Инфоурок Другое Другие методич. материалыПроект по биологии на тему "Природные красители" (8 класс)

Проект по биологии на тему "Природные красители" (8 класс)

Скачать материал

                Автономная некоммерческая общеобразовательная организация «Православная Классическая Гимназия «Ковчег»

 

 

 

 

 

 

 

 

Синтетические красители или природные красители.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил(а): Калиненко Серафим, 8 класс

 

 

РУКОВОДИТЕЛЬ:

Учитель биологии и химии

Бальва Маргарита Борисовна

АНОО «Гимназии «Ковчег»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2020

г. Щелково

Оглавление

Введение. 3

Основная часть. 5

Историческая справка. 5

Классификации природных красителей. 8

И так что такое окрашивание?. 10

Заключение. 13

 


 

          Введение                                                                               

Проблема. Синтетические красители были созданы около 150 лет назад. До этого ткани окрашивали в разные цвета природными красителями, получаемыми в основном из растений. Я решил выяснить, в какие цвета могли окрашивать свою одежду наши предки, используя доступные растения. В настоящее время использование природных красителей может найти применение в окраске тканей для одежды людей, страдающих аллергией на синтетические красители или для этнографических реконструкций.

Актуальным на сегодняшний день является использование недорогих, экологически чистых травяных красителей, доступных в домашних условиях и не оказывающих негативных последствий для организма. К тому же, естественные краски сохраняют яркость цвета в течение десятков лет, не поддаются атмосферным влияниям.

Цель работы: Получить образцы ткани окрашенные натуральными красителями, воспроизводящие цвета одежды наших предков и исследовать устойчивость окраски.

Задачи:

1.     Изучить теоретические материалы о природных красителях

2.     Выбрать природный материал для получения красителей

3.     Проверка устойчивости ткани в кислой среде

4.     Проверка устойчивости ткани к температуре, свету, моющим средствам

Объект исследования: природные красители

Предмет исследования: образцы окрашенной ткани

Гипотеза: красители для окраски могут быть получены из доступного природного сырья (корней коры цветов, плодов, листьев стеблей разных растений)

Практическая значимость. Использование материала на уроках биологии, кружках, на классных часах, познавательных уроках.

 


Основная часть.

Историческая справка.

Природные красители известны очень давно, с глубокой древности. Широкое распространение они получили в период развитая мануфактурного производства и имели огромное значение вплоть до второй половины XIX века. В то время природные красители являлись единственным средством для крашения. С развитием промышленности органического синтеза, особенно анилинокрасочной промышленности, природные красители не выдержали конкуренции с синтетическим красителями, так как они менее дорогие и более устойчивы к природным воздействиям, и в основном, утратили свое практическое значение. Однако до сих пор часть натуральных красителей применяется в пищевой, легкой и косметической промышленности, для реставрационных работ, в аналитической химии и в других целях. Знаменитые своей яркостью и многоцветием дагестанские ковры окрашены краской, которую дают корни марены красильной. В зависимости от способа приготовления это чудесное растение окрашивает пряжу в ярко- красный, оранжевый, фиолетовый, синий, желтый и другие цвета, отличающиеся чистотой оттенков и не меркнущие в течение многих лет.

До второй половины 19 века природные красители были единственными веществами для крашения текстильных изделий. Современное развитие химической промышленности привело к открытию огромно 'О числа синтетических красителей. Сейчас в «Химической

энциклопедии» син тетические красители занимают более двух листов текста.

Процессы крашения и печатания достаточно полно изучены и постоянно усовершенствуются, в связи с огромной потребностью текстильной и легкой промышленности в прочных, дешевых, экологически безопасных способах крашения и красителях.

Из истории красителей.

Растительные краски были одними из первых красок, которые начал употреблять человек, чтобы украсить себя, свое оружие, жилище и одежду. Сначала это были соки лепестков цветов, листьев и плодов, привлекавших внимание человека своей яркой окраской, затем человек научился добывать краску и из корней, коры.

В русских деревнях крестьяне приготовляли их из растений, которые росли у них под рукой:

на огороде, на лугу, в лесу.

В древности широко использовались некоторые минеральные краски для наскальной и cтенной живописи, в качестве малярных красок и в других целях. Для окраски тканей, а также и для косметических целей использовались растительные и животные краски.

Для наскальной и стенной живописи в Древнем Египте применялись земляные краски, а также искусственно полученные окрашенные оксиды и другие соединения металлов. Особенно применяли охру, сурик, белила, сажу, растертый медный блеск, оксиды железа и меди и другие вещества.

В качестве источников красителей использовали растения: алканну, вайду, куркуму, марену, сафлор, а также и некоторые животные организмы.

