ARTE & SCIENZE

ROCCE , MINERALI E PIGMENTI

I colori usati erano ricavati dalla natura:• terra (argilla rossa, brune e gialle);

• vegetali (bacche, fiori, frutti, legno carbonizzato);• minerali (calcari e gessi)

ARTE PREISTORICA IL PALEOLITICO

La tecnica pittorica consisteva nella miscelazione di pigmenti ottenuti dalla macinazione di varie terre

colorate (il rosso dell’argilla, i bruni e i gialli della terra del deserto, il bianco del carbonato di calcio, ecc.) con un agglutinante, sostanza collosa a base di acqua, lattice di

gomma e albume d’uovo (tempera)Dipingere per gli egizi significava campire (cioè riempire

di colore), il contorno di una figura precedentemente disegnata.

Il colore veniva steso con pennelli ricavati da fibre di palma.

IN EGITTO :IL COLORE NELL’ARTE EGIZIA

La pittura a fresco, comunemente conosciuta come affresco, viene chiamata così perché si esegue su un intonaco fresco, cioè appena steso e quindi saturo d'acqua

Il colore viene completamente inglobato nell'intonaco che asciugando si combina con l'anidride carbonica dell'aria e forma il carbonato di calcio, acquistando particolare resistenza all'acqua e al tempo

AFFRESCO

Correntemente tale termine indica sia

l’ossido di calcio (CaO, calce viva) che

l’idrossido di calcio (Ca(OH)2, calce spenta o calce idrata)

CALCE

Per riscaldamento il calcare si dissocia formando calce viva (CaO) e anidride carbonica (CO2).

•CaCO3 CaO + CO2 (42 kcal) 100 g 56 g 44 g

COTTURA

L'ossido di calcio (o calce viva) è l'ossido del calcio.A temperatura ambiente si presenta come un solido

bianco e inodore. È un composto irritante e ha caratteristiche prettamente basiche.

L'ossido di calcio miscelato con l'acqua genera una reazione esotermica, secondo questa reazioneCaO + H2O → Ca(OH)2 + 1 136 kJ/kg di CaO

L'ossido di calcio è prodotto industrialmente per calcinazione del carbonato di calcio a 800 °C,

secondo la reazione:CaCO3 + calore → CaO + CO2

CALCE VIVA

L'idrossido di calcio è un composto con formula chimica Ca(OH)2. È un cristallo incolore o una polvere bianca ed è

prodotto per idratazione a secco dell'ossido di calcio (denominato anche calce o calce viva). Un nome

tradizionale per l'idrossido del calcio è calce spenta o calce idratata.

Se riscaldato a 580 °C l'idrossido di calcio si decompone in ossido di calcio e acqua.

Una soluzione acquosa satura di idrossido di calcio (circa 0,5%) è detta acqua di calce, ed è una base molto forte

che reagisce violentemente con gli acidi.Il latte di calce è una sospensione di particelle di idrossido

di calcio in acqua, utile e ampiamente utilizzata in diversi processi chimici.

CALCE SPENTA

La calce è un legante aereo perché ha bisogno dell’anidride carbonica dell’aria per indurire

In assenza di CO2 la calce non indurisce affatto

La reazione di carbonatazione della calce è in realtà solo l’effetto complessivo di una serie di fenomeni chimico-fisici che costituiscono il

meccanismo di indurimento.

CARBONATAZIONE

OHCaCOgCOOHCa 2322 )()(

CO2 (g) CO2 (s)

H+

HCO3-

Ca(OH)2

Ca++

OH-

CO3-2

CaCO3

Minerali: sostanze inorganiche aventi struttura cristallina e composizione specificaRocce: materiali compositi aventi struttura cristallina aggregati di mineraliMonomineraliche (quarzite, marmo)Polimineraliche (granito, arenaria)

MATERIALI DI ORIGINE INORGANICA COSTITUITI DA MINERALI E/O ROCCE

Alcuni esempi

Quarzo (SiO2)Quarzite Marmo

Calcite (CaCO3)

MINERALI

ROCCE

I colori: rossoTra i rossi introdotti nel Medioevo, sicuramente il più importante è la versione sintetica del cinabro, ovvero il vermiglione, ottenuto da mercurio e zolfo. La sintesi è documentata in Europa dal X secolo, ma probabilmente era nota almeno dall’VIII secolo; inoltre è probabile che i Cinesi conoscessero il procedimento di sintesi già alcuni secoli primaCuriosamente le materie prime della sintesi, mercurio e zolfo, derivavano dal minerale cinabro: infatti è probabile che il processo di ottenimento del mercurio dal cinabro sia stato anteriore rispetto al procedimento inverso, in virtù della passione degli alchimisti per il mercurio, metallo dalle proprietà uniche

