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赤橙黃綠青藍紫,古人如何做顏料?|生活中的化學

遠至山頂洞人時代,顏料便出現了,裝點著美麗的世界。「 山明水凈夜來霜,數樹深紅出淺黃」,「紅了櫻桃,綠了芭蕉,流光容易把人拋」,這五彩繽紛的顏色,吸引著無數文人雅士,也同樣吸引著化學家們。

化學讓顏色變得平等

皇家紫

所謂「皇家紫」便是骨螺紫。凱撒大帝在埃及對這種絢麗的紫色一見傾心,將其定為羅馬皇室專用色。但這種染料的提取過程完全不是僅僅一個「噁心」可以形容的。

腐爛的染料骨螺與木灰一起,浸泡在餿臭尿液與水組成的混合物中。這些泛著紫色的大桶只能安放在城外,因為人站在旁邊會被活活熏死。用這種染料上色的衣服帶有一股魚類和海洋的獨特腥氣。

這種方法的產量還特別小,從25萬隻骨螺中,只能提取半盎司染料,剛剛夠染一條羅馬長袍

這種令人反胃的生產過程一直持續到1856年,終於有位18歲的化學家威廉·亨利·珀金(W.H. Perkin)合成了苯胺紫染料。不過原本珀金想要合成的是治療瘧疾的藥物奎寧,卻意外地發明了苯胺紫,可謂「無心插柳柳成蔭」。

1856年,霍夫曼(A.W.Hoffmann)敏銳地預見到有機化學在醫學上的應用,提出了人工合成奎寧的設想,並將這一想法告訴了他的學生珀金。初生牛犢不怕虎,對奎寧一無所知的珀金竟大膽地向霍夫曼表示,他將解決奎寧合成問題。

當時,珀金正從事煤焦油的研究。他想,既然從煤焦油中提取的丙烯基甲基苯胺的元素成分與奎寧相同,若能把兩個丙烯基甲基苯胺分子合起來,再加一些重鉻酸鉀以補足所缺的氧原子,不就可以合成奎寧了嗎?

他做了他心目中的「理想實驗」,即把重鉻酸鉀加入丙烯基甲基苯胺,得到了一種美麗奪目的紫色粘液!其實不少化學家之前都得到過,但都厭惡地把這「污穢」的東西扔掉了,Perkin卻獨具慧眼,從中提取出了苯胺紫染料

苯胺紫一經發明便風靡世界,連維多利亞女王都為之青睞。Perkin後來在哈羅建立了世界上第一家生產苯胺紫的合成染料工廠,並因此成為世界巨富hhhh。

心中大喊三句話:化學使我快樂,化學使我發財,化學給我力量~~~彷彿入了邪教

群青色

最初只能將名貴的青金石搗碎與載色劑(油、蛋清或者樹膠)混合研磨才能製成各類畫種所需要的群青色顏料。

青金石產自遙遠的阿富汗,經過漫長的舟車勞頓才能到達歐洲。產地遙遠和稀有幾乎使它成為文藝復興時期最昂貴的顏料。

青金石色相如天,或復金屑散亂,光輝燦爛,若眾星麗於天也。」群青色極美,給人一種高貴之感,難怪成為聖母像專用色。

在十九世紀二十年代,在由法國政府懸賞出6,000法郎的獎金,來鼓勵化學師們去研製成本較低的群青色。化學師們做到了,著名的法國群青也從此問世,這種色素與天然群青有同樣的化學結構,而且由於其並無天然群青的雜質而使得它的色澤更加純正。

化學在中國

中國藍

中國藍是古代人工合成的藍色化合物,化學分子式為BaCuSi4O10,最早出現在戰國時期。美國佛利爾研究所從中國戰國至漢代陶器、青銅器等彩繪顏料中分析出藍色與紫色的硅酸銅鋇,並分別命名為中國藍中國紫

1900年Le Chatelier製備出了BaCuSi4O10與BaCuSi2O6兩種晶體,並在柏林專利局申請了專利。但學術界普遍認為文物上使用的中國藍顏料為人工製造,且與古代中國玻璃製造技術與原料有關。

