В МАСТЕРСКОЙ ПРИРОДЫ, №7, 1929 год. Светящиеся краски.

"В Мастерской Природы", №7, июль 1929 год, стр. 204-208

Е. В. Крюгера.

Часто бывает, что войдя в темную комнату, мы долго ищем спички, выключатель и т. п. нужные вещи. Такого неудобства можно избегнуть, покрыв эти вещи светящейся краской, вследствие чего они будут хорошо видны в темноте. Карманные часы, иногда, имеют светящиеся цифры и стрелки. Картинки, нарисованные такими красками, могут быть очень эффектны. Применение таким краскам (т.-е. препаратам в виде порошка со связующим материалом) найти вообще не трудно.

В настоящее время бывает затруднительно достать нужные реактивы, поэтому здесь будут даны простейшие рецепты и попутно описано самодельное изготовление некоторых реактивов наиболее легким и дешевым способом. Приготовление таких препаратов очень просто, само же явление свечения чрезвычайно красиво и интересно.

Светящиеся препараты представляют собою соединение серы с металлами: стронцием, кальцием или барием. Кальций наиболее известен нам в виде солей: углекислой, называемой мелом, сернокислой — называемой гипсом и, наконец, в виде едкой извести, употребляемой для штукатурки. Стронций и барий встречаются гораздо реже, но тот, кто когда либо занимался изготовлением самодельных фейерверков или бенгальских огней, наверно пользовался азотнокислыми солями этих металлов: барием зеленого огня и стронцием для красного. Достать эти соли в аптеке не трудно. Сера, для наших целей необходима в виде "серного цвета" тонкого порошка, покупаемого в аптеке или даже в москательной лавке. Способ приготовления состоит в следующем: берем определенные пропорции (см. ниже) серного цвета и азотнокислой или углекислой соли одного из упомянутых металлов, тщательно смешиваем и растираем в ступке или тарелке, чтобы получился вполне тонкий и однородный порошок (без крупинок), всыпаем его в особую глиняную посуду, называемую тиглем (см. ниже), и, наглухо закрыв последний крышкой, нагреваем тигель до температуры от 500-1000 градусов, т.-е. до бело-красного каления в продолжении 20-30 минут. 3а температурой нагрева тигля необходимо следить, за временем — также. Грубые признаки температуры суть: темнокрасное каление тигля равняется температуре от 500-700 градусов, ярко красное — 900-1000. В промышленной практике обычно пользуются особыми печами с регулирующейся температурой, нам же придется прибегнуть к более скромным источникам тепла.

Трудность приготовления препаратов зависит от выбираемого металла. Препараты из солей стронция удаются легче всего, требуя 400-600° для своего приготовления, затем идет кальций, приготовляющийся при 500-700°, и, наконец, барий при 1000° и выше. Что касается цвета светящегося порошка, то он зависит от состава соли, из которой приготовляется вещество. Так, азотнокислые соли при приготовлении с серным цветом дают препараты зеленого цвета, разных оттенков, от желтоватых до синеватых; углекислые соли — преимущественно оранжевые и желтые тона, при чем соли стронция и бария дают большую яркость свечения, а соли кальция — большие разнообразия оттенков. Для новичков в этой области советую начать с солей стронция, в крайнем случае кальция, но никак не бария требующего очень высокой температуры. Промышленным способом приготовляют и другие цвета как-то: красный, синий, фиолетовый, розовый; но там приготовление гораздо сложнее, и в смесь химически чистых солей металла с серой добавляют ничтожные примеси солей очень редких металлов вроде рубидея, лития и т. д. для получения желаемого цвета и oттенка; у нас же химически чистые соли будут сами дaвать ту или другую окраску (химически чистые соединения без примеси не дают светящихся веществ).

Вернемся к нашему тиглю с прокаливаемой смесью: когда тигель пробыл в прокале достаточное время и вынут особыми щипцами (см. ниже), ему дают медленно остыть и, высыпав содержимое (образовавшуюся сернистую соль металла), освещают его куском зажженной ленты магния (купить в фотогр. магазине) или электрической лампой, лучше полуватной. Погасив затем свет мы увидим в темноте свечение того или иного цвета. 3начит для свечения надо сначала осветить наш препарат сильным источником света — "инсолировать", самый лучший "инсолятор" — солнце (от него и происходит это слово). Очевидно, что эти препараты представляют собой нечто вроде светового аккумулятора, при чем приготовленная краска будет заряжаться сама без нашей помощи, днем от солнца и дневного света, вечером от электричества или, в крайнем случае, при нашем участии — магнием. Перейдем к самому приготовлению.

Рис. 1.

Для него нам понадобятся: соли металлов (лучше всего стронция) азотнокислые или углекислые, затем серный цвет, тигель из глины или фарфора с крышкой, весы с разновесом, ступка с пестиком (фарфоровая) или блюдечко с ложкой для растирания и, наконец, щипцы для тигля и источник тепла в виде печки или, еще лучше, паяльной керосиновой лампы (монтерской). Примусом я не пользовался, и потому об удобствах такового ничего не могу сообщить, но интересно было бы испытать. Очень хорош для этой цели кузнечный горн переносного типа с вентилятором. Сделать его можно и самому из старой жестянки (30-40 см диам. и 20-высоты), выложенной внутри по дну и стенкам кусками кирпича (лучше огнеупорного) и вымазанной поверх него глиной, чтобы получалось нечто вроде кратера вулкана (рис. 1). Внизу должно быть отверстие, к которому присоединяется трубка из металла для воздуха, вдуваемого мехом того или иного устройства. Кратер наполняется хорошим березовым углем, в него зарывают тигель со смесью наглухо закрытый крышкой, наливают чуть сверху на уголь чуть-чуть денатурату, зажигают и начинают слегка раздувать мех. Скоро уголь разгорится и накалит тигель. Нагнетать воздух необходимо во все время работы (работу вести под тягой, так как выделяются едкие газы). При пользовании печкой тигель ставится в момент, когда образуется в печке уголь, которым и окружают тигель, чтобы последний не падал; хорошо сделать из толстой железной проволоки подставку с кольцом наверху, в которое вставляется тигель. Сначала устанавливают в глубине печки подставку, затем подгребают уголь, ставят щипцами в кольцо тигель и окружают его углем. При пользовании паяльной лампой, тигель ставят в пустой печке на кирпич и направляют на него синюю шумящую струю пламени так, чтобы тигель был охвачен со всех сторон.

Рис. 2.

Щипцы для тигля делаются из железной же проволоки около 4 мм толщины и длиной около 40-50 см (рис. 2 и 3). Как их сделать — ясно из рисунка, получится нечто вроде пинцета. Можно взять проволоку и потоньше, но не тоньше 2 мм, иначе они будут гнуться от тяжести тигля.

Рис. 3.

При невозможности достать тигель, можно сделать его самому. Для этого берется хорошая сильно вязкая глина (лучше всего трубочная, огнеупорная); вымесив ее в тесто средней густоты, намазываем на лист бумаги размером 15 × 15 см. Накладываем сверху второй лист бумаги снарисованным на нем сектором с радиусом в 7 см и длиной хорды 13 см. Делается это так: на бумаге описываем циркулем окружность радиусом в 7 см. Из любой точки окружности (напр. а рис. 4) описываем радиусом в 13 см часть круга до пересечения с нашей окружностью (б). Точки эти соединяем с центром, и получаем сектор нужной ширины (около 120°).

Рис. 4.

Наложив лист на глину, прокатываем, слегка надавливая по верхнему листу, круглой вставочкой, везде одинаковой толщины карандашем или обрезком вполне равной по окружности палки, пока слой глины не станет вполне равномерной толщины в 2-3 мм. 3аключенную между двумя слоями бумаги глину вырезаем по рисунку сектора мокрым ножом или ножницами и затем сворачиваем в конус вроде лавочного "фунтика." Лучше делать это на болванке подходящего размера. Край бумаги накладывающимся друг на друга краем приподнимаем (на нижней закраине — сверху, на верхней — снизу) и, наложив глину на глину, осторожно сминаем, слепляя края. Острие конуса слегка вдавливают внутрь, следя, чтобы нигде не было щелей и чтобы толщина тигля была везде, по возможности, одинакова (рис. 5). Слегка подсушив его на солнце летом или в теплом месте зимой и вынув из него болванку (деревянная в виде конуca) обжигаем его в угле топящейся печки. Бумага сгорит, и получится хороший тигель. Кому это покажется трудным, может вылепить просто на руках. Можно пользоваться и чашками из огнеупорного фарфора, но они обыкновенно скоро лопаются. Крышка приготовляется в виде глиняной пластинки шире тигля (на 2 см) с ручкой посредине в виде шишечки.

Рис. 5.

