Синтетические неорганические пигменты

Синтетические неорганические пигменты создаются путем химического производства, а не путем измельчения и промывки глин или минералов, взятых непосредственно из земли. Методы получения этих веществ в промышленных масштабах были разработаны после 1800 года, что сделало их первыми современными синтетическими пигментами, имеющими важное значение для художников.

Удивительная история этих ранних промышленных пигментов хорошо рассказана в книге Филипа Болла "Яркая земля". Почти все синтетические неорганические пигменты были открыты или идентифицированы во время грандиозного европейского расцвета неорганической химии, который произошел в столетии после 1750 года, когда европейская промышленность спонсировала интенсивные минералогические и металлургические исследования, а ранние химики выделили и идентифицировали много новых металлических элементов — кадмий, кобальт, хром, цинк, марганец, магний и так далее. Несколько синтетических неорганических пигментов, все еще используемых сегодня, включая железный синий, кобальтово-зеленый, кобальтово-синий и оксид цинка, были открыты до 1800 года.

Эти изготовленные пигментные соединения, как правило, обладают превосходной химической чистотой и консистенцией цвета, а также дешевле в покупке и доступны в больших количествах, чем натуральные неорганические пигменты. За очень немногими исключениями, все неорганические краски, используемые сегодня художниками, производятся промышленным способом. (Некоторые сухие порошкообразные натуральные неорганические красители можно приобрести в специализированных магазинах пигментов.)

Как художник, ваша главная задача — понять общие характеристики этих пигментов у разных производителей и различные оттенки пигмента (химические или кристаллические вариации) - то есть рассматривать краски как физические вещества, а не как "цвета". Например, фиолетовые и синие ультрамарины, как правило, гранулируются и умеренно прозрачны; многие лимонно-желтые или темно-красные кадмии все порошкообразные, стойкие, непрозрачные и сильно окрашивающие; соединения, изготовленные с ртутью - ядовиты и летучи.

В следующей таблице представлены средние характеристики пигментов для наиболее важных синтетических неорганических пигментов, основанные на всех рейтингах красок в руководстве по акварельным пигментам.

Синтетические неорганические пигменты перечислены в порядке уменьшения светостойкости

Ключевые слова: Tr = прозрачность, St = окрашивание, Gr = грануляция, Bl = цветение, Df = диффузия, Lf = светостойкость. Для объяснения числовых оценок пигмента смотрите, что означают эти характеристики. Наиболее важные синтетические неорганические пигменты перечислены ниже в алфавитном порядке.

Соединения кадмия

Первые краски на основе сульфида кадмия (с оттенками от средне-желтого до светло-оранжевого) появились на рынке примерно в 1842 году, а несколько лет спустя появились более светлые оттенки желтого, полученные путем добавления сульфида цинка. Темно-оранжевый, алый и красный цвета кадмия, образующиеся при добавлении все большего количества селена (сульфоселенид кадмия, PO20 и PR108), были описаны в патентах 1892 года, но не продавались в красках для художников до 1910 года. (Тот же диапазон оттенков можно получить, добавив ртуть для получения сульфида ртути, PO23 и PR113, используя процесс, изобретенный в 1948 году; эти пигменты очень токсичны и не используются в художественных материалах.) Сегодня оттенки кадмиевых пигментов варьируются от яркого беловато-лимонно-желтого (PY35) до средних и глубоких оттенков желтого (PY37) и оранжевого (PO20), до алого, красного и темно-красного (PR108). Изменение оттенка происходит из-за того, что включенные металлы расширяют (селен, ртуть) или сжимают (цинк) средние размеры решетки в кристаллах кадмия, устанавливая границу отражения на более длинных ("красный") или более коротких ("зеленый") длинах волн света. Пигмент получают путем воздействия раствора хлорида или сульфида кадмия и солей цинка, бария или селена (для придания оттенка) на газообразный сероводород, затем промывают, фильтруют и прокаливают полученный осадок. Кадмий - это насыщенные, от полупрозрачные до непрозрачных (они становятся менее непрозрачными по мере высыхания), блестящие, плотные и порошкообразные пигменты, дорогие, но чрезвычайно стойкие в чистом виде и если их не смешивать со свинцовыми или железооксидными красками. Если пигмент содержит даже небольшое количество примесей, он потемнеет (из-за образования сульфидов железа или свинца, особенно при воздействии влаги) или посветлеет (особенно в желтых тонах, из-за окисления из сульфида в сульфат). Чистый кадмий вообще не отражает синий свет, что приводит к очень ярким и насыщенным желтым, умеренно ярким оранжевым и алым и довольно темным красным, которые становятся все более темными и ненасыщенными в самых глубоких красных оттенках. Красный цвет получается очень темным в сочетании с другими цветами, особенно сине-зеленым. Оттенок определенных марок краски может значительно варьироваться от одного производителя к другому; непрозрачность и насыщенность цвета также различаются из-за добавок, добавляемых в краски при производстве. Кадмий считается слегка или умеренно токсичным (особенно красные, которые также содержат селен). Составы, которые включают более 15% сульфата бария в качестве наполнителя (обозначаются названиями цветовых индексов PY35:1 или PR108:1), менее токсичны, менее дороги и немного менее насыщены, чем чистый кадмий. Так называемый кадмиево-зеленый (PG14) представляет собой химически сплавленную смесь желтого кадмия и оксида алюминия; иногда его имитируют в акварельных красках путем физического смешивания этих отдельных пигментов.

