древности до наших дней, тогда как некоторые так и остались секретом.

3. Я составила опросник и провела анкетирование среди одноклассников, в результате чего выяснила, что из 25 учеников (100%):

• Знают рецепт приготовления чернил раньше – 0 чел. (0%)

• Знают рецепт приготовления современных черни – 4 чел. (16%)

• Хотели бы научиться делать чернила самостоятельно – 25 чел. (100%)

1. В ходе эксперимента удалось установить, что чернила можно приготовить в домашних условиях.

Заключение

Проведя исследование, я узнала много новой и интересной для себя информации о чернилах. Так же, в ходе исследовательской работы, я подтвердила свою гипотезу о том, что настоящие чернила можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. Только они отличаются от современных составом, консистентностью, насыщенностью цвета и не удобны в ежедневном использовании.

Список литературы

1. Немировский Е.Л. Путешествие к истокам русского книгопечатания. – М.: Просвещение, 1991. – 224 с.

2. Терешин А. Ностальгия по чернильнице // Калина Красная. – 2012. – № 4. – С. 3.

3. http://allforchildren.ru/why/where1-12.php

4. http://museo-2015.livejournal.com/20633.html

5. http://www.orgprint.com/wiki/strujnaja-pechat/istorija-sozdanija-chernil

Приложение 1

Анкета

ВОПРОСЫ							ОТВЕТЫ
1. Вы знаете, из чего делали чернила раньше (еще в древности)?							ДА				НЕТ
2. Вы знаете, из чего делают современные чернила, которыми вы пишите сейчас?							ДА				НЕТ
3. Вы хотели бы научиться делать чернила самостоятельно?							ДА				НЕТ

Просмотров работы: 8508

Из чего делают чернила: состав. Как сделать настоящие чернила: пошаговая инструкция и рекомендации

Каждый день мы пользуемся шариковыми ручками, на рабочих столах есть принтеры, которые работают практически без перерыва. Мы уже настолько привыкли к этому, что не задумываемся, как это работает. А первым шагом к изобретению всех этих удобных приспособлений стал рецепт удивительного состава, который может оставлять стойкие следы на бумаге и ткани. Однако мы сегодня хотим поговорить о том, из чего делают чернила. Краткий экскурс в историю и современные технологии будут интересны для взрослых и детей.

Старинные фолианты

Тончайший пергамент, строчки, выведенные на выделанной коже, древние манускрипты всегда поражают тем, что до сих пор можно легко разобрать написанное. Первые чернила делали очень просто — смешивали сажу с чем-то клейким. Это, по сути, была тушь, которая высыхала и растрескивалась. Кроме того, она была достаточно вязкой, нужно было наловчиться, чтобы вывести красивую строчку. Тогда рецептура была строго засекречена. Из чего делают чернила, знали только священнослужители. Кстати, вариаций было много. Брали в качестве основы мед и добавляли в нее золотой порошок. Широко использовали состав из ягод бузины и грецкого ореха. Но все это уже кануло в Лету. Сегодня производство чернил стало простым и доступным. Давайте проследим цепочку дальше.

Чернила из орешков-галлов

Продолжая рассматривать, из чего делают чернила, нельзя забыть знаменитое открытие, а именно особые наросты на листах дуба. Называются они галлы, а живут в них личинки насекомого – орехотворки. Именно поэтому наросты называют чернильными орешками. Из них выжимали сок, затем смешивали его с железным купоросом и добавляли клей. Получался стойкий состав с красивым блеском. Даже сегодня сохранившиеся рукописи выглядят очень свежими. Однако был один важный нюанс. Эти чернила были бесцветными, прочесть написанное можно было только тогда, когда буквы высыхали.

Переворот в истории

В XIX веке люди стали более образованными, уже многие знали, из чего делают чернила. В 1885 году был произведен очередной переворот. Учитель изобрел ализариновые чернила. Они тоже были галловыми, однако обладали интенсивной окраской благодаря уникальной добавке. Сине-зеленые во флаконе, они становились черными при нанесении на бумагу. Достигалось это за счет добавления краппа, то есть вытяжки из корней марены.

