Värien ja maalien kemia

Osaamistavoite: alalla käytettävien väriaineiden ja niiden sidosaineiden kemiallisten ominaisuuksien huomioon ottaminen omassa työssä, maalaamisessa käytettyjen kemikaalien asianmukainen hävittäminen

Erilaisia väriaineita ja maaleja käytetään hyvin monenlaisiin kohteisiin, esimerkiksi erilaisiin taideteoksiin, kankaiden ja muiden materiaalien värjäämiseen, talojen maalaamiseen sisältä ja ulkoa, erilaisten esineiden värikkäiksi saamiseen ja tuotteiden pinnoittamiseen käyttöiän pidentämiseksi. Tästä johtuen värien kanssa joutuu tekemisiin monenlaisissa ammateissa, minkä takia on hyvä olla tietoinen väriaineiden ja niiden sidosaineena käytettyjen kemikaalien kemiallisista ominaisuuksista.

Seuraavassa on erilaisia värien ja maalien kemiaan liittyviä tehtäviä. Tee niistä oman valintasi mukaan yksi (A, B, C tai D), josta katsot olevan eniten hyötyä opiskelemallasi alalla.

Tehtävä A: Väripigmenttien kemiaa

Maalit saavat värinsä joko yhdestä väripigmentistä tai useamman väripigmentin sekoituksesta. Osa väripigmenteistä löytyy luonnosta ihan sellaisinaan (maavärit, mineraalivärit), osa valmistetaan täysin kemiallisesti laboratoriossa (synteettiset värit). Myös maavärejä ja mineraalivärejä voidaan korvata synteettisillä vastineillaan, jolloin saadaan väriaine, jossa ei ole mukana luonnonväreissä aina esiintyviä epäpuhtauksia.

Kuten kaikki aineet, myös väripigmentit voivat reagoida keskenään. Tästä syystä ihan mitä tahansa kahta väriainetta ei voi sekoittaa keskenään. Väriaineet voivat reagoida myös ilmassa olevien epäpuhtauksien tai ilman sisältämän hapen kanssa. Kun väriaine reagoi jonkin toisen väriaineen tai toisen aineen kanssa, tuloksena on yleensä värin muuttuminen.

Laadi taulukko, jossa on kerrottu alla olevien väripigmenttien kohdalta seuraavat asiat:

• väripigmentin nimi ja kemiallinen kaava
• pigmentin alkuperä (mistä sitä saadaan, kaivetaanko maasta vai tehdäänkö laboratoriossa ja mistä raaka-aineista)
• kuvaus pigmentin väristä (esim. ''vaalea vihertävänsininen'')
• pigmentin kestävyys (kestääkö valoa, happea, happoja tms.)
• mahdolliset reaktiot toisten väriaineiden kanssa (riittää mainita toisen väriaineen nimi, ei tarvitse esittää tapahtuvaa kemiallista reaktiota, ellei välttämättä halua)

Tutkittavat pigmentit:

lyijyvalkoinen, keltaokra, karmiini, vermillion (= aito sinoperinpunainen), aniliini, ultramariinin sininen, ftalon vihreä, norsunluunmusta

Palauta valmis taulukko Fronteriin VerkkoKEMIAn palautuskansioon tai muuhun sovittuun paikkaan.

Tehtävä B: Värejä ruoassa

Monia elintarvikkeita värjätään, jotta ne näyttäisivät herkullisemmilta. Kakkujen päälle voidaan jopa printata kuvia syötäviksi kelpaavilla väriaineilla.

Tutustu haluamasi lähteen avulla elintarvikkeiden värjäämiseen ja siinä käytettyihin väriaineisiin. Laadi aiheesta taulukko:

• ensimmäiseen sarakkeeseen kirjoita väriaineen väri (esim. punainen)
• toiseen sarakkeeseen esimerkki elintarvikeväristä, joka värjää ruoan ensimmäisessä sarakkeessa mainitun väriseksi, kirjoita näkyviin myös värin kemiallinen kaava (tai virallinen kemiallinen nimi, jos kaavaa ei löydy)
• kolmanteen sarakkeeseen kirjoita, mitä elintarvikkeita juuri tällä väriaineella voidaan värjätä
• neljännessä sarakkeessa ilmoita väriaineen kestävyydestä ja mahdollisista vaikutuksista ruoan koostumukseen (esim. kestääkö kuumennusta tai pakastamista, tekeekö ruoasta tahmeaa tai vaikuttaako tuotteen säilyvyyteen)
• viidenteen sarakkeeseen merkitse onko tämän väriaineen havaittu aiheuttavan allergisia reaktioita tai muita haittavaikutuksia (vaikuttaako esim. joidenkin ruoka-aineiden makuun)

Väriaineita tulee koota taulukkoon vähintään 8.