Соединения хрома

Хром входит в состав нескольких зеленых, желтых, оранжевых и красных пигментов. Название (от греческого chroma или "цвет") относится к большому цветовому диапазону его соединений, отмеченному, когда Николя-Луи Воклен в 1797 году обнаружил хром в минеральной руде крокоит. Несколько пигментов теплых оттенков, называемых "хромовыми" красками, впервые описанных Вокленом в 1804 году, широко использовались и высоко ценились в 19-м и начале 20-го веков: желтый хром (хромат свинца, PY34, который в чистом виде имеет средне-желтый оттенок; цвет смещается в сторону лимонно-желтого за счет увеличения примеси сульфата свинца), два оттенка хромо-оранжевого (PO21 для желтоватого оттенка и PO45 для красного оттенка) и красный хром (PR103). Многие родственные пигменты включают хромат бария (PY31, слишком тусклый и непрозрачный для использования в акварели), хромат молибдена (молибдатно-оранжевый, PO35), цинк желтый (канцерогенный цинк-калий-хромат, PY36, вероятно, обнаруженный в 1820-х годах и лишь изредка используемый в качестве пигмента после 1850 года) и хромат стронция. (PY32, яркий светло-желтый цвет, который считается слишком непрозрачным для использования в акварельных красках). Вариации оттенка внутри каждого из этих пигментов могут быть получены за счет различий в размере частиц или других добавляемых соединений. Использование хромовых красок начало неуклонно сокращаться в 20 веке, поскольку большинство оттенков содержат свинец, а светло-желтые оттенки непостоянны (они выцветают на свету и чернеют при смешивании с серными пигментами), и введение в 1950-х годах более светостойких хроматов свинца, инкапсулированных в кремнезем, не изменило эту тенденцию. Наиболее важным, однако, был тот факт, что соединения кадмия были более яркими, менее токсичными и гораздо более светостойкими (хотя и более дорогими) в том же диапазоне оттенков. Все, что остается в современном использовании, - это оксид титана хрома (PBR24), умеренно насыщенный средне-желтый цвет, который является одновременно светостойким и привлекательным кремово-оранжевым цветом. Однако хром обеспечивает два важных и очень светостойких пигмента в зелени. Водный (водосодержащий) оксид хрома, широко известный как виридиан (PG18, vert émeraude во Франции), представляет собой умеренно насыщенный, слабо окрашивающий, гранулированный, прозрачный и умеренно окрашивающий сине-зеленый цвет, обнаруженный и произведенный в ограниченных количествах секретным способом парижскими колористами Паннетье и Бине в 1838 году. Этот процесс был публично раскрыт и коммерчески применен для изготовления красок художников Шарлем-Эдуардом Гинье (Guignet's green) около 1859 года. Безводный (не содержащий воды) оксид хрома, обычно продаваемый как зеленый оксид хрома (PG17), представляет собой ненасыщенный, гладкий, очень непрозрачный и окрашивающий желто—зеленый цвет — основной пигмент в камуфляжных красках, - который был известен с 1809 года, но произведен Паннетье в качестве цвета для художников только в 1862 году. Увеличение среднего размера частиц PG17 меняет цвет с серовато-желто-зеленого на более темный сине-зеленый. Пигмент получают путем нагревания солей хрома в присутствии борной кислоты, замачивания в воде (для получения гидратированной формы viridian), затем измельчения и промывки для удаления остатков солей. (Исторически используемые цвета: зеленый киноварь или зеленый хром были смесями хромата стронция или хромата свинца с берлинским (железным) синим.) Хром также используется в соединениях кобальта, таких как cobalt green deep (PG26) и зеленые оттенки лазурно-синего и кобальтово-бирюзового цветов (PB36).

