Сборник проектных и исследовательских задач и заданий для школьников

Афанасьева М. Н.

 

Сборник проектных и исследовательских задач и заданий для школьников

междисциплинарной направленности

(8 класс)

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение (Методические рекомендации по организации занятий по решению проектных и исследовательских задач) ……………………..…….3

Раздел 1. Химия и изобразительное искусство ……………………….…..4

1. Проектно - исследовательская задача «Пигменты красок – от древности до наших дней» ……………………………………………………..….……….4

2. Проектно – исследовательская задача «Основы фресковой живописи»..8

3. Проектно – исследовательская задача «Офорт» ………………………..12

Раздел 2. Биология и изобразительное искусство ………………………17

4. Проектно – исследовательская задача «Микробиал Арт» ……………..17

5. Проектно – исследовательская задача «Резьба по листьям» ………..…19

6. Проектная задача «Геральдика из продуктов питания» ……..………..20

Раздел 3. Химия и биология ………………………………………………..22

7. Исследовательская задача «Почему при изжоге пьют соду?» …..….…22

Раздел 4. Химия и ОБЖ ……………………………………………….…….24

8. Проектная задача «Мини- огнетушитель» ………………………………24

9. Проектная задача «Разделение смесей веществ» ………………………..29

Раздел 5. Химия и производство …………………………………………...31

10.  Проектная задача «Полимеры» ………………………………………….31

11.  Проектная задача «Химия и парфюмерия» …………………………….38

Раздел 6. Химия и история ……………………………………………….…41

12.  Исследовательская задача  «Я бы в продавцы пошел, пусть меня научат» …………………………………………………………………………………...41

Приложения …………………………………………………………….……..43

13. Приложение № 1 к проектно - исследовательской задаче №1 «Пигменты красок – от древности до наших дней» ………….………..43

14.  Приложение № 2 к проектно - исследовательской задаче № 2 «Основы фресковой живописи» ……………………………………………….………48

15. Приложение № 3. Задания для самостоятельного выполнения ……….50

16. Приложение № 4. Рабочая программа модуля «Индивидуальный исследовательский проект» ………………………………………….………..52

17. Литература ……………………………………………………………..….63

Введение (Методические рекомендации по организации занятий по решению проектных и исследовательских задач).

Проектная задача – это задача, в которой через систему или набор заданий целенаправленно стимулируется система действий, направленных на получение еще никогда не существовавшего в практике ребенка результата («продукта»).  Проектная задача принципиально носит групповой характер.

Учитывая возраст участников, проектная задача должна иметь интересный сюжет, а сюжет, в свою очередь, проблему, которую можно решить разными способами и могут решить дети. Выбор способа представления результата – за детьми.

Проектная задача должна содержать в явном или относительно скрытом виде набор (или систему) действий (заданий), которые должны быть выпол-нены группой детей. В зависимости от сюжета задачи они могут выполняться последовательно или параллельно. Количество заданий (действий) должно быть необходимым и достаточным для решения задачи (т.е. создания продукта).

Проектная задача должна содержать задания разного уровня сложности, а также предлагать разные способы деятельности и активизировать разные мыслительные операции, чтобы максимально включить в работу всех участников проектной группы.

Представленные в сборнике задачи имеют следующую структуру:

1. Кейс – описание проблемной ситуации, или интересную историю по теме задачи, которую необходимо решить обучающимся;

2. Вопросы к кейсу, ответив на которые, обучающиеся смогут решить кейс и выполнить поставленную перед ними задачу;

3. Ход выполнения проектной или исследовательской задачи;

4. Информационный материал по данной проблеме.

Необходимым для выполнения задачи является наличие у группы обучающихся ноутбука (желательно с выходом в Интернет), а также все материалы, указанные в оборудовании каждой задачи.

Комплектование групп носит чаще всего случайный характер, однако для формирования коммуникативных УУД лучше, если на каждую задачу будут формироваться группы из разных обучающихся (в том числе с разной степенью предметной подготовки).