Теперь техническая революция шла полным ходом, и уже крапп научились заменять искусственными красителями, а чернильные орешки – галловой кислотой. Но и на этом прогресс не остановился. Был найден самый простой способ производить анилиновые чернила, то есть получать разведенный в воде синтетический краситель. С помощью этой технологии стало возможным синтезировать составы самых различных оттенков. Однако остается загадкой, как выполняли надписи рубиновыми, перламутровыми и сапфировыми чернилами древние монахи. Эти составы до сих пор знают в некоторых монастырях, но никогда это искусство не покидало их стен.

От древности к современности

Так как делают чернила сегодня в огромных, промышленных масштабах, нетрудно догадаться, что больше человечество не обращается к природе. Теперь все производимые составы можно разбить на несколько видов. Первая группа остается самой популярной, дешевой и простой. Это, по сути, изготовление чернил из галловой кислоты.

Второй вариант – это получить состав, используя танин. Он встречается в продаже в виде желтоватого порошка. В качестве загустителей используют глицерин и желатин. Таким образом можно сделать небольшое количество чернил, которые будут сравнительно безопасными даже при случайном употреблении внутрь. Конечно, этого лучше избежать.

Как сделать их своими руками

Если очень хочется попробовать себя в роли средневекового монаха, то мы вам расскажем, как сделать чернила своими руками. Все компоненты достаточно простые. Вам нужно будет собрать три грамма чернильных орешков, два грамма железного купороса и такое же количество гуммиарабика. Чернильные галлы нужно истолочь в порошок и засыпать в сосуд. Залить в него 30 мл воды. В другой сосуд налейте аналогичное количество воды и добавьте все остальные компоненты. Через два дня можно смешать обе жидкости, перемешать и оставить еще на 48 часов, после чего процедить. Однако писать этим составом нужно будет еще научиться. Но так как сделать настоящие чернила своими руками достаточно сложно, то придется довольствоваться тем, что весьма их напоминает.

Чернила ализариновые

Готовятся они также из чернильных орешков, однако их отличает то, что в них входит уксус. Для приготовления необходимо взять 10 г чернильных орешков, 6 г медного купороса, 1 г гуммиарабика, 100 мл уксуса. Приготовление займет много времени, поэтому сразу настраивайтесь на длительный процесс. Толченые галлы настаивают в уксусе не менее 6 дней. Остальные компоненты отдельно растворяют в кислоте. На пятый день необходимо второй состав прокипятить.

После того как оба раствора будут готовы, необходимо слить их вместе. Теперь энергично взболтайте смесь. Процесс практически завершен. Лучше всего в качестве растворителя подойдет древесно-уксусная кислота. Ализариновые чернила имеют большой недостаток — они не обтекают перо равномерно, а остаются на нем густой массой.

Множество вариантов

Сегодня изготовление чернил – это важное производство, которое только наращивает темпы. На Руси их готовили из железного купороса, который добавляли в отвар дубовых орешков. Сегодня обычные чернила для шариковой руки – это смесь из 50 и более компонентов. Черный цвет достигается благодаря красителям, однако наиболее популярными являются трифенилметан, фталоцианин меди, они придают синий оттенок, такой популярный в современной письменности.

Производство чернил не обходится без сульфата железа и дубильных кислот. Красители и добавки обязательно смешивают с растворителем, они необходимы, чтобы сделать формулу более стабильной. Синтетические полимеры необходимы, чтобы помочь отрегулировать поверхностное натяжение.

Раскрашиваем стекла

Чернила для гладкой поверхности готовят из двух рабочих растворов. Первый – это 100 мл воды и растворенные в ней 1 г сульфида калия и 7 г сульфида натрия. Готовится простым смешиванием. Второй содержит аналогично 100 г воды, 3 г хлорида цинка и 13 мл соляной кислоты. Смесь можно сразу использовать в качестве чернил. Можно смело наносить на стекло и получать после высыхания матовые надписи.

Составы для металла

Назвать чернилами их можно лишь условно. Писать на металле следует смесью из азотной и соляной кислоты. Для этого поверхность покрывают воском, затем делают надпись острым предметом, а затем сверху наносится состав. Через пять минут можно опустить сосуд в теплую воду. Чтобы получить аналог чернильной надписи синего цвета, требуется приготовить другой состав.

Его готовят, смешивая 3.5 г буры с 15 мл этилового спирта, 2 г порошка канифоли и 25 мл раствора метиленового синего. В результате остается надпись синего цвета.