Алканна - род многолетних растений семейства Asperifoliaceae, близких к известной у нас медунице. Наиболее интересна A.tinctoria, фиолетово-красный корень, которой содержит смолистое красящее вещество. растворяющееся, например, в маслах, с образованием раствора яркого красно-малинового цвета. Краситель хорошо растворяется в щелочах, даже в водном растворе соды, окрашивая его в голубой цвет, но при подкислении он выпадает в виде красного осадка. Дает окраску красивую, но весьма непрочную. Древнейшие обнаруженные в 1л ипге выкраски алканной датируются XIV г. до и. л.

Вайда (еннильник) — один из видов растений рода Isatis, к которому принадлежит также и знаменитая индигофера. Все они содержат в своих тканях вещества, которые после ферментации и воздействия воздуха образуют синюю краску. Как выяснилось уже в коше XIX в., в состав лучшего индийского «индиго», полученного из индигоферы, входит не только синий краситель — инднготнн. но и красный — индигорубин. В различных видах рода Isatis количество индигорубина различно, и из растений, где его мало или вовсе нет. выделяется синий краситель унылого цвета. Именно поэтому ярко окрашивающее индиго из Индии ценилось особенно дорого, но доставка его была нелегка. Геродот сообщает, что в VII в. до н. э. на территории Палестины имелись значительные плантации вайды, но краска была известна много ранее. Так ею окрашена туника Гутанхамона (XII в.до н. э.).

Куркума — многолетнее травянистое растение семейства имбирных. Для крашения использовали желтый корень C.longa, который высушивали и истирали в порошок. Краситель легко экстрагируется содой с образованием красно бурого раствора. Легко изменяет цвет при малейшем изменении щелочной среды, бурея от щелочей, даже от мыла, но так же легко восстанавливает яркий желтый цвет в кислоте. Нестоек на свету.

 Марена красильная хорошо известное растение, толченый корень которой носил название крапп. Содержащийся в краппе ализаринлазал с железной протравой фиолетовые и черные выпераски, с алюминиевой — ярко-красные и розовые, а с оловянной - огненно-красные. В Египте этот краситель был в ходу, но шумеры его не знали.

Сафлор — высокорослое (до 80 см) однолетнее травянистое растение с яркими оранжевыми цветками, из лепестков которых изготовляли краски — желтую и красную, легко отделяемые друг от друга с помощью уксуснокислого свинца. Несмотря на относительную нестойкость к свету и мылу, сафлор, даже не разделяя, использовали для прямого, без протравы, окрашивания хлопка в желтый или оранжевый цвет. В Египте найдены окрашенные сафлором ткани, относящиеся к XXV в. до н. э.      

Выбор природного материала для получения красителей. Основным источником красок для изготовления нашими предками «крашенной одежды», которая считалась более нарядной и дорогой, чем одежда из некрашеной ткани, были натуральные красители. Анализ остатков тканей, найденных на территории северо- восточной Европы для периода ІХ-ХІ веков, подтверждает использование красителей растительного происхождения: индиго, корня марены, коры дуба и крушины . Так как климат Европы в период с девятого века по наши дни не претерпел значительных изменений, в качестве местных, наиболее дешевых красителей, могли применяться и другие растения, которые и теперь растут рядом с нами в поле или лесу.  

 

Классификации природных красителей

I Іриродные красители органические соединения, которые вырабатываются живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани. Они широко распространены и крайне многообразны. Часто в природе встречаются одни и те же или близкие по строению красители, поэтому целесообразно классифицировать их по типам химических соединений.

Алифатические и алициклические красители - каротиноиды, содержащие различные функциональные группы. Это: углеводороды - С40Н56 ликопин, изомер каротина (красный); спирты- ксантофил (желтый); кетоны - астицин (фиолетовый); альдегиды; эфиры. С удлинением цепи сопряженных

двойных связей окраска углубляется.

hello_html_5bc6d49a.png

Ароматические красители, например гиперицин (R СИ.) и псевдогиперицин (К=СН(ОН)СНз), (формула I)

темно-фиолетовый и темно-красный красители цветов зверобоя продырявленного (Hypericum perforalum) [I].

 

Фhello_html_2a709e78.pngормула

Ализарин (формула II(содержится

корнях марены красильной (Rubia

tinctorium), экстракт из которых применяли для крашения ещё в

древних Египте, Персии и Индии [2]. Похожие цвета (красный и

желтый) при окрашивании тканей дает подмаренник настоящий

(Galium verum) [3,4].

Формула II что его краситель сходен с ализарином.

Некоторые растения содержат дубильные вещества, например таннин (группа фенольных соединений) в гранате обыкновенном (Punika granatum), образующий с целлюлозой прочные связи [2].

Гетероциклические красители. К кислородсодержащим гетероциклам относятся флавоноиды - производные флавона (R II). флавонола (R ОН), формула VIII 11].