Практические работы могут быть скорректированы (в связи с наличием или отсутствием материалов для выполнения работы), поэтому ход выполнения работы представлен в каждом занятии кратко. Обучающиеся сами должны дополнить практическую часть, исходя из реальных условий, материалов, целей и задач, которые они поставят в ходе выполнения проекта или исследования. Поэтому материалы, которые будут использованы обучающимися при решении задач, могут заменяться на имеющиеся в химической лаборатории либо доступные для их приобретения.

Обучающимся предлагается диск с материалами проектных задач, выполненный в программе «nvu».

Кейс

Однажды в Афинском порту Пирее, где стоял корабль с грузом свинцовых белил, вспыхнул пожар. Поблизости в этот момент находился художник Никий. Зная, что на горящем корабле имеются краски, он поднялся на него в надежде спасти хотя бы один бочонок. Краски тогда стоили дорого, да и достать их было порой нелегко. К удивлению Никия, в обуглившихся бочонках он увидел не белила, а какую – то густую массу ярко – красного цвета. Схватив один из бочонков, художник покинул корабль и поспешил в свою мастерскую. Содержимое бочонка оказалось отличной краской. Впоследствии ее называли суриком (Pb ₃ O ₄) и стали получать пережигая свинцовые белила.

Вопросы

1. Подумайте, что произошло в бочонках с белой краской?

2. Знаете ли вы другие способы получения пигментов для красок?

3. Назовите вещества, которые на ваш взгляд, могут быть пигментами красок?

Задания

1. Изучите историю возникновения красок, пигментов красок, химический состав.

2. Получите акварельные краски.

 

Информационный материал

Представьте, что вы уронили на белоснежную скатерть клубнику. Неприятно, но теперь у вас есть, что ответить рассерженным родителям – вы не просто испачкали скатерть соком, вы произвели крашение ткани.

Краски были с человеком все время его цивилизованной жизни. 40 000 лет назад люди были еще очень непохожи на нас, но они уже хотели рисовать. Даже пещерные люди умели рисовать картины, не уступающие современному искусству.

Но для того, чтобы рисовать, нужны краски. А тогда купить их в магазине было невозможно, поскольку магазинов не было. И пещерному человеку пришлось обходиться тем, что есть под рукой. Горит костер, сажа садится на стены пещеры – вот и черная краска. А в обрыве у ближайшей речки обнаружилась глина белого или оранжевого цвета. В общем, оказалось, что если хорошенько посмотреть вокруг, то обязательно найдется, чем порисовать. Разнообразие цветов, конечно, невелико – черный, красный, желтый, оранжевый, да оттенки коричневого, но хорошему художнику и этого хватит. А хорошим художник бывает независимо от того – в шкуре он или в брюках.

Но согласитесь – чем цветов больше, тем лучше. И постепенно человечество научилось делать краски самых разных цветов и оттенков, от красного до синего и фиолетового. Сложнее всего оказалось сделать синий цвет. Минералы такого цвета в природе встречаются нечасто. А хорошую краску – ультрамарин - можно приготовить только из азурита, причем подходит только такой, который добывают в Афганистане. Поэтому очень долго синяя краска стоила невероятно дорого, настолько, что все художники всей Европы в год тратили не больше трех килограмм ультрамарина. А небольшая банка такой краски считалась весьма ценным подарком. Неудивительно, что когда придумали как сделать искусственный ультрамарин, способ его приготовления долго держали в строжайшем секрете. Впрочем, химики уже давно раскрыли эти тайны и сейчас вы можете пойти в магазин и купить такой набор красок, на который в Средние века вы бы не заработали и за несколько жизней. 

Сегодня без красок сложно представить себе жизнь. Человек красит ткани, красит пластмассы, камень, металл и многое другое. Даже стекло оказалось возможным красить – красный цвет ему придают добавки золота, коричневый и зеленый – солей железа, а синее стекло можно получить, добавив при его изготовлении соли кобальта. Без красок наша жизнь станет невероятно серой и унылой.

Краски, которые вы покупаете в магазине, имеют очень сложный состав. Но главная составляющая краски – это красящее вещество, иначе говоря, то, что придает ей цвет. Красящие вещества бывают разные. Они могут быть растворимыми, и тогда их зовут красителями. Красители чаще всего используются, чтобы окрасить ткань. Они могут быть природными или искусственными. В соке ягоды, которым вы окрасили скатерть, содержатся природные красители, поэтому она и красная. Если клубнику долго варить, то вода станет красной, а ягода практически бесцветной – весь краситель перейдет в воду. Природные красители обычно очень нестойки и изменяют цвет под действием воздуха – пятно от клубники на скатерти через несколько дней из красного станет бурым. А стойкие красители очень дорогие и редкие. В пурпурный цвет мантии римских императоров красили с помощью очень дорогого красителя, пурпура, который получали из моллюсков. А химики проанализировали его состав и придумали, как его сделать в лаборатории. Химия оказалась куда более могущественна, чем природа. Впрочем, сравнивать тут не совсем правильно, у природы не было задачи сделать красители для человека.

Если же красящее вещество не растворяется, то его называют пигментом. Пигменты тоже бывают разные – природные, которые использовал еще пещерный человек – сажа, глина, цветные минералы и искусственные. Искусственных, или синтетических, гораздо больше. Это обычно нерастворимые неорганические или органические вещества. Проще всего получить желтый и зеленый цвета. Синий уже сложнее, и до сих пор в синих красках часто используют природные минералы. Наиболее сложным оказался, как ни странно, красный цвет. Чаще всего в красках используются оксиды железа, те самые, что впервые применил еще пещерный человек. Но у них тусклые цвета. Ярко-красная киноварь, которая используется профессиональными художниками – это сульфид ядовитой ртути. Поэтому современные красные пигменты часто имеют очень сложный химический состав.

Один из зеленых пигментов, вошедших в историю – Швейнфуртский зеленый, названный так по имени немецкого города Швейнфурта, где его делали. Это очень красивое ярко-зеленое вещество, содержащее мышьяк и поэтому очень ядовитое. Но в XIX веке эта краска была очень модна и ее использовали, чтобы красить стены в доме. В то время не было обоев в том виде, какой сегодня для нас привычен и стены дома изнутри обивали тканью и эту ткань раскрашивали. Обои с такой краской были в доме, в котором жил Наполеон на Эльбе. И скорее всего из-за этой краски он и умер. 

Как вы догадываетесь, пигментов недостаточно, чтобы получить краску. Пигмент – это просто красивый порошок, к бумаге он не прилипнет. Чтобы получить то, чем можно рисовать, к пигменту надо добавить основу, которая приклеит его к бумаге. Найти такую основу было очень непросто. Она должна быть достаточно густой, чтобы краской можно было рисовать, бесцветной. Она должна легко растекаться на бумаге, но в то же время не промочить ее насквозь. Подбором основы для красок художники занимались сотни лет и у каждого мастера были свои, секретные рецепты. Ведь недостаточно подобрать хорошие пигменты. Если основа для краски плохая – хорошую картину не нарисуешь никогда.

И когда сегодня ученые-реставраторы восстанавливают картины старых художников, пострадавшие от времени, им приходится иногда годами разгадывать секреты красок, даже имея в распоряжении современные лаборатории. А если не угадать рецепт – правильно восстановить картину не получится – цвета будут не похожи.

Но у нас нет задачи восстановить рецепты старых мастеров, поэтому мы посмотрим из чего состоят обычные гуашевые краски. В качестве клея в рецепте используется гуммиарабик или декстрин. Гуммиарабик – это смола акации. Впрочем, акация далеко и вам проще всего найти похожую смолу на сливе или вишне, а декстрин – это особым образом обработанный крахмал. Для того чтобы краска лучше растекалась по бумаге мы добавим в ее состав сахар и глицерин. А бычья желчь не позволит краске расслаиваться.

 

Кейс

С самых древних времен и до наших дней художники, создавая монументальную живопись, чаще всего используют технику фрески. Слово это происходит от итальянского «fresco», что значит «свежий», «сырой».

Фрески пишут по сырой штукатурке красками, которые разводятся водой. Высыхая, известь штукатурки плотно соединяется с красочным слоем.

Для приготовления красок, используемых в создании фресок, применяют обычные пигменты. Но при их отборе учитывают одно общее ограничение, обусловленное химическими свойствами основных компонентов грунта.

Вопросы

1. Разберите данную ситуацию, проведите ее анализ.

2. Представьте, что у вас имеются пигменты (красная охра, берлинская лазурь, цинковые белила, фиолетовый кобальт, краплак, зеленый крон, желтый крон). Предложите художнику те, которые возможны в использовании во фресковой живописи. Докажите это практически.

3. Пригодятся ли знания, полученные из данного кейса, в вашей будущей профессиональной деятельности?

Информационный материал

1. «Кипелка» и «пушонка»

Еще в I веке нашей эры Диоскорид – врач при римской армии – в сочинении «О лекарственных средствах» ввел для оксида кальция название «негашеная известь», которое сохранилось и в наше время. Строители ее называют «кипелкой» - за то, что при гашении выделяется много тепла, и вода закипает. Образующийся при этом пар разрыхляет известь, она распадается с образованием пушистого порошка. Отсюда строительное название гашеной извести – «пушонка». Гашеная известь Са(ОН)₂ – тонкий рыхлый порошок, обычно белого цвета. Поглощая углекислый газ из воздуха, гидроксид кальция превращается в карбонат кальция, проявляющий вяжущие свойства. В зависимости от количества воды, добавляемой к извести, гашение идет до получения пушонки, известкового теста, известкового молока или известковой воды. Все они нужны для приготовления вяжущих растворов.

2. Кальций углекислый

Карбонат кальция СаСО₃ – одно из самых распространенных на Земле соединений. Минералы на основе СаСО₃ покрывают около 40 млн. км² земной поверхности. Мел, мрамор, известняки, ракушечники – все это СаСО₃ с небольшими примесями.

Самый важный из этих минералов – известняк. Известняки есть практически везде. В европейской части России известняки встречаются в отложениях почти всех геологических возрастов. В чистом виде известняки – белого или светло – желтого цвета, но примеси придают им более темную окраску. Известняк незаменим в производстве цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести (гашеной, негашеной, хлорной), белильных растворов и многих других полезных веществ. Без известняка не обходится ни одно строительство.

Во – первых, из него самого строят, во – вторых, из известняка делают многие строительные материалы.

Другая разновидность углекислого кальция – мел. Мел – это не только зубной порошок и школьные мелки. Его используют в бумажной и резиновой промышленности – в качестве наполнителя, в строительстве и при ремонте зданий – для побелки. При соприкосновении с кислотами мел «вскипает».

3. Качеству грунта – штукатурке – во фресковой живописи придается очень большое значение, поскольку от него зависит долговечность создаваемых картин. На Руси известь, применяемая для фресок, проходила многолетнюю обработку: в течение трех – восьми лет ее выдерживали в особых ямах, постоянно перелопачивая. Для получения штукатурки известь смешивали с гипсом, мелом, мелкотолченым кирпичом, рубленым льном. Грунт обычно делали двухслойным. На хорошо просохший первый, достаточно толстый слой штукатурки непосредственно перед началом работы художника наносили тонкий второй слой. По нему и выполняли роспись.

4. Химический процесс, лежащий в основе высыхания фресковой живописи – процесс карбонизации, соответствующий уравнению реакции:

Са(ОН)₂  + СО₂ = СаСО₃↓ + Н₂О

Гипсовая известь                             нерастворимый

в составе грунта                               карбонат кальция

В результате такого взаимодействия на поверхности росписи возникает тончайшая пленка из нерастворимого в воде карбоната кальция.

5. Оксиды – пигменты художественных красок.

Pb ₃ O ₄ – сурик, получаемыйпережиганием свинцовых белил. Пигмент ярко – красного цвета.

ZnO – при горении парообразного цинка на воздухе появляется сине – зеленое пламя и образуются белые хлопья оксида цинка ZnO. Оксид цинка в виде рыхлого белого порошка используется для изготовления цинковых белил (в отличие от свинцовых белил на воздухе не темнеет и безвреден).

Fe ₂ O ₃ -   «охра», природный кристаллический пигмент. По цвету охры делят на светло – желтые (12 – 25% Fe₂O₃) и золотисто – желтые (40-75% Fe₂O₃). Красную охру (Fe,Fe₂)O₄ (современное название этого двойного оксида – тетраоксид дижелеза (III) – железа (II)) называли еще «мумия» или «железный сурик». Мумия содержит 35 – 70% Fe₂O₃ и получается при обжиге железосодержащих руд. Кроме Fe₂O₃ мумия включает еще глинистые вещества и диоксид кремния SiO₂.

TiO ₂ – рутил. Применяется для изготовления титановых белил.

Cr ₂ O ₃ – темно – зеленый порошок, тугоплавок, химически инертен. Широко применяется под названием «зеленого крона» для приготовления клеевой и масляных красок.

Известной популярностью пользуется у художников и зелень Гинье, хромофором которой является гидрат оксида хрома Cr₂O₃^.(2-3)Н₂О, где часть воды химически связана, а часть адсорбирована. Этот пигмент придает окраске изумрудный оттенок.

«Тенарова синь» - двойной оксид алюминия и кобальта состава (CoAl₂ ) O₄ - тетраоксид диалюминия – кобальта. Вещество это получило свое название по имени французского химика Тенара, предложившего реакцию образования этого оксида для обнаружения алюминия в минералах.

 

Краска	Оксид – пигмент красок	Цвет	Примечания
Массикот	PbO	Оранжево – желтый	Применяют с древнос-ти. Используются как сиккативы при варке олифы.
Свинцовый сурик «голубиная кровь»	Pb3O4	Неяркий, красный	Применяются с древ-ности
Красная охра	Fe2O3 в смеси SiO2  и Al2O3	Красный	Применяются с древ-ности. Очень прочные и светостойкие
Натуральная охра	Fe2O3^.nH2O с при-месями каолина и силикатов	Желтый	В переводе с греческого «охра» - бледная, желтоватая
Сиена жженая   Умбра жженая	Fe2O3 с примеся-ми MnO2 и глины Fe2O3, MnO2	Коричневый   Коричневый	Названия произошли от г. Сиены и провин-ции Умбрия (Италия), где добывали эти зем-ляные краски
Коричневая Ван Дейка (кассельс-кая, кельнская земля)	Смесь органи-ческих веществ с Fe2O3, Al2O3,SiO2	Коричневый	Применяется с XV века. Добывалась в окрестностях Касселя и Кельна (Германия)
Синий кобальт   Церелиум	CoO^.Al2O3   CoO^.SnO2	Зеленовато – синий Синий	Очень прочные, светостойкие
Зеленая хромовая	Cr2O3	Оливково – зеленый	Прочная, светостойкая, термостойкая
Цинковые белила	ZnO	Белый	Промышленный вы-пуск налажен в 1850 г.
Титановые белила	TiO2	Белый	Применяется с начала ХХ века. Промыш-ленный выпуск нала-жен с 1920 года

 

Приложение 6 Соли - пигменты художественных красок

Техническое наз-вание соли или название краски	соль	цвет	примечания
Мел Гипс	CaCO3 CaSO4^.2H2O	Белый Белый	Входит в состав худо-жественных грунтов и клеевых красок
Свинцовые белила	2PbCO3^.Pb(OH)2	Белый	Один из древнейших пигментов, темнеет под действием H2S
Бланфикс (баритовые пос-тоянные белила)	BaSO4	Белый	Промышленный выпуск налажен в 1830 году
Цинковая желтая	ZnCrO4	Желтый	Получена Л. Вокленом в 1809 году
Баритовая желтая	BaCrO4	Желтый	Получена Л. Вокленом в 1809 году
Азурит (горная синяя)	2CuCO3^.Cu(OH)2	Синий	В природе часто встре-чается с малахитом
Берлинская лазурь (прусская синяя, милора) Вивианит (охра синяя)	Fe4[Fe(CN)6]3     Fe3(PO4)2^.8H2O	Синий     Синий	Под действием щелочей разрушаются с образо-ванием оксида железа. Неприменимы во фресковой живописи.
Швейнфуртская зелень	Cu(CH3COO)2^.3Cu(AsO2)2	Зеленый	В 19 в. применялась в качестве инсектицида.
Малахит (горная зелень) Ярь – медянка	CuCO3^.Cu(OH)2   Cu(CH3COO)2^. 3Cu(OH)2	Зеленый   Зеленый	В живописи широко применялись в старину, сейчас практически не используются
Темный кобальт	Co3(PO4)2	Фиоле-товый	Получена М. Сальве-татом в 1859 году