Соединения кобальта

Кобальт производит самый разнообразный ассортимент пигментов, доступных в настоящее время в красках художников: его цвета варьируются от кобальтово-фиолетового (PV14 и PV49) до нескольких оттенков кобальтово-синего (PB72, PB73, PB74, PB28, PB35), двух оттенков кобальтово-бирюзового (PB36 и PG50), нескольких разновидностей кобальтово-зеленого (PG19, PG26 и PG50) и кобальтово—желтый (PY40) - даже серовато-кобальтово-черный (PBK13). Кобальтовый синий использовался с древности в фарфоре или стеклянной посуде, а в качестве пигмента (смальты) - с позднего средневековья. Первые современные кобальтовые краски появились на основе кобальтово-зеленого цвета (PG19), открытого около 1780 года шведским химиком Свеном Ринманом, но использовавшегося художниками в качестве цвета примерно до 1835 года. Вскоре последовали и другие оттенки: кобальтовый синий (оксид алюминия кобальта), выделенный химическим путем в 1777 году Ганом и Венцелем, но впервые синтезированный в 1802 году Луи Тенаром и выпускаемый в промышленных масштабах с 1804 года; лазурно-голубой (оксид олова кобальта и оксид хрома кобальта), открытый Андреасом Хепфнером в 1805 году, но не использованный в краски художников до 1860 года, когда они были проданы Джорджем Роуни в Великобритании под названием coeruleum.; кобальтово-желтый (кобальтнитрит калия), открытый в 1831 году Николаусом Вольфгангом Фишером и вновь независимо Эмилем Сент-Эвром в 1851 году и первоначально известный как желтый Фишера, прежде чем он был выпущен на рынок в качестве пигмента для художников в конце 19 века под названием ауреолин; и две формы кобальтово-фиолетового — глубокий или голубоватый оттенок (безводный фосфат кобальта), разработанный в 1859 году Жаном Сальветатом для замены ядовитого светлого или красноватого оттенка (арсенат кобальта), который был разработан Тенаром около 1803 года из минерала эритрит. Все кобальтовые пигменты изготавливаются путем прокаливания (обжига при чрезвычайно высоких температурах) смеси оксида кобальта со щелочным карбонатом и, для получения различных цветов, соединениями других металлов (фосфор, алюминий, олово, хром, титан, цинк или калий); полученная матрица затем измельчается до мелкого порошка. Более мелкие гранулы пигмента повышают прозрачность и окрашивание. (Существует также по-настоящему прозрачный, но немного менее яркий кобальтово-синий пигмент, состоящий из очень мелких частиц пигмента в форме плитки, который использовался Winsor & Newton в красках своих художников.) Кобальтовые пигменты от порошкообразных до слегка зернистых или гранулированных, относительно не окрашивающиеся, полупрозрачные, умеренно насыщенные и очень стойкие (за исключением ауреолина, который несколько непостоянен как к свету, так и к влаге). Все они отражают заметное количество "красного" света, создавая теплые желтые, фиалковые и синие тона, но довольно тусклые зеленые и бирюзовые; зеленоватые соединения с хромом становятся все более тусклыми и непрозрачными по мере увеличения доли хрома. Кобальтовые краски считаются слаботоксичными, поскольку они могут вызвать тошноту при вдыхании или попадании в организм в значительных количествах.