Чернила для ткани

Мы уже рассмотрели составы и ориентируемся, из чего сделаны чернила. Однако все эти составы не обладают большой устойчивостью к стирке и многократному кипячению. Для этого следует немного изменить рецептуру. Для этого в колбе нагревают 42 г анилина и 2.5 г бертолетовой соли и 13 мл воды. Затем добавляют 15 мл соляной кислоты (25%-й) и продолжают нагревать смесь, пока она не потемнеет. Остается дело за малым. В колбу вливают хлорид меди, на этом процесс можно считать практически завершенным.

Полученный раствор нагревают до красно-фиолетового цвета. После этого под воздействием красителя, окислителя и катализатора реакции мы можем получить конечный результат. Чернила, выполненные по этому рецепту, являются очень стойкими. Они не выцветают в процессе стирки и могут использоваться в легкой промышленности.

Вместо заключения

Как видите, есть достаточно много способов, чтобы приготовить чернила. Современная промышленность позволяет выпускать начиная от черных и заканчивая разноцветными чернилами. В последнее время отработана технология предотвращения появления плесени. Есть специальные составы, которые при добавлении в чернила полностью нейтрализуют роль грибка. Это креозот и формалин, салициловая кислота.

Как видите, состав чернил совсем не сложный. Если вы увлекаетесь химией, то вполне сможете повторить это и в домашних условиях. Однако большой вопрос, стоит ли это временных затрат, особенно учитывая стоимость продукта в магазине канцелярских товаров и его расход.

Изготовление чернил | Проект «Рецепты»

Эксперименты, ингредиенты, рукописи, посты, студенты

Ссылка 02.14.2017 амитигнер 9 комментариев

Эми Л. Тигнер

Несколько лет я думала, что хочу попробовать делать чернила ранним современным способом. Я наткнулся на несколько рецептов чернил на протяжении многих лет, изучая рецептурные книги семнадцатого века, и я прочитал блог Аманды Герберт, в котором она обсуждает изготовление чернил на курсе бакалавриата. Мне также было интересно найти блоги, в которых ученые обучали реконструкции в своих классах, такие как Пэтти Бейкер и Лоуренс Тотелин, которые создают древние рецепты для видео МООК (читайте об этом здесь), или Аманда Герберт, которая предложила своим ученикам попробовать дегустация раннего современного горячего шоколада (здесь). Наконец, прошлой осенью у меня была возможность преподавать как студентам, так и выпускникам курс под названием «Женское письмо и литературная практика раннего Нового времени», и я решила, что это будет прекрасная возможность сделать чернила.  

Как оказалось, мой интерес к изготовлению чернил возник в то время, когда ученые находятся в процессе реконструкции исторических рецептов, таких как Маржолийн Бол, который изготовил масло грецкого ореха Леонардо да Винчи и древнегреческие и египетские рецепты подделок. драгоценные камни. Алисса Коннелл и Марисса Никосси ведут блог о приготовлении пищи по ранним современным рецептам в «Готовим с архивами». Во всем мире также осуществляются некоторые более крупные проекты реконструкции: ARTECHNE в Утрехте работает над тем, чтобы заново открыть для себя методы сохранения исторического искусства; и Проект «Создание и знание», который заинтересован в реконструкции техник и рецептов искусства и ремесел шестнадцатого века. Коллектив Early Modern Recipes Online Collective работает над цифровым гуманитарным проектом, который расшифровывает рукописи рецептов раннего Нового времени, которые в конечном итоге будут доступны в Интернете; они часто готовят рецепты, которые они транскрибируют.

Вернемся к моему собственному проекту: процесс изготовления чернил оказался более дорогим и трудоемким, чем я себе представлял, хотя оба эти фактора также, вероятно, были схожими по времени и, в конце концов, это был большой опыт обучения. Я немного схитрил, просматривая некоторые веб-сайты, посвященные изготовлению чернил, которые оказались очень полезными (особенно этот), так как там объяснялась химия изготовления чернил, а также переводились некоторые термины рецептов, такие как «медь» в «железные металлы». сульфат.» На сайте также были ссылки для покупки ингредиентов. Я рассмотрел несколько различных рецептов раннего Нового времени, но в конце концов остановился на одном из нескольких рецептов в рукописи семейной рецептурной книги Мэри Гренвилл (Folger V.a.430), потому что он был на английском языке (некоторые рецепты на испанском) и это был самый лучший рецепт. самый простой с точки зрения ингредиентов, шагов и времени.

Чтобы сделать=Inke=Verie Good

Возьмите литр снежной или дождевой воды и литр Beerevinegre, фунт галлов, полфунта копериса и 4 унции камеди, сначала смешайте воды и уксуса вместе, и поместите его в глиняный кувшин, затем добавьте галлы, помешивая его 2 или 3 раза в день, дайте настояться 8 или 9 дней и затем добавьте свои коперы и гумм, по мере использования процедите.

В большинстве рецептов используется какое-либо вино или уксус, которые предохраняют чернила от плесени, но в этом конкретном случае используется пивной уксус, который, как я обнаружил, довольно легко приготовить, соединив «мать» яблочного уксуса и бутылку пива. затем дать настояться несколько дней. Что касается галлов, я собирал дубовые галлы во время весенних прогулок, и у меня было несколько полных галлонных пакетов с застежкой-молнией, но когда я их взвесил, у меня было всего около 6 унций — недостаточно близко к требуемому одному фунту. Оказывается, галлы техасского дуба — это большие, легкие и пушистые яблочные галлы, а не более мелкие, но более плотные традиционные галлы железного дуба.

Не веря, что техасские яблочные галлы сработают, я заказал фунт на Amazon за 45 долларов, и они прибыли из Гватемалы (ссылка здесь): пивной уксус и дождевая вода. Так как смеси нужно было «отстояться» 8 или 9 дней, я решил, что сделаю это заранее, чтобы мы могли просто добавить окончательные ингредиенты в классе и сразу опробовать чернила. Я зарезервировал большие пушистые яблочно-дубовые галлы для студентов, чтобы они могли стучать в классе. Последние два ингредиента: гуммиарабик и коперии (сульфат железа или зеленый купорос) я также заказал онлайн на Amazon и Natural Pigments соответственно. Я знал, что для растворения гуммиарабика требуется некоторое время, поэтому я решил предварительно растворить кристаллы, сначала измельчив их на мелкие кусочки в ступке пестиком, а затем поместив их в горячую воду, и, наконец, я процедил примеси. Этот процесс занял около 24 часов.

В день изготовления чернил ученики собрали ингредиенты по рецепту. Самым удивительным и волнующим моментом было добавление сульфата железа, который превращал ранее пивно-коричневую жидкость в самую черную.

Затем мы процедили жидкость и разлили по старым бутылкам из-под специй. Рецепта было достаточно, чтобы у каждого студента была бутылка.

Чернила оказались очень хорошими с точки зрения вязкости и цвета, и я бы сказал, что они лучше обычных индийских чернил, которые можно купить на рынке. Студентам очень понравился проект, тем более, что они были активно вовлечены в него, и я, конечно же, планирую сделать чернила в следующий раз, когда буду вести урок рукописей, хотя, возможно, я попробую другой рецепт.

Эми Л. Тигнер преподает на факультете английского языка Техасского университета в Арлингтоне.

---

пивной уксуссульфат железазеленый купорос гуммиарабикчернилаМэри Гренвилл Рецепт Книгадуб Галлс

Древние чернила | Ресурс | RSC Education

На этом практическом занятии студенты используют методы, которые веками использовались для производства чернил.

Учебный лист

На этом практическом занятии я буду:

• Изучать и использовать ключевые термины, например, суспензия , реакция , пигмент , непрозрачность и липкость .
• Создание и использование собственных чернил.
• Оценка влияния различных факторов на: простоту использования; непрозрачность; время высыхания и рН моих чернил.

Введение:

Вы закончили произведение искусства, которое вам было поручено создать. К сожалению, поскольку вы живете в древние времена, мобильных телефонов еще не изобрели. Поэтому вам нужно будет написать письмо своему покровителю, сообщив им, что их искусство готово к сбору.