 

Из истории

В середине 70-х годов XX века некий принц Торричелли – Орсини сдал в парижский ломбард около двух десятков картин XIV – XVII веков, созданных известными мастерами: Каналетто, Гварди, Пинтурикьо и др. Разумеется, прежде чем выплатить владельцу 25 млн. франков за картины, сотрудники ломбарда проконсультировались с искусствоведами. Никто не обнаружил подделки. Однако до 1985 года картины остались невостребованными. В это время была создана специальная установка для определения химического состава объектов с помощью особого типа электронного микроскопа. Руководство ломбарда приняло решение использовать последнее слово техники и обратилось за помощью в центр.

При исследовании красочного слоя объемом около 1 мм³ в краске синего цвета были обнаружены атомы железа, что позволило установить использование художником берлинской лазури, в желтой краске был обнаружен кадмий, а в белой опознаны титановые белила.

Какие же выводы были сделаны?

Берлинская лазурь получила распространение в живописи после 1724 года, желтый кадмий начали применять не ранее 1829 года, титановые белила – с начала XX столетия. Таким образом, было установлено, что все картины являются прекрасно выполненными копиями. Последние были проданы с аукциона, ломбард потерпел ущерб в 8 млн., зато на будущее приобрел ценный опыт.

XIV – XVII вв.

XIV – XVII вв. K3[Fe(CN)6] – CdS – TiO2  -

XIV – XVII вв. K3[Fe(CN)6] – 1724 г. CdS –     1829 г. TiO2  - начало XX века

На протяжении веков художники накопили немало знаний из области химии, способствовавших созданию основ этой науки. Не случайно, первые химические трактаты – «О приготовлении красок для мозаики», «Рецепты красок», «Путеводный манускрипт» - появившиеся в Европе в VIII, X и XII вв., непременно содержали сведения, касающиеся искусства приготовления материалов для живописи. Зарождение химической науки протекало в тесной связи с развитием искусства. Да и среди первых химических предприятий почетное место занимают возникшие в XVIII веке в Европе мануфактуры по производству красок.

Процесс создания художественного произведения одного из видов искусства – графика.

Графика - вид искусства, включающий рисунок и печатные художественные произведения – многообразные виды гравюры, основывающиеся на искусстве рисунка.

Печатный оттиск на бумаге с изображениями, сделанными художником на металле, дереве, линолеуме или литографском камне называется эстампом. Следовательно, прежде чем получить сам эстамп, художник должен создать печатную форму или как говорят художники «выполнить в материале» свой творческий замысел. Отсюда происходит и такой термин, как «графические материалы», т.е. гравюра, офорт, ксилография, литография.

Основа для создания печатной доски

Гравюра – линолеум, металл

Офорт – металл

Ксилография – дерево

Литография – камень.

Задания

1. Ознакомьтесь с технологией одного из видов графики – офорта;

2. Изучите химические процессы, происходящие при выполнении офорта;

3. Определите необходимые материалы для выполнения задачи.

Информационный материал

Офорт – графическая техника глубокой печати. Материалом для создания  авторской печатной формы служит металл.

Этапы работы над офортом:

1. Подготовка офортной доски (шлифовка, обработка, грунтовка);

2. Гравирование (рисование офортной иглой по кислотоупорному грунту);

3. Травление офорта;

4. Пробный оттиск и корректирование печатной формы;

5. Печатание офорта.

1. ПОДГОТОВКА ОФОРТНОЙ ДОСКИ

Итак, 16 век – для офорта использовались железные (стальные), в 17 – 18 вв. – главным образом медные доски, а с 19 века – цинковые пластины, более простые в обработке.

Шлифовку различают механическую и ручную.

А) грубая шлифовка – крупнозернистой наждачной бумагой.

Б) основная шлифовка – мелкой наждачной бумагой.