Соединения меди

Исторически медь является основным источником синих или зеленых пигментов, которые лишь недавно стали доступны в виде светостойких синтетических неорганических соединений. Природные минеральные формы хризоколла (гидратированный силикат меди), малахит и азурит были известны и использовались с глубокой древности. Голубой карбонат меди, называемый голубой зеленью или бис, является синтетической формой азурита. Он играл незначительную роль в колористике художников в 18-19 веках (он обладает относительно низкой тонирующей способностью и чаще использовался в качестве краски для дома). Медь более важна как составная часть нескольких непостоянных синтетических неорганических зеленых пигментов. Вердигрис (ацетат меди, PG20) - древний пигмент, получаемый путем воздействия на медные полоски уксусной кислоты (уксус); он вышел из употребления в 19 веке (не в последнюю очередь потому, что был непостоянным и разъедал целлюлозу). Зеленый цвет Шееле (PG22), первый современный синтетический зеленый пигмент, был открыт около 1775 года шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле; оттенок варьировался от бледно-желто-зеленого до темно-средне-зеленого. Швайнфуртский зеленый (ацетоарсенит меди, PG21) — интенсивное, светлое, сине-зеленое соединение мышьяка и медянки; оно было открыто независимо в 1814 году производителем красок Вильгельмом Саттлером и химиком Игнацем фон Митисом и коммерчески изготовлено по общедоступным рецептам после 1822 года под различными названиями - Венский зеленый, королевский зеленый.'s green, Paris green, Mitis green, Parrot green и (в англоязычных странах) изумрудно-зеленый. Все эти синтетические соединения меди вышли из употребления к середине 20—го века, потому что они обладают очень плохой стойкостью (они чернеют из-за образования оксида меди, PBK15, особенно при использовании с сернистыми пигментами), а также потому, что пигменты, содержащие мышьяк, чрезвычайно токсичны (зеленый цвет Швайнфурта также продавался как пестицид - "единственный надежный уничтожитель картофельного жука и хлопкового червя", — говорится в одном из 19-го века нашей эры - и, возможно, был ядом, использованным для убийства Наполеона).

Медь также является металлическим атомом в зеленых азометиновых пигментах (PG117 и PG129), а также в зеленых и синих фталоцианинах, все они описаны в разделе о синтетических органических пигментах. Известна пара черных пигментов, изготовленных из кристаллов шпинели хромита меди (PBk22 и PBk28), но в настоящее время они не используются в красках художников.

Соединения железа

Железо представляет собой чрезвычайно старое, широко распространенное и универсальное семейство относительно тусклых, но чрезвычайно стойких и нетоксичных пигментов. Все распространенные оксиды железа использовались с древности в качестве красных, желтых и коричневых землистых красок. Синтетическое производство было известно, по крайней мере, к 15 веку, хотя крупномасштабное производство (и широкое использование в красках художников) появилось только в середине 19 века. Самые чистые и тончайшие оксиды образуются в результате осаждения и гидролиза растворов солей железа; на оттенок и прочность окрашивания влияют гидратация, размер частиц и присутствие добавок, таких как марганец. Поскольку процессы производства железооксидных пигментов можно точно контролировать, современные синтезированные версии обычно намного чище, имеют меньшие размеры частиц и большую прочность окрашивания, а также гораздо более непрозрачны, чем природные оксиды железа того же типа. Они также могут быть смешаны, чтобы точно соответствовать любому желтому, оранжевому, красному или коричневому оттенку, в том числе почти черно-коричневому. По этим причинам натуральные пигменты были почти полностью заменены смесями синтетических оксидов, которые в настоящее время продаются в акварелях под названиями venetian red, english red, indian red или light red (PR101) и mars yellow (PY42, PY119), но теперь также используются в оттенках, ранее изготовленных из натурального красного (PBr7) или желтые (PY43) оксиды железа. В настоящее время также доступно несколько прозрачных оксидов железа с чрезвычайно малым размером частиц и темным, относительно насыщенным цветом, которые часто используются в качестве покрытий для дерева или кожи, а иногда и в качестве пигментов для художников.

Более экзотическим железным пигментом является железный синий (водный ферроцианид ферриаммония, иногда с ионами натрия или калия, заменяющими ион аммиака), известный художникам 18-го и 19-го веков как прусский синий, берлинский синий, парижский синий, синий Милори или китайский синий (PB27). Это первый современный синтетический неорганический пигмент, случайно обнаруженный в Берлине (отсюда и название "прусский" или "берлинский" синий) в 1704 году, когда колорист Генрих Дизбах попытался изготовить малиновый пигмент под названием Флорентийское озеро из кошенили, квасцов, сульфата железа и некоторого количества заимствованного поташа, который был загрязнен кровью животных. Дизбах передал рецепт своему ученику де Пьеру, который начал его производить в Париже. (Отсюда и "парижский" синий цвет. Название "китайский" происходит от использования синего цвета в синих узорах на мейсенском фарфоре, изготовленном недалеко от Дрездена.) Хранившийся в секрете в течение двух десятилетий процесс производства был опубликован в Англии Джоном Вудвордом в 1724 году, но к тому времени были разработаны альтернативные методы производства, и пигмент производился по всей Европе и в Америке. Он использовался в акварели примерно с 1730 года и продается до сих пор, хотя большинство художников-акварелистов сейчас, похоже, предпочитают более интенсивные фталоцианиновые пигменты. PB27 - темный, ненасыщенный, окрашивающий, полупрозрачный и абсолютно нетоксичный средне-синий; цвет иногда корректируют путем смешивания с сульфатом бария или оксидом алюминия (что делает антверпенский синий более светлым, зеленым и менее светостойким пигментом). Железный синий очень надежен в чистом виде, но он теряет стойкость при смешивании с примесями, такими как ферроцианид калия, или с другими пигментами, такими как диоксид титана. Некоторые описания его причуд (например, то, что он выцветает в каменной кладке при воздействии сильного света, но возвращается к своему первоначальному цвету в темноте) были переданы из 19-го века. PB27 в настоящее время производится в виде осадка в результате реакции в растворе солей железа с ферроцианидом натрия или калия, который выдерживается и окисляется для получения синего цвета. Пигмент имеет тенденцию агломерироваться в довольно вязкие комки, которые трудно размалывать, но специальный способ производства, разработанный BASF в 1982 году (с использованием анодного окисления частиц железа в цианистоводородной кислоте), позволяет получать очень мелкие, чистые и легко диспергируемые частицы пигмента с нетипично интенсивным красноватым цветом, ценным для печатных красок. Пигмент берлинский зеленый представляет собой сплавленную матрицу синего железа и хромата свинца; цианиновый синий представляет собой смесь синего железа и синего кобальта.

Соединения свинца

Соединения свинца были исключены из всех красок watermedia из-за их хорошо известной токсичности. Они также неудовлетворительны, поскольку легко окисляются и темнеют при смешивании с кадмиевыми пигментами. Исторически важными формами свинца являются в основном красный (тетроксид свинца или красный свинец, PR105), желтый (оксид свинцового олова, известный как массикот или свинцово-желтый, использовался до середины 18 века) и белый (карбонат свинца, смешанный с гидроксидом свинца и / или оксидом свинца, PW1; и сульфат свинца, PW2) пигменты, которые использовались в Европе и Китае с древности до наших дней. Как карбонат свинца (как хлопьевидный белый или кремницкий белый), так и свинцовая сурьма (неаполитанский желтый, PY41) обладают замечательными пигментными свойствами. Свинцовый белила, вероятно, является самым важным белым пигментом в истории живописи, и до сих пор используется в масляных красках из-за его теплоты, непрозрачности и маслянистости (хотя все свинцовые пигменты были более популярны до 20-го века). Однако в акварельных красках эти преимущества при обращении менее заметны и не компенсируют высокую токсичность пигментов при попадании внутрь или вдыхании, а также тенденцию незащищенных свинцовых пигментов становиться коричневыми или черными в присутствии серы (загрязнение городского воздуха). Цвет неаполитанского желтого, который может варьироваться от бледно-желтого до светло-красновато-коричневого, обычно имитируется смесью желтого сульфида кадмия и красного оксида железа, осветленного цинковым белым. Однако эти смеси часто являются летучими; Winsor & Newton заменила свой прежний неаполитанский желтый оттенок на желтый с титанатом хрома (PBr24).