埃及藍、中國藍、瑪雅藍是迄今為止發現18世紀晚期以前的人類僅有的三種人工合成藍紫色顏料瞬間滿滿的自豪感~

清歌醉墨

凡墨,燒煙,凝質而為之。

——宋應星《天工開物》

「燒煙」指的是燒木材或油,以取得煙灰,即炭黑;「凝質」指的是凝膠,通常用動物膠。

炭黑+凝質+水→墨汁

最初人們還沒有掌握製造炭黑的技術,使用天然炭黑——石墨來書寫。後來掌握了燒木取煙的技術,「松煙墨」成為東漢至明代墨的主流。

古法松煙墨的製作過程大致是,先把松木砍成一定的尺寸,並在地上用竹篾搭建一個圓拱篷,逐節連接成長達十多丈,它的內外和介面都要用紙和草席糊緊密封。每隔幾節,留出一個出煙小孔。讓松木在裡面一連燒上好幾天,冷歇後人們便可進去刮取煙灰了。從不同節段中取的煙,製作出來的墨也有高低之分。

美杜莎的微笑

舍勒綠

200多年前,化學家舍勒發明了這種明亮而純凈的寶石綠色,讓維多利亞時代還在使用煤油燈的人們為之發狂,並一下子鋪天蓋地席捲各個領域,尤以是服飾、牆紙、地毯等產品,紛紛推出以這種綠色為賣點的新貨。

但令人想不到的是,死亡也隨之而來,使用、穿著這種染色服裝的人們開始掉頭髮、皮膚潰

爛、器官衰竭,最終身亡

釀成慘劇的罪魁禍首便是舍勒綠的主要成分:亞砷酸氫銅(CuHAsO3),三價砷的毒性自不必說了,古代許多劇毒品都和它有關,比如砒霜——As2O3

拿破崙之死不少人推測與舍勒綠有關。拿破崙流放與聖赫勒拿島上,他居住的房間的壁紙全是當時流行的舍勒綠染成的。由於島上濕度很大,拿破崙可能躺在床上不知不覺便吸入了毒氣,導致慢性中毒死亡。

鉻黃

梵高的精神狀態究竟為什麼會出現問題,至今都沒有定論。有一種有趣的說法是,他可能是被自己的畫弄得瘋瘋癲癲的。一篇題為《論梵高與顏料鉛中毒》的論文提到,梵高使用的主要顏料,尤其是「鉻黃」,可能是造成他患病的原因:

「梵高的厚塗顏料技法要給畫作上許多層厚重的顏料,他在調色時用了許多含鉛量極高的顏料,如白鉛(碳酸鉛)鉻黃(鉻酸鉛)等。這些顏料毒性相當高,使用過度會有鉛中毒的危險。」

如果「鉻黃」的毒性真能逼瘋一個人,那當梵高把一整管顏料擠在嘴裡的時候,他應該朝癲狂走了一大步。

化學君

曾經「黃金千萬,不如顏料幾兩」,曾經畫家們大多體質孱弱、面容蒼白(鉛中毒),幸運的是,化學的出現改變了這一切

苯胺紫取代了骨螺紫,鈦白取代了鉛白,檸檬黃取代了鉻黃,許多人工合成的色素不斷地湧現出來。同時化學家們還開發出了一些新色調,為藝術的世界增添了幾抹亮麗的色彩。

19世紀的畫家們一定會很羨慕我們吧,生活在這樣一個顏料豐富而又廉價的時代。化學君表示萬分慶幸:這是最好的時代,也是最壞的時代

參考資料:

紀娟,& 張家峰. (2011). 中國古代幾種藍色顏料的起源及發展歷史. 敦煌研究(6)

魏屹東. (2000). 從珀金髮現苯胺紫想到的——關於科學發現的幾點思考. 科學(3)

觀察者|5個帶顏色的歷史冷知識:這些顏料的來源都很奇葩

界面新聞| 穿綠色衣服等於自殺?關於五種顏色的冷知識和黑歷史|界面新聞 · 時尚

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原創 作者Sybil 公眾號 ChemK

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