В) полировка – шлифовальной пастой, оксидом хрома или мелом.

Шлифовка производится в одном направлении вдоль длинной стороны, полировка осуществляется кругообразными движениями.

Прошедшая предварительную обработку доска должна быть тщательно обезжирена, иначе грунт будет отслаиваться или плохо приставать к ее поверхности. Обезжиривается мелко толченым мелом, содой или слабым раствором азотной кислоты. Доказательство готовности доски к грунтовке – это равномерное растекание воды по ее поверхности.

Процесс грунтовки – самый ответственный. Нанесение офортного грунта на поверхность доски – это не только создание кислотоупорного слоя, но и прежде всего той основы, на которой происходит рисование иглой.

Слой грунта должен быть по возможности более тонкий и ровный.

Главным компонентом лака – является воск и асфальт, к ним добавляется канифоль, вар, мастика – в строго определенных соотношениях.

Можно использовать и фабричный лак, предназначенный для предохранения металлоизделий от коррозии. Обычно это битумный лак.

      

2. ГРАВИРОВАНИЕ

Гравирование – рисование офортной иглой по кислотоупорному грунту.

Гравирование состоит из двух стадий:

1. Перевод предварительного рисунка на грунтованную доску.

2. Рисование иглой по грунту.

Гравируя изображение на доске, офортист одновременно решает техническую задачу: снимает иглой кислотоупорный грунт и обнажает металл на месте штрихов. Чтобы травление было равномерным, необходимо снимать грунт на всю толщину до самого металла.

3. ТРАВЛЕНИЕ

Травление офорта, т.е. углубление награвированных на грунте штрихов путем растворения металла травящим составом, является заключительным этапом гравирования. Лучшим средством для травления офорта является азотная кислота – HNO₃.

HNO₃ – бесцветная жидкость с едким запахом, с водой смешивается в любых пропорциях. Взаимодействует почти со всеми металлами, со многими неметаллами и органическими соединениями. Особенно интересным является взаимодействие с металлами, при этом кислота ведет себя по – разному в зависимости от активности металла и крепости кислоты. Водород при взаимодействии азотной кислоты с металлами не выделяется. Он образуется в процессе реакции (если металл стоит в электрохимическом ряду активности левее водорода), но тотчас уже в растворе расходуется на восстановление азотной кислоты до различных продуктов, включая NH₃:

Me + HNO₃ = MeNO₃ + H₂  ↔↔↔↔↔↔↔↔↔↔↔ (N₂, NO₂, NO, NH₃)

Азотная кислота – один из самых сильных окислителей.

Французский eau – forte имеет два значения. Так называется сама азотная кислота и описываемый вид гравюры. По - русски HNO₃ иногда называют «крепкой водкой», что до известной степени соответствует ее французскому названию (eau – forte – буквально «крепкая вода»).

По сравнению с другими кислотами азотная обеспечивает наиболее равномерный ход травления.

Для травления цинка используется 40% - ная азотная кислота, которая разбавляется водой в соотношении 1:4.

3Zn⁰ + 8HNO₃ = 3Zn(NO₃)₂ + 2NO↑ +4H₂O

Раствор для цинка сохраняет свою прозрачность, что облегчает наблюдение за ходом травления.

Кроме азотной кислоты, в качестве других травящих средств используется реже серная кислота H₂SO₄ и смесь азотной и соляной кислот («царская водка»), а также электролитическое травление, но основным является травление азотной кислотой.

4. ПРОБНЫЙ ОТТИСК И КОРРЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ФОРМЫ

После процесса травления кислотоупорный лак снимается с поверхности доски ацетоном

Краска для печати существует специальная – «Офортная». При помощи кусочка линолеума краска набивается на доску. Излишки убираются вначале тряпкой, а потом еще раз ребром ладони. Лист бумаги смачивается водой для лучшего оттиска краски, и потом на офортном станке печатается пробный оттиск. Обнаружившиеся изъяны исправляются и только после исправления всех недочетов работа над офортом переходит в заключительную стадию – ПЕЧАТЬ.    