Вам не повезло, вы только что израсходовали последние чернила! К счастью, как научный художник, вы можете сделать еще несколько…

Оборудование:

• 90 г сухих дубовых галлов

• 400 см3 воды

• 60 г сульфата железа(II),

• 30 г гуммиарабика

• 2 маски для рта

• 1 ступка и пестик

• 1 стакан (600 см ³ )

• 1 мерный цилиндр (500 см ³ )

• 1 лист картона для покрытия 600 см ³ крышка стакана

• 1 лист бумаги грубой очистки

• 1 палочка для перемешивания

• 1 ручка и наконечник

• 1 лист белой бумаги

В качестве альтернативы при использовании чайного листа

Оборудование:

• Сухие листья черного чая (могут быть помечены как «заменитель дубовых галлов»)

• Пестик и ступка

• 1 стакан (250 см ³ )

• 1 стакан (100 см ³ )

• Стержень для перемешивания

• 1 мерный цилиндр (100 см ³ )

• Дистиллированная вода

• Сульфат железа(II) (ВРЕДНЫЙ И РАЗДРАЖАЮЩИЙ)

• Гуммиарабик (или ремесленный клей)

• Пластиковая пипетка

• Шпатель

• Лодка для взвешивания

• Часовое стекло (или крышка для стакана)

• Фильтровальная бумага

• Фильтрующая воронка

• 1 коническая колба (100 см ³ )

• Универсальная индикаторная бумага и цветная таблица

Доступ к:

• Соломинки
• Ножницы
• Бумага формата А4
• Цифровые весы
• Бумажные полотенца
• Одноразовые перчатки
• Промокательная бумага
• Горячая вода
• Носите защитные очки. Наденьте одноразовые перчатки.

Метод:

Носите защитные очки. Наденьте одноразовые перчатки.

1. Заранее: убедитесь, что галлы очень сухие, поэтому оставьте их в теплом сухом месте на 24 часа.
2. Ношение маски для рта; разломайте галлы на кусочки, затем растолките их пестиком в ступке или используйте кофемолку, чтобы превратить галлы в мелкий порошок.
3. Перенесите порошок желчи в химический стакан объемом 600 см ³ .
4. Измерьте 400 см ³ воды в мерном цилиндре; добавить воду в молотые галлы. Накройте крышкой и оставьте смесь бродить в солнечном уголке при комнатной температуре на 3 дня.
5. С помощью бумажного фильтра грубой очистки отфильтруйте смесь и добавьте к раствору сульфат железа(II). Хорошо перемешайте и оставьте еще на 3 дня.
6. Добавить кристаллы гуммиарабика; размешайте смесь, чтобы сформировать чернила.
7. Теперь проверьте чернила с помощью пера.

Альтернативный метод при использовании чайного листа:

1. Поместите чайный лист в ступку и измельчите до порошкообразного состояния.
2. Поместите этот порошок в 250 см ³ химический стакан.
3. С помощью мерного цилиндра отмерьте 50 см ³ горячей воды и добавьте воду в стакан с порошком. Перемешать, затем накрыть и оставить остывать на 10 минут.
4. Через десять минут снова перемешайте, прежде чем использовать фильтровальную бумагу и воронку для фильтрации раствора в коническую колбу.
5. Промойте стакан, чтобы он снова был готов к использованию. Порошок и фильтровальную бумагу теперь можно выбросить в мусорное ведро.
6. Перелейте раствор из конической колбы в 250 см химический стакан ³ .
7. Осторожно взвесьте 6 г сульфата железа (II) и добавьте его к раствору в стакане.
8. Перемешайте, чтобы растворить сульфат железа (II), и добавьте его в раствор.
9. Добавьте полную пластиковую пипетку (или две чайные ложки) жидкого гуммиарабика в раствор в стакане и снова перемешайте смесь, чтобы получились чернила. Перелейте раствор обратно в коническую колбу.
10. Используйте ножницы, чтобы сделать диагональный надрез на одном конце соломинки, чтобы получился наконечник, чтобы вы могли использовать соломинку для письма.
11. Теперь проверьте чернила с помощью ручки (соломинки).
    • Как вы думаете, почему галлы должны быть сухими?
    • Как вы думаете, почему галлы измельчаются в мелкий порошок?
    • Что такое ферментация?
    • Проверка pH чернил. Это кислота или щелочь?
    • Почему рН должен быть важен при длительном использовании чернил?

Идем дальше:

Сохраните образцы письма и изучите их через несколько дней. Изменился ли их внешний вид? Если да, то что, по вашему мнению, вызвало изменения?

Найдите в книгах по искусству иллюстрации, на которых изображены рисунки Леонардо да Винчи, и опишите внешний вид линий, которые он нарисовал железно-желчными чернилами. Как изменяется пигмент таннат железа (III) в течение длительного времени? Как бы вы объяснили этот цвет?

Теория:

Объяснение подходит для KS4

Дубильная кислота представляет собой сложное органическое соединение, естественным образом встречающееся в коре, фруктах, орехах, листьях и галлах насекомых. Существует несколько форм кислоты, и она известна как таннин, галлотаннин, галлотанниновая кислота и корилиган. Следовательно, химия изготовления чернил сложна, но следует упрощенное объяснение.

Когда порошкообразные галлы добавляют в воду и оставляют для брожения, происходят две реакции:

• ферментация галлотаниновой кислоты в галловую кислоту под действием фермента танназы;
• с последующим образованием чернильного пигмента путем добавления сульфата железа (II).

Чернила очень кислые, и эта кислая природа с течением времени заставляет чернила тускнеть, обесцвечиваться и повреждать бумагу.

Пояснение подходит для KS5

Железно-галловый пигмент для чернил изготовлен из галловой кислоты. Однако галлы содержат большое количество галлотаниновой кислоты и относительно небольшое количество галловой кислоты, поэтому галлы ферментируются. Во время ферментации грибы Aspergillus niger и Penicillium glaucum, обнаруженные в галлах, выделяют фермент танназу, который в течение трех дней катализирует гидролиз галлотаниновой кислоты с образованием галловой кислоты и глюкозы.

При добавлении сульфата железа(II) происходит кислотно-основная реакция, за которой следует окислительно-восстановительная реакция. Галловая кислота и сульфат железа (II) образуют галлат железа (II) (бесцветное водорастворимое соединение), h4O+ и SO42-. Затем почти сразу галлат железа (II) реагирует с атмосферным и растворенным кислородом с образованием воды и пирогаллата железа (III).

Пирогаллат железа(III) представляет собой черный нерастворимый октаэдрический комплекс, в котором лиганда каждого катиона Fe3+ представляют собой две молекулы галловой кислоты. Присутствие ионов h4O+ делает раствор кислым.

Кислотная природа веками приводила к выцветанию чернил, обесцвечиванию и повреждению бумаги. Избыток ионов Fe2+. Соотношение сульфата железа (II) и галлов 2:3 означает, что сульфата железа (II) больше, чем необходимо для реакции с галловой кислотой, и некоторые из этих избыточных катионов окисляются с образованием оксида Fe3+, который, поскольку он светлее железа (III) пирогаллат, обесцвечивающий первоначальный черный цвет чернил.

Этот метод основан на статье в выпуске 6 «Наука в школьных галлах», которую можно найти здесь.

Лист для учителя и техника

На этом практическом занятии студенты будут:

• Изучать и использовать ключевые термины, такие как суспензия , реакция , пигмент , непрозрачность 5.90 и и
• Создание и использование собственных чернил.
• Оценить влияние различных факторов на: простоту использования; непрозрачность; время высыхания и pH их красок.

Обратите внимание: этот эксперимент займет не менее 7 дней.

Введение: 

(Тема может начаться с группового обсуждения, в ходе которого учителя представят следующие идеи, особенно слова, выделенные жирным шрифтом. Важно понимать, что на выполнение этого практического занятия уходит не менее 7 дней, поэтому, возможно, его стоит рассмотреть в качестве демонстрации или для использования в условиях научного клуба.)

В настоящее время все мы используем чернила, в основном в форме шариковой ручки. В прошлом пользователь окунал палочку или перо с вырезанным или застрявшим на нем пером в чернила и писал. Есть средневековые (с 5 по 15 век) миниатюры, изображающие дьявола, пытающегося украсть драгоценные чернила у святого Иоанна Патмосского. Они демонстрируют важность чернил для монахов.

В средневековый период использовались два вида чернил. Самые ранние чернила, датируемые примерно 2500 г. до н.э., были черными угольными чернилами . Это была суспензия углерода, воды и смолы. Позже, примерно с 3 века н.э., использовались коричневые железно-галловые чернила. Это было получено из дубовых галлов . Гуммиарабик добавляется, чтобы сохранить нерастворимые твердые вещества в суспензии .