Palauta valmis taulukko Fronteriin VerkkoKEMIAn palautuskansioon tai muuhun sovittuun paikkaan.

Tehtävä C: Metallipintojen maalaamisen kemiaa

Maalaaminen vaatii usein erilaisia valmisteluja ennen kuin varsinaiseen työhön voidaan käydä oli maalattava kohde sitten taulun pohjakangas, talon seinä tai auto. Yksi esivalmistelujen vaihe on epäpuhtauksien poisto maalattavalta pinnalta. Erilaiset epäpuhtaudet poistetaan erilaisin menetelmin.

Tutustu haluamiesi lähteiden avulla metallipintojen puhdistamiseen epäpuhtauksista ennen maalaamista. Laadi erilaisista epäpuhtauksista taulukko, josta selviää seuraavat asiat:

• epäpuhtaus (tutkittavat epäpuhtaudet lueteltu alla)
• epäpuhtauden lähde (eli mistä epäpuhtaus on peräisin, mistä se on aiheutunut)
• onko epäpuhtaus poistettavissa millä menetelmällä (lähteekö pesemällä vai tarvitaanko jotakin järeämpää käsittelyä)
• mitä ainetta puhdistamisessa voi käyttää
• mitä seikkoja tulee ottaa huomioon kyseistä puhdistuskemikaalia käytettäessä (tarvitaanko suojavarusteita, entä ilmastointia, miten syntynyt likainen vesi/kemikaaliliuos tulee hävittää yms.)

Taulukosta tulee löytyä seuraavat epäpuhtaudet:

1) suojaöljy ja rasva, 2) metallilastut, 3) ruoste ja valkoruoste, 4) suolat, 5) työstönesteet, 6) hiilipöly ja noki, 7) vetorasvat ja -saippuat

Palauta valmis taulukko Fronteriin VerkkoKEMIAn palautuskansioon tai muuhun sovittuun paikkaan.

Tehtävä D: Maalaamisessa ja muussa värjäämisessä käytettyjen kemikaalien hävittäminen

Erilaisissa maalaus- ja värjäystöissä käytetään kemikaaleja, jotka ovat sellaisinaan ympäristömyrkkyjä. Niitä ei siis voi hävittää kaatamalla viemäriin tai laittamalla roskiin.

Valitse 4 omalla alallasi tärkeää värien käyttöön liittyvää kemikaalia (muita kuin väriaineita).

Laadi näiden neljän kemikaalin hävittämistä koskevat ohjeet muille alasi opiskelijoille.

Ohjeista tulee selvitä:

• kemikaalin nimi
• kemikaalin koostumus (kemiallinen kaava; jos kyseessä on useamman aineen seos, riittää kirjoittaa näkyviin pääasialliset vaikuttavat aineet)
• kemikaalin käyttötarkoitus
• kemikaalin ympäristövaikutukset
• ohjeet kyseisen kemikaalin asianmukaiseen hävittämiseen ja
• onko olemassa jotakin toista vähemmän ympäristölle haitallista ainetta, jolla tämän aineen käyttöä voisi korvata.

Ohjeiden muoto on vapaavalintainen: voit tehdä helposti luettavan taulukon, PowerPoint-esityksen, tekstimuotoisen esitteen, julisteen, videon, äänitteen... Valitse asian esittämiseen tapa, jolla uskot toisten opiskelijoiden helpoiten oppivan asian.

Palauta valmiit ohjeet Fronteriin VerkkoKEMIAn palautuskansioon tai muuhun sovittuun paikkaan. Jos tuotoksesi ei ole sähköisessä muodossa, sovi opettajan kanssa erikseen sen palauttamisesta.