I colori: bluL’unico pigmento blu nuovo che si nota nell’arte pittorica medievale è l’aerinite, un materiale silicatico avente composizione molto complessa. La formula proposta è Si3Al5O42(Fe2+,Fe3+)3(Al,Mg)2Ca5(OH)6·13H2O con un 1% di zolfo, mentre la struttura non è argillosa ma piuttosto simile ai nanotubi. Il nome deriva dal greco e si riferisce al colore del cieloSi tratta in realtà di un pigmento con distribuzione geografica piuttosto limitata in quanto è stato evidenziato soltanto in pitture murali romaniche dell’area dei Pirenei spagnoli, in particolare in Catalogna e Andorra dove sono documentate fonti di questo minerale. Si può ipotizzare un suo impiego alternativo al blu oltremare come materiale meno costosoDal punto di vista pittorico è piuttosto stabile, avendo buona resistenza agli

Un altro pigmento blu individuato in opere medievali è la vivianite; non si tratta di un pigmento nuovo in quanto ci sono evidenze, seppur rare, del suo impiego in epoca Romana. La vivianite è un fosfato di ferro avente formula Fe3(PO4)2·8H2O. Il minerale ha ampia diffusione ed è spesso associato a pirite o a materiale organico. Il colore blu scuro è dovuto ad un trasferimento di carica intervalenza tra gli ioni Fe2+ ed Fe3+. Il minerale è in realtà incolore quando è appena prelevato ma la macinazione

e l’esposizione all’aria causano ossidazione e aumento dello ione ferrico. In alcuni casi è stato notato un viraggio del pigmento al verde per la presenza di particelle gialle, probabilmente per una variazione nell’equilibrio Fe2+ Fe3+, oppure per l’alterazione della vivianite alla metavivianite, minerale raro avente formula Fe4-x(PO4)2(OH)x·(8-x)(H2O)

I colori: verdeVerde Iris: colorante estratto dai petali di varie piante tra cui iris, viola del pensiero, stramonio, tabacco e finocchio di Spagna. Il colorante era ricavato spremendo le foglie e conservando l’estratto con il metodo della cimatura, oppure precipitandolo con allume per usarlo come lacca verde nella miniatura: è infatti l’addizione di allume a far insospettabilmente virare il colore dal blu naturale del fiore al porpora dell’estratto fino al verde finale. Nel XVII secolo è stato sostituito dal verde vescica (sap green in inglese), colorante ricavato dalle bacche mature

cui colore è molto simile; peraltro nella letteratura passata c’è una certa confusione e i due coloranti non sono così distinti. Il termine verde iris è stato usato anche come sinonimo di malachiteIl principio colorante del verde iris è probabilmente la clorofilla

Tra i pigmenti a base di ossidi di ferro, i più diffusi sono senza dubbio le ocre.

Si tratta di miscele di silice, argilla e ossidi e/o

idrossidi di ferroDal punto di vista

geologico le ocre sono depositi secondari

formatisi per erosione da rocce di vario tipo, che si

sono arricchiti di particelle a base ferrosa. Queste impartiscono un colore

intenso e permanente, in virtù delle loro dimensioni

ridotte

LE OCRE

L’ocra è gialla quando l’ossido di ferro è idrato, cioè contiene molecole di acqua come nella goethite (sotto) oppure rossa quando l’ossido è anidro come nell'ematite (sopra)

BIANCO

Per ricavare pigmenti bianchi gli uomini preistorici avevano diverse possibilità. Molte sostanze inorganiche che non contengano ioni metallici di transizione sono infatti bianchiNelle pitture rupestri il colore bianco è meno comune rispetto al rosso e al nero. Nei pochi casi analizzati è stata evidenziata la presenza dei seguenti pigmenti:In alcuni casi sono stati

identificati composti di colore bianco la cui presenza non è intenzionale: si tratta di prodotti del metabolismo di alcuni licheni, che vivono sulla superficie delle pitture rupestri. Tra essi:• whewellite, CaC2O4 · H2O• weddellite, CaC2O4 · 2H2O

•calcite, CaCO3, e rocce calcaree•caolinite e rocce silicee•gesso, CaSO4 · 2H2O•anidrite, CaSO4

•talco, Mg3(Si4O10) · (OH)2

•rutilo e anatasio, TiO2

Tra i pigmenti bianchi il gruppo dei materiali calcarei è quello più importante. Le rocce calcaree sono state ampiamente impiegate fino dal Paleolitico, in virtù della grande diffusione sul territorioLa fase minerale principale in queste rocce è il carbonato di calcio, CaCO3, nelle forme calcite e aragonite. Sono poi presenti varianti come la magnesite, MgCO3, la dolomite, (Ca,Mg)(CO3)2, e la huntite, Mg3Ca(CO3)4. In generale si tratta di pigmenti con scarso potere coprente, perciò erano usati sia puri, sia soprattutto addizionati ad altri pigmenti oppure come imprimitura. Dal punto di vista chimico sono sensibili agli acidi