Реакция, в результате которой образуются чернила, была известна еще во времена Римской империи. Римский писатель Плиний Старший (23–79 гг. Н. Э.) Описал в своей Naturalis Historia (Естественная история) эксперимент, описывающий, как отличить зеленую медь, этаноат меди (II) [Cu (Ch4COO) 2,2 Cu (OH) 2], используется для обработки кожи из более дешевого медного купороса, сульфата железа (II) (FeSO4.7h3O), которым его часто фальсифицируют.

Плиний не знал химии реакция но он описал процесс, чтобы химики могли распознать реакцию. Теперь химикам известна реакция между катионом железа (II) (железо) и галлотаниновой кислотой, содержащейся в железно-галловых чернилах. Анализ чернил Свитков Мертвого моря показал наличие железно-желчных чернил, поэтому, хотя они не были обычными чернилами до 200 г. н.э., чернильный материал использовался.

Современные чернила сложнее. Он содержит много ингредиентов. Окрашивающее вещество – пигмент 9.0065, а жидкость известна как «транспортное средство ». К ним относятся вещества, которые удерживают кислотность около нейтральной, известные как модификаторы pH. Существуют увлажнители , которые замедляют высыхание, смолы, способствующие связыванию и растеканию, пеногасители/противовспениватели для контроля пенообразования чернил, смачивающие агенты для контроля свойств поверхности, биоциды для остановки роста грибков и бактерий и загустители для контролировать нанесение чернил.

Пигмент — это то, что придает чернилам цвет и глубину, известную как непрозрачность . Однако, когда чернила подвергаются длительному воздействию солнечного света, особенно яркого солнца, или сильной жары, цвет чернил со временем меняется или тускнеет, что известно как постоянство цвета . Другой важной характеристикой чернил является липкость или текучесть, известная как tack . Слишком липкий и чернила не будут течь пером на бумагу.

Когда угольные чернила использовались на первых пергаментах , они стирались, потому что поверхность не впитывает влагу, но добавление гуммиарабика помогло чернилам прилипнуть. Более поздние железно-галловые чернила выгорели на поверхности, реагируя с коллаген в пергаменте. Однако это оказалось проблемой, потому что чернила были едкими и со временем прожигали пергамент. В настоящее время многим библиотекам приходится проводить консервацию, чтобы сохранить книги.

Углеродные чернила хорошо работали на папирусе , потому что они впитываются в поверхность папируса, где они высыхают и остаются. Железно-галловые чернила при использовании на папирусе также вступают в реакцию с химическими веществами папируса. На этот раз он реагирует с целлюлозой в папирусе. Однако, опять же, эта реакция химических веществ железной желчи с писчими материалами также является проблемой, поскольку она сжигает бумагу.

Железно-галловые чернила использовались такими людьми, как Леонардо да Винчи ; Бах; Рембрандт и Ван Гог.

Приведенный ниже рецепт основан на рецепте, указанном Пьетро Канепарио , венецианцем, в его De atramentis cuiuscumque generis ( Все виды чернил ; 1619 ).

(Хорошо предложить учащимся исследовать различные типы галлов, которые можно найти на таких деревьях, как дуб или кипарис. Рекомендуется не смешивать разные галлы, тогда они смогут исследовать разные цвета чернил и критерии наилучший тип чернил, такой как расход, скорость и покрытие.)

(Это практическое задание можно выполнить, если учащиеся работают в группах по два человека. Группы по два человека позволяют учащимся вести хорошую дискуссию. Учителя могут использовать поставленные вопросы в качестве стимула для обсуждения, а ответы можно использовать в качестве группового отчета, статьи. , презентация, постер или доклад.)

