Позакласний захід "Хімія у творчості"

Тема: Хімія у творчості

Мета:

• навчальна: показати хімічну природу фарб (пігмент + зв'язувальна речовина) на прикладі натуральних компонентів; створити прості акварельні фарби, використовуючи природні пігменти.
• розвивальна: розвивати вміння проводити прості хімічні експерименти та застосовувати знання органічної хімії (полісахариди) на практиці;
• виховна: формувати науковий світогляд та міждисциплінарне мислення через усвідомлення хімічних основ мистецтва, розвивати екологічну свідомість та цінність командної роботи.

Форма проведення: практичне заняття з короткими теоретичними блоками.

Тривалість: 45 хвилин.

Обладнання та реактиви: куркума (порошок), буряковий сік, розчин хлорофілу (раніше приготований), крохмаль, вода, розчин оцту, розчин соди, хімічний посуд, спиртівка, пензлики, папір.

Хід проведення

І. Привітання та актуалізація (3 хв).

Хімія — це не лише формули та реакції, а й невід’ємна частина культури та мистецтва. Сьогодні ми доведемо, що хімія — це не просто наука, а справжня муза, яка надихає та створює світ навколо нас, зокрема й світ творчості!

Що спільного між картиною Леонардо да Вінчі, фотографією та керамічною вазою? Де тут «сховалася» хімія? (Очікувані відповіді: фарби (пігменти, зв'язувальні речовини), реакції (фотографія, глазур), матеріали (глина, метали)).

- Що таке фарба з точки зору науки? (Хімічна суміш).

(Оголошення теми). Ми сьогодні станемо хіміками-художниками і створимо власні фарби.

ІІ. Основна частина

1. Загальна формула

Фарба, незалежно від того, чи це акварель, масляна, чи навіть друкарська фарба, завжди складається з трьох хімічно різних компонентів:

Фарба = Пігмент + Зв’язувальна речовина + Розчинник

2. Пігмент: душа кольору

Які ж органічні сполуки можуть надавати колір?

Пігмент — це дрібні, нерозчинні частинки. Це душа фарби. Наші натуральні пігменти, куркумін, бетанін, хлорофіл є органічними молекулами (містять Карбон). Їхня складна хімічна структура (особливо наявність великих систем подвійних зв'язків, так званих хромофорів) дозволяє їм вибірково поглинати певні довжини хвиль світла та відбивати інші – ті, які ми бачимо як колір.

3. Підготовка "Зв'язувальної речовини" (крохмаль)

Для приготування зв'язувальної речовини з крохмалю необхідно змішати 1 – 2 ст. ложки крохмалю з невеликою кількістю холодної води. Влити  цю суміш у 200 - 300 мл окропу, постійно помішуючи, доки не загусне до консистенції сметани. Охолодити.

  (Хімічна природа: крохмаль – це полісахарид, який утворює колоїдний розчин)

ІІІ.  Практичний етап.

Вихованці об’єднуються в 3 групи. Кожна група виготовляє одну фарбу.

Група 1.

1. Пігмент (куркума): 1 чайна ложка порошку.
2. Зв'язувальна речовина (клейстер): починати з 1 чайної ложки, потім додавати по краплях, постійно розтираючи суміш паличкою.

Фарба вважається готовою, коли вона стає однорідною, густою пастою, що не кришиться. Вона не має бути надто рідкою (бо буде погано тримати пігмент) і не надто густою (бо не буде розноситися пензлем).

Група 2.

Буряковий сік (секрет з pH)

Спершу потрібно отримати максимально насичений буряковий сік (пігмент бетанін). Далі можливі 2 варіанти.

Варіант А (швидкий): використовуйте свіжовичавлений буряковий сік (найкраще) або готовий, але без добавок.

Варіант Б (насичений): натріть або подрібніть буряк, додайте трохи води і прокип'ятіть 3–5 хвилин. Процідіть через марлю. Цей варіант дає більш концентрований і стійкий колір. Для приготування фарби потрібно змішати 2 частини бурякового соку з 1 частиною крохмального клейстеру, за необхідності додати води.

Якщо використовуємо буряковий сік (бетанін), можна використати цікавий хімічний експеримент: деякі натуральні органічні пігменти є індикаторами pH, тому можна додати до вже створеної бурякової фарби крихітну краплю оцту (слабка кислота) або соди (слабкий луг). В результаті колір бетаніну може змінитися (від червоно-фіолетового до більш синюватого або коричневого).

Ми бачимо, як зміна концентрації йонів H⁺ (кислотність) змінює хімічну структуру молекули пігменту, а отже, і її здатність поглинати світло — це справжня магія органічної хімії!

Група 3.

Хлорофіл

За таким самим принципом і формулою виготовляємо і зелену фарбу з хлорофілу. Проте пам’ятаємо, що хлорофіл не є світлостійким пігментом у чистій формі. Він швидко руйнується під дією світла, кислот і тепла, тому такі фарби будуть мати низьку довговічність. Через кілька днів, тижнів така фарба потьмяніє, стане коричневого кольору.

По закінченню процесу виготовлення фарби, провести тестування – нанести створені фарби на аркуш паперу, створити «шедевр своїми руками з нуля». Кожна група показує свої «шедеври» та коротко розповідає, які хімічні компоненти вони використали

ІV. Рефлексія.

•  Який хімічний компонент забезпечує колір? (Органічний пігмент/барвник, наприклад, куркумін, бетанін, хлорофіл).
• Який хімічний компонент змушує фарбу триматися на папері? Назвіть клас сполук (Зв'язувальна речовина, наприклад, крохмаль, полісахарид).

Отже, навіть у такому простому процесі, як малювання, працюють закони органічної хімії. Ви сьогодні стали справжніми хіміками-технологами кольору!