   

Раньше художники поступали так: печатали определенный тираж оттисков, а затем резали пластину на столько же частей. Покупатель оттиска получал кусочек пластины в придачу — в качестве гарантии того, что больше оттисков уже печатать не будут, и цена каждого оттиска из тиража не будет падать.

Офорты:

 

Рембрандт «Нищие, получающие милостыню в дверях дома»

 

 

Рембрандт «Портрет матери»

 

Из истории

Мicrobial Art – так называют настоящие произведения искусства, которые создают живые колонии бактерий, грибов, простейших в процессе роста на твердых питательных средах в чашках Петри и на некоторых других, достаточно необычных, субстратах.

Первые известные изображения из колоний микроорганизмов принадлежат «кисти» знаменитого британского микробиолога Александра Флеминга, удостоившегося Нобелевской премии за открытие пенициллина.

Американский врач и микробиолог Найал Хэмилтон (Niall Hamilton) рисует на агаре с помощью дрожжеподобных и плесневых грибов из рода Candida, Cladosporium, Fusarium и др.

Работы Эшель Бен-Иакова (Eshel Ben-Jacob), профессора физики из Университета Тель-Авива в Израиле, окрашены искусственно, но саму картину «рисуют» бактерии. Если ограничить источник питания колонии, то можно заставить ее вытягиваться, образовывая длинные «усики», чтобы увеличить площадь поверхности  для получения большего количества питательных веществ.

Вопросы, задания

1. Изучите теоретический материал по данной проблеме;

2. Определите, какими возможностями вы обладаете для решения задачи?

3. Какие живые организмы вы можете взять для создания рисунка?

 

Информационный материал

Микробиолог Саймон Парк (Simon Park) из Университета Суррея (Великобритания) вместе с художницей Сарой Робертс провели необычный эксперимент. На агаровую пластинку концентрическими кругами нанесли различные пигменты (и токсичные, и питательные) а в центр поместили красные пигментированные бактерии. По мере роста колонии бактерии распространялись по поверхности, захватывая краску и двигаясь вместе с ней.

Получился фантастический пейзаж с гигантскими цветами, который, кроме абстрактной живописи, демонстрирует взаимодействие отдельных клеток бактерий при росте колонии.

Американская художница и генетик Хантер Коул (Hunter Cole) создает свои произведения из колоний флуоресцирующих бактерий.

Это одни и те же чашки, снятые последовательно в течение двух недель на различных этапах жизненного цикла.

Генетик Джеймс Шапиро (James Shapiro) из Чикагского университета, изучает влияние активности отдельных генов на структурообразование колоний во время роста бактерий, получая причудливые изображения. Так, например, растет на обедненной питательной среде колония бактерии Proteus, которая может вызывать у человека поражения кожи, сепсис и др. заболевания.

Знаменитый тропический закат лауреата Нобелевской премии доктора Роджера Цяня (Roger Tsien) из Калифорнийского университета Сан-Диего, США. Это изображение было создано с помощью трансгенных бактерий, со встроенными в их геном генами флуоресцентных белков.

 

Кейс

Новое искусство – резьба по листьям – пришло к нам из Китая. Считается, что его родоначальником был Хуан Тай Шань, чье творчество в 1994 г. попало в Книгу рекордов Гиннеса.

В Европе резьба по листьям связана с именем Лоренцо Дюрана. Однажды Дюран обратил внимание на то, как гусеница поедает лист дерева и его осенила интересная идея. Это был 2006 год. С тех пор за его работами следят коллекционеры всего мира.

 

 

Восьмиклассники Леша и Коля, которые занимаются в художественной школе, решили сделать подарок учителям к 1 сентября. В сборе листьев мальчики попросили помощи у своих одноклассников Вани и Сережи. Просмотрев всю информацию по  данной теме в Интернете, прочитав учебник биологии, отличник Сережа сказал, что в лес за листьями идти совсем не обязательно, для сюрприза учителям вполне подойдут листья комнатных растений. Однако Коля настаивал, что необходимые им растения можно найти только в лесу.

Вопросы, задания:

1. Какие листья используются художниками для техники резьбы?

2.   Приведите названия комнатных растений и растений леса, листья которых предполагали собрать Сережа и Коля с друзьями. Объясните их выбор.

Информационный