Диапазон учебных программ:

Подходит для средних и младших классов средней школы, а также если химия считается старшим классом средней школы; он связан с:

• задавать вопросы и развивать направление расследования, основанное на наблюдениях реального мира, а также на предшествующих знаниях и опыте;
• с использованием соответствующих методов, оборудования и материалов во время полевых и лабораторных работ, уделяя внимание охране здоровья и безопасности;
• проведение и запись наблюдений и измерений с использованием ряда методов для различных исследований; и оценка надежности методов и предложение возможных улучшений;
• представление наблюдений и данных с использованием соответствующих методов, включая таблицы и графики;
• интерпретация наблюдений и данных, включая выявление закономерностей и использование наблюдений, измерений и данных для получения выводов;
• предоставление аргументированных объяснений, в том числе пояснение данных в отношении прогнозов и гипотез;
• понятие чистого вещества; и
• смеси, в том числе растворяющие.

Предупреждения об опасности:

Сульфат железа (II) вреден при проглатывании (острый токсин, категория 4, пероральный) и вызывает раздражение кожи/глаз (категория 2)

Раствор сульфата железа (II) является РАЗДРАЖАЮЩИМ

Носите рот маску, чтобы предотвратить вдыхание пыли галлов, поскольку они могут содержать грибковые споры

Вода может подаваться горячей рукой из-под крана и не должна представлять опасности при ожидаемом уровне поведения.

Дубильная кислота вызывает раздражение глаз (Категория 2)

Гуммиарабик обычно не представляет опасности, но может вызывать раздражение кожи/глаз (Категория 2). Он также может быть кожным/респираторным сенсибилизатором. (Сверьтесь с паспортом безопасности.) Это все еще имеет место при концентрации, обнаруженной в чернилах, поэтому перчатки разумны.

Оборудование:

Носите защитные очки. Наденьте одноразовые перчатки.

Для группы из 2 студентов:

• 90 г сухих дубовых галлов
• 400 см ³ вода
• 60 г сульфата железа(II)
• 30 г гуммиарабика
• 2 маски для рта
• 1 ступка и пестик
• 1 стакан (600 см ³ )
• 1 мерный цилиндр (500 см ³ )
• 1 лист картона для покрытия 600 см ³ крышка стакана
• 1 лист бумаги грубой очистки
• 1 палочка для перемешивания
• 1 ручка и наконечник
• 1 лист белой бумаги

В качестве альтернативы, при использовании листьев чая вместо дубовых галлов:

• Сухие листья черного чая (могут быть помечены как «заменитель дубовых галлов»)
• Пестик и ступка
• 1 стакан (250 см ³ )
• 1 стакан (100 см ³ )
• Стержень для перемешивания
• 1 мерный цилиндр (100 см ³ )
• Дистиллированная вода
• Сульфат железа(II) (ВРЕДНЫЙ И РАЗДРАЖАЮЩИЙ)
• Гуммиарабик (или ремесленный клей)
• Пластиковая пипетка
• Шпатель
• Лодка для взвешивания
• Часовое стекло (или крышка для стакана)
• Фильтровальная бумага
• Воронка с фильтром
• 1 коническая колба (100 см ³ ) (при хранении используйте коническую колбу из темного стекла с пробкой)
• Универсальная индикаторная бумага и цветная таблица

Доступ к:

• Соломинки
• Ножницы
• Бумага формата А4
• Цифровые весы
• Бумажные полотенца
• Одноразовые перчатки
• Промокательная бумага
• Горячая вода

Технические примечания:

Чайные листья можно заменить дубовыми галлами для этого практического применения.

Каждой группе потребуется равное количество чайных листьев, которое содержится в двух чайных пакетиках.

Сульфат железа(II) ВРЕДЕН при концентрации 0,9 М или выше и ЯВЛЯЕТСЯ РАЗДРАЖАЮЩИМ при концентрации 0,37 М и выше

Твердое вещество ВРЕДНО, но описанный выше метод должен давать исходный раствор с концентрацией менее 0,5 М, однако он станет более концентрированным в течение 3 дней.

Дубильная кислота может использоваться вместо чайного листа, особенно для KS5.

Результаты:

Полученными чернилами легко писать благодаря добавленному стабилизатору.

Темные чернила заметно темнеют в течение нескольких секунд после нанесения на бумагу.

Для высыхания требуется короткое время, которое можно сократить с помощью промокательной бумаги, и оно не выцвело за неделю пребывания на ярком свету.

Проверка чернил универсальной индикаторной бумагой показывает, что они сильно кислые (pH 2-3).

Учащиеся должны уметь использовать описанный выше метод в течение урока и достигать хороших результатов.