Соединения магния

Исторически сложилось так, что магний наиболее важен в виде эуксантогената магния, обычно называемого пеоли, гауголи или индийским желтым. Вероятно, он был завезен в Индию в 15 веке из Персии (современный Иран) и занимает видное место в индийских картинах периода Великих Моголов (конец 16-19 веков). Этот пигмент был известен в Европе еще в 1780 году и нечасто использовался на протяжении всего 19 века, в основном в красках для водной среды. При дневном свете свежий цвет флуоресцирует в "желто-зеленых" длинах волн; это в сочетании с темно-желтым цветом пигмента создает уникальный люминесцентный двухцветный золотисто-желтый оттенок. Этот синтетический неорганический пигмент был изготовлен из мочи коров, которых кормили листьями манго; кристаллы концентрированной высушенной мочи были сформованы в шарики и покрыты грязью для отправки в Англию, где некоторые из них до сих пор хранятся в архиве пигментов Winsor & Newton. Процесс производства не был точно описан до 1886 года, после того как британским режимом в Индии были приняты законы против жестокого обращения с животными (диета из листьев манго является недостаточным питанием для коров). Обычно сообщается, что этот процесс был полностью запрещен в 1908 году, но ни один современный источник на самом деле не нашел копию этого указа; вместо этого пигмент, вероятно, исчез из-за введения в действие законов о борьбе с жестоким обращением с животными, принятых в 1890 году. Более того, спрос на пигмент к тому времени в значительной степени исчез, вытесненный новыми кадмиево-желтыми, кобальтово-желтыми (которые часто унаследовали название "индийский желтый") и гамбоге. Компания Winsor & Newton прекратила использование пигмента в акварельных красках в 1920-х годах, но их заменитель индийский желтый (указан под номером PY153) обеспечивает близкое соответствие цвета. Современные тесты показывают, что оригинальный индийский желтый обладает хорошей светостойкостью в качестве носителя гуммиарабика, хотя флуоресцирующий желтый цвет тускнеет после умеренного воздействия света. В современных пигментах магний играет важную роль, прежде всего, в образовании шпинели (оксид алюминия магния, MgAl2O4), октаэдрической кристаллической решетки, в которой атомы магния или алюминия (или обоих) могут быть заменены ионами других металлов (главным образом титана, железа, цинка, марганца, меди, кобальта, никеля или хрома) для получения широкого спектра беловатых, очень прочных бирюзовых, зеленых, желтых или красных пигментов.

Соединения марганца

Важный пигментный минерал, в настоящее время встречающийся в основном в качестве вторичного компонента синих, зеленых и железооксидных пигментов. Наиболее важным современным пигментом является марганцевый фиолетовый (пирофосфат аммония марганца, PV16), который был разработан Э. Лейкауфом в 1868 году в качестве замены более дорогого кобальтового фиолетового, но не предлагался в качестве пигмента для художников до 1890 года. Это умеренно насыщенный, гранулированный, полупрозрачный и не оставляющий пятен фиолетовый цвет, не такой интенсивный, как кобальт или современные синтетические органические фиалки, но очень светостойкий и доступный в нескольких марках акварельных красок. Марганцевый синий (манганат бария, PB33) - это слабо окрашенный, умеренно насыщенный, гранулированный, полупрозрачный и не окрашивающийся зеленовато-синий, почти идеальный голубой оттенок для субтрактивных "первичных" смесей. Мне трудно подтвердить дату его происхождения и первого использования в качестве пигмента для художников: некоторые источники утверждают, что он был открыт в 1907 году, а Майер утверждает, что "соединения бария-манганата этого типа были известны химикам и изготовителям красок с девятнадцатого века", но патент на экономичные методы производства были доступны только в 1935 году (эта синтетическая форма использовалась в основном для окрашивания бетона и керамики), и, по-видимому, она не была широко доступна в качестве пигмента для художников до 1950-х годов. Сегодня он гораздо менее популярен в качестве пигмента, чем десятилетия назад (когда он вообще не был популярен), не в последнюю очередь потому, что его производство относительно загрязняет окружающую среду; основные производства пигмента в настоящее время работают в Азии. В настоящее время только два производителя красок (Lukas и Old Holland) по-прежнему предлагают марганцево-голубой цвет в акварелях, хотя многие предлагают "марганцево-голубой оттенок", изготовленный из фталоцианина голубого цвета. Карбонат марганца, смешанный с карбонатом кальция (PW18), представляет собой меловую белизну, используемую в дешевых акварельных красках, а иногда и в качестве отбеливателя для гуаши. Марганец также образует некоторые черные или темно-серые пигменты: "болотный марганец" или магниевую сажу (диоксид марганца, PBk14) и магнитно-флокулирующий феррит марганца (PBk26).

Соединения ртути

Самым ранним ртутным пигментом является природный сульфид ртути, обнаруженный в минерале киноварь, основной руде ртути, и используемый в качестве пигмента со времен Римской империи. Синтетический сульфид ртути или киноварь (PR106) широко использовался в европейской масляной живописи вплоть до 1850-х годов. Цвет - яркий, непрозрачный ало-красный. По современным стандартам это неудовлетворительный акварельный пигмент, поскольку он высокотоксичен (ртуть вызывает сильное отравление металлами) и летуч (быстро увядает до тускло-коричневого цвета в присутствии света). Современные заменители ("киноварный оттенок") были изготовлены из алого кадмия (PR108). Йод алый (йодид ртути), открытый Николя-Луи Вокленом в 1814 году и продаваемый в Англии под названием scarlet lake, представляет собой блестящий оранжево—красный цвет - к сожалению, очень летучий, чрезвычайно токсичный и бесполезный в качестве пигмента. (Интересно, что название "алое озеро" впоследствии было применено к другим алым пигментам, все они также относительно непостоянны.)

Соединения серы

Сера входит в состав многих пигментов, включая мышьяк, кадмий, ртуть, хром и свинец. Это всегда было неприятным химическим веществом из-за его склонности чернить другие металлические пигменты, с которыми оно смешивается.

Наиболее ядовитые из этих пигментов — сульфид мышьяка или овпимент, сульфид ртути или киноварь и сульфат свинца больше не используются в материалах художников, поскольку они оба чрезвычайно токсичны и недопустимо летучи.

Для акварелистов наиболее важным сернистым пигментом является сульфосиликат алюминия натрия или ультрамариновый синий (PB29), который химически идентичен основному пигменту природного лазурита. Искусственная форма была впервые замечена И.В. фон Гете в 1787 году как осадок в итальянских печах для обжига извести близ Палермо. Способ его искусственного получения (и менее чем за десятую часть стоимости природного лазурита) был независимо изобретен в 1828 году Жаном-Батистом Гиме (Франция) — в ответ на предложенную за его разработку премию в 6000 французских франков — и Кристианом Гмелином (Германия). К 1830 году он начал выпускаться в коммерческих масштабах и сразу же был принят в цветах художников. (Winsor & Newton начали продавать его в 1832 году, и Дж. М.У. Тернер был одним из первых, кто его принял.) Это темный, умеренно интенсивный, полупрозрачный и окрашивающий пигмент, варьирующийся по оттенку от зеленовато-голубого до сине-фиолетового. По словам Эндрю Уайта из Holliday Pigments (Великобритания), ультрамарин получают путем нагревания мелкоизмельченной смеси китайской глины (каолин), кальцинированной соды (сульфат и / или карбонат натрия), древесного угля, кремнезема и серы в закрытых тиглях в течение примерно 21 дня до температуры около 750 °C через 7 дней; в результате получается зеленая стекловидная матрица, которая становится темно-синей, если она подвергается воздействию кислорода при охлаждении. Затем матрицу измельчают, промывают, сушат и измельчают. Конечный оттенок зависит как от точной пропорции ингредиентов, так и от степени нагрева, и все ингредиенты не должны содержать железа. Все оттенки очень светостойкие. Ультрамариновый фиолетовый, разработанный примерно в 1878 году Иоганном Зельтнером, выпускается в двух оттенках: ненасыщенном красно-фиолетовом и чуть более насыщенном сине-фиолетовом (оба имеют индекс PV15). Их готовят путем смешивания ультрамаринового синего с нашатырным спиртом (синий оттенок) и нагревания в течение нескольких часов при температуре 150 °C. Существует также ультрамариновый зеленый (PG55, больше не выпускается в промышленных масштабах и отличается от ультрамаринового синего GS) и редко используемый нежно-розовый оттенок (PR259), полученный путем нагревания ультрамаринового пигмента с сухой соляной кислотой.