 

hello_html_511d28f.png

Сходны с ними антоцианидины ( формула X),

'■ . А

окрашивающие цветы., ягоды, плоды и овощи в красный. фиолетовый, синий и черный цвета. В природе существуют в виде агликонов и і дикрзидов. антоцианидины - только в виде гликовидов (антоцианов).

Иhello_html_6926061.pngменно они придают фиолетовую окраску меняя

Цвета {7,8}. Для получения солей железа нашими предками могло использоваться ржавое железо с последующим подкислением среды красительного раствора, например, щавелем.

Применение алюмокалиевых квасцов древними славянами Подмосковья кажеться мне сомнительным, хотя эта соль встречаеться в природе в виде минерала алунита, месторождение которого находятся в Азербайджане(3) и могла быть привезена купцами.

 

И так что такое окрашивание?

Крашение — процесс нанесения красителя на текстильный материал, в результате чего материал изменяет свой цвет.

Согласно современной теории процесс крашения состоит из нескольких фаз: 1) адсорбции, 2) диффузии, 3) фиксации красителя на волокне. В первый момент после погружения текстильного материала в раствор красителя отдельные молекулы или ионы красителя адсорбируются на внешней поверхности волокон. Затем одновременно с адсорбцией происходит медленная диффузия красителя внутрь волокон и фиксация его на внутренней поверхности волокон. Чем меньше размер частиц красителя и чем больше набухает волокно, тем скорее частицы красителя проникают в толщу волокна.

Крашение текстильных материалов является сложным процессом, зависящим от целого ряда факторов: структуры материала, вида волокна, диффузионной способности красителя, добавок электролита, температуры красильной ванны и др.

Крашение текстильных материалов производится главным образом синтетическими красителями, которые обеспечивают сочную, глубокую и прочную окраску; являются безвредными для человека; не ухудшают свойств волокон.

В настоящее время применяют следующие группы красителей:

1) кислотные — растворимые в воде, окрашивают белковые и полиамидные волокна;

2) кислотно-протравные — растворимые в воде, окрашивают белковые волокна;

3) прямые (субстантивные) — растворимые в воде, окрашивают целлюлозные, белковые и полиамидные волокна;

4) кубовые — нерастворимые в воде; с помощью восстановителей их переводят в лейкосоединение, хорошо растворяющееся в щелочах, и после этого они легко усваиваются волокнистыми материалами; окрашивают главным образом целлюлозные волокна;

5) сернистые — нерастворимые в воде, но при восстановлении легко растворяются в щелочах, окрашивают целлюлозные волокна;

6) азокрасители — нерастворимые в воде; окрашивание производится путем синтеза красителя непосредственно на волокне; окрашивают целлюлозные волокна;

7) черный анилин — окрашивание производится путем образования красителя на волокне при окислении анилина в присутствии катализатора; окрашивают главным образом целлюлозные, реже белковые волокна;

8) активные (проционовые) — растворимые в воде; окрашивают целлюлозные волокна;

9) красители для ацетатных, синтетических и других волокон.

 

 

Гранат обыкновенный

кожура плодов

коричневый

Зверобой

продырявленный

цветки,стебли

коричневый,

зеленый

Крапива

двудомная

листья

зеленый

Лук репчатый

чешуи луковицы

коричневый

ГРАНАТОВЫЙ КРАСИТЕЛЬ

(Опустить ткань в гранатовый сок на 1-2 часа.

Для закрепления цвета добавить поваренную соль.

Извлечь ткань из раствора и промыть её холодной водой

Высушить и разгладить выкрашенную ткань.

Крашение ткани в темно-коричневый цвет.

Замочить на 3-4 часа шелуху репчатого лука.

Опустить в раствор ткань и кипятить 1-2 часа.

Добавить для закрепления цвета поваренную соль.

Извлечь ткань из раствора и промыть её холодной водой.

Высушить и разг ладить выкрашенную ткань.

Заключение

Моя работа имеет большое экологическое значение, так как использование экологически чистых красителей в быту уменьшает риск возникновения многих кожных заболеваний, различные проявления аллергических реакций, особенно в детском возрасте. Окрашенные ткани будут радовать глаз яркостью и разнообразием цветовой гаммы, а самое главное не причинят вред здоровью человека.

Данная работа приостановлена, а не закончена, гак как процесс крашения тканей интересный и увлекательный. Результаты можно наблюдать наглядно. Жаль только, что возможности школьной лаборатории не дают проводить более полный и научный эксперимент по изучению других видов красителей.

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал
Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 890 527 материалов в базе

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 05.12.2021 219
    • DOCX 978.9 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Бальва Маргарита Борисовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Бальва Маргарита Борисовна
    Бальва Маргарита Борисовна
    • На сайте: 5 лет и 10 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 7376
    • Всего материалов: 11

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой