Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Энциклопедия Технологий и Методик
 
Технологии по Декору
 
Светящиеся краски и краски-хамелеоны

Краски - хамелеоны

Напомним: речь идет о краске, меняющей свой цвет в зависимости от температуры.

История термочувствительных красок прослеживается с XV века. Ее начало связано с именем легендарного врача и алхимика Парацельса. История гласит, что однажды он решил испробовать ремесло художника. Картина, вышедшая из-под кисти Парацельса, будто бы обладала «дьявольским» свойством: пока она висела в теплом помещении, на ней был запечатлен летний пейзаж — деревья и луга в зеленом убранстве. Стоило же вынести пейзаж на холод, как он преображался — на смену лету приходила зима...

К сожалению, рецепт красок, которыми пользовался Парацельс, не дошел до наших дней. Но догадаться о его составе можно, потому что суть процессов, лежащих в основе описанного химического явления, хорошо известна. Изменение цвета красок под действием температуры часто бывает вызвано потерей кристаллогидратом части или всей кристаллизационной воды.

Например, если нагреть красивые голубые кристаллы всем известного медного купороса, они обесцвечиваются:

В своих письмах ребята предлагают разумные и вполне реальные применения красок-хамелеонов. Могу добавить к этому: если поставить на изделии метки несколькими красками, изменяющими свой цвет в разных интервалах температур, появится возможность быстро и без сложных измерений получить представление о температуре изделия. Разумеется, для этого придется постоянно помнить «шкалу» цветности или держать ее перед глазами.

При замерах не выше 150°С термочувствительные краски удобно готовить в виде восковых карандашей. Для этого растирают в ступке кристаллы реактива, тщательно смешивают с расплавленным воском или парафином и формуют в виде палочек. Таким карандашом легко наносить метки или надписи на поверхность изделия, для чего кончик карандаша нужно слегка подогреть. Однако читателям не терпится узнать рецепты. Для начала даем простейшие (см. рисунок с формулами рецептов).

Можно поэкспериментировать и с более сложным препаратом: уротропином. Это органическое вещество (полное его химическое название — гексаметалентетрамин) замечательно своей способностью образовывать комплексные соли со многими соединениями.

Навеску уротропина растворите в небольшом количестве воды и часть его прилейте к раствору хлористого кобальта, другую - к раствору бромистого никеля. В результате взаимодействия образуются сложные комплексные соединения состава:

Раствор аккуратно упаривают в фарфоровой чашке. Полученные кристаллы используют для получения восковых карандашей. Переход окраски у кобальтовой соли от розового к голубому наблюдается при 35°С, а у никелевой — с 60°С от светло-зеленого к голубому. Я не указываю соотношений компонентов, необходимых для реакции. Попробуйте рассчитать сами. Для справки привожу молекулярные веса: хлористый кобальт — 129,85; бромистый никель — 138,61; гексаметилентетрамин — 140,20; вода — 18,01.

До сих пор речь шла о соединениях, изменение окраски которых происходит вследствие удаления или поглощения влаги. Но подобное явление может вызываться и более глубокой внутримолекулярной перестройкой. В 1921 году немецкий химик Вейц, исследуя свойства органических красителей, обнаружил, что при взаимодействии оранжево-красного 2,3-дифенилинденоксида с перекисью водорода в водно-спиртовой щелочи образуется бесцветное соединение, плавящееся при 141°С. В расплавленном состоянии оно приобретает глубокий карминово-красный цвет. Такого же цвета и растворы вещества, нагретые до 80-100°С. При охлаждении они вновь обесцвечиваются. Никаких объяснений этого явления не последовало вплоть до 1962 года, когда другие ученые, англичане Ульман и Милке, заинтересовавшись столь необычным термохромным эффектом, решили все-таки разобраться в его механизме. На основании данных спектрального анализа было наконец выяснено, что появлению окраски соответствует перестройка молекулы. Состав ее остается неизменным, а порядок, в каком элементы соединяются между собой, изменяется. Образуется соединение с несколько иными химическими свойствами. Вы знаете, что вещества, у которых при одинаковом химическом составе различно строение молекул, называются изомерами, а само явление - изомерией.

Как видите, история термочувствительных красок богата событиями. И сегодня, с позиций современного знания, мы можем даже попытаться воссоздать рецепт красок Парацельса, которыми он пользовался, создавая свой уникальный шедевр. Растворите навеску хлористого кобальта в небольшом количестве воды. Подмешайте по каплям раствор хлористого никеля, хлорного железа или аммиака до полного обесцвечивания жидкости. Надпись, сделанная на листе белой бумаги, после высыхания будет незаметна. При слабом нагревании появляется красивый зеленый цвет.

Автор: инженер-химик Федор Евгеньевич Никулин
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

 

оооооооооооооооооооооооо