Что касается самих солей, то для приготовления углекислой соли стронция или бария, мы поступаем следующим образом: если у нас имеется азотнокислaя соль (обычно растворимая в воде), растворяем ее в полустакане воды (от 20-30 г), а в другом стакане растворяем приблизительно 10 г обыкновенной соды (на треть стакана). Когда соли растворятся, к первому раствору осторожно приливаем второй. Прозрачная жидкость густо замутится и тяжелый осадок постепенно опустится на дно. Это будет углекислая соль бария или стронция, в зависимости от того, что мы брали для первого раствора. Углекислая соль нерастворима в воде, и ее необходимо слегка промыть и высушить. Берем воронку, вставляем ее в пустую бутылку, затем из белой промокательной бумаги сворачиваем "фунтик", вставляем в воронку, и, взболтав отстой, выливаем из стакана жидкость. Вода пройдет сквозь бумагу, а углекислая соль осядет на стенках фунтика. Осторожно прильем сверху воды, которая опять пройдет сквозь бумагу (в ней не должно быть отверстий). Проделав это раза три-четыре, вынем фунтик, развернем его и разложим осторожно на листе бумаги на полуостывшей плите или около печки. Когда соль высохнет, ее можно пустить в дело. Так же можно приготовить углекислую соль и из хлористой соли бария или стронция. Приготовлять углекислый кальций нет смысла, так как он везде имеется в виде "очищенного мела". Можно также смолоть скорлупу от куриных яиц, но тогда свечение будет точками. Азотнокислая соль приготовляется труднее. Для этой цели углекислую соль кальция, бария или стронция насыпают в стакан и, налив его на треть водой, осторожно прибавляют азотной кислоты (очень едкая и сильная кислота, выделяющая вредные для дыхания пары) пока не растворится вся соль. Полученный раствор выпаривают на спиртовке в какой нибудь эмалированной посудине, лучше не на голом огне, а поместив в железную чашку с тонким слоем песка. Когда получится сухой порошок, eгo тотчас пускают в дело, иначе он скоро отсыреет. Все эти операции необходимо вести осторожно и в посуде не употребляемой для пищи людей или животных, так как некоторые соединения ядовиты, а кислота моментально прожигает и материи, и кожу, и дерево. После приготовления посуду надо вымыть, не оставляя не убранной; операции же с кислотой вести или на воздухе или в пустой печке, открыв трубу. Переходим к рецептам солей. Порошки тщательно смешиваются с серой:

  Стронций:    
1) азотнокислого стронция.......... 10 г прокаливать 30 мин. до светло-красного каления в наглухо закрытом тигле. Получается яркое свечение великолепного сине-зеленого цвета.
серного цвета.......... 9 г
2) углекислого стронция.......... 10 г 25 мин. светло-красного каления дает яркое золотистое желтое свечение .
серного цвета.......... 10 г
  Кальций:    
1) азотнокислый кальций из
мела и азотной кислоты..........
5 г 25 мин. светло-красного каления дает яркое изумрудно-зеленое свечение.
серного цвета.......... 5 г
2) гашеной извести.......... 5 г 35 мин. средне-красного каления дает довольно яркое свечение желточно-желтого цвета.
серного цвета.......... 18 г
3) Углекислый кальций из мела
растворенного в солян. кис-
лоте осажденного содой..........
5 г 25 мин. светло-красного жара дает довольно яркое оранжевое свечение.
серного цвета.......... 5 г
  Барий:    
  сернокислого бария (тяжелого шпата).......... 12 г около часа светло-желтого каления (свыше 1000°), дает оранжевое свечение, но редко удается в домашней обстановке. Лучше замесить эту смесь с небольшим количеством теста и скатать шарики, которые подсушить, а потом уже прокаливать.
угля древесного.......... 2 г

Указаниые рецепты даны на основании личной практики, но в виду незначительной даже разницы в составе примесей в солях могут получиться другие оттенки цвета. Более сложный рецепт: 10 г тонко молотой извести из устричьих раковин смешивается с 3 г серного цвета и 1 г крахмала. К смеси по каплям добавляется 40 см3 раствора 0,5% азотнокислого висмута с несколькими каплями соляной кислоты в 100° спирте. Через полчаса, когда раствор впитался, прокаливают в закрытом стекле в t° светло-красного каления 20 минут, после охлаждения удаляют с массы белый налет и, рассмотрев, прокаливают еще 15 мин. при той же температуре. Получившийся препарат грубо зернистого вида (расширять нельзя, иначе ослабнет свечение!) светится красно-фиолетовым. Цвет такой "краски Бальмэна", как его называют, можно изменить в зеленый прибавив 0,1% сернокислой меди, урана, сурьмы и т. п.

Краска приготовляется смешиванием порошка с гуммиарабиком или спиртовым лаком и наносится на желаемый предмет, который будет светить в темноте. Однако, свечение краски обычно бывает слабее, чем порошок. Возможно, что вначале не всегда бyдет удача, но, обдумав свои промахи, можно смело рассчитывать на хороший результат.