Соединения титана

Диоксид титана является превосходным белым пигментом: ни одно другое соединение не соответствует его рассеивающим свойствам (непрозрачная белизна), химической стабильности и отсутствию токсичности. В 2000 году было произведено почти 5 миллионов тонн, в основном на заводах в Азии и Австралии; из-за своего чрезвычайно высокого показателя преломления он является основным помутняющим и осветляющим цвет ингредиентом в широком ассортименте архитектурных красок и красок для рукоделия. Используются два производственных процесса: оба включают просеивание или измельчение природного титанового песка или переработанного титанового шлака, замачивание сырья в нагретой восстановительной кислотной или хлоридной ванне, отделение примесей посредством последовательности химических реакций с последующим центрифугированием или фильтрованием и измельчение до конечного размера частиц. Выпускается в нескольких формах оксидных кристаллов, из которых наиболее чистыми являются рутил и анатаз. Белизна и непрозрачность увеличиваются при меньших размерах частиц, которые также являются более дорогостоящими в производстве. В акварельных красках оксид титана (PW6) имеет ярко-белый цвет и (от Дэниела Смита) не совсем белый или желтовато-коричневый состав. Ограниченный ассортимент цветных пигментов создается путем замены атомов титана в кристаллах рутила атомами различных металлов: к ним относятся никель (PY53) и хром (PBr24). Прекрасная гамма светло-зеленых и бирюзовых оттенков кобальта была создана путем включения атомов кобальта и титана в кристаллы оксида алюминия магния (или шпинели, PG50); эти пигменты имеют характерный беловатый оттенок, который является неотъемлемой частью кристалла пигмента и очень стойкий.

Соединения цинка

Сульфид цинка был разработан в 1850 году в качестве белого пигмента, используемого в красках на масляной основе, особенно в виде соединения с сульфатом бария (литопоном). В красках художников литопон был почти полностью вытеснен оксидами титана. Оксид цинка (PW4), побочный продукт выплавки меди, был известен римлянам (которые называли его кадмием), но они использовали его в основном в качестве мази для кожи (он все еще используется сегодня для крема от загара и солнечных ожогов). Около 1750 года немецкий химик Крамер открыл, как его получать путем сжигания металлического цинка, а французский колорист Гайтон де Морво предложил его в качестве пигмента в 1782 году. Однако он не был широко принят художниками до 1834 года, когда компания Winsor & Newton выпустила на рынок особенно плотную форму (изготовленную путем обжига металла при гораздо более высоких температурах) под названием "китайская белизна". Акварелисты викторианской эпохи широко использовали его как осветляющее базовое покрытие на акварельной бумаге, так и в качестве затемняющей добавки к прозрачным акварелям. Он полностью заменил свинцовые белила в акварели и акриле, хотя в масляных красках он имеет тенденцию высыхать до образования хрупкой пленки. Цинк также соединяется с кобальтом, образуя прекрасный темно-синий кобальтовый цвет (PB72). Наконец, цинковый зеленый, PG16, состоит из хромата цинка с ферроцианидом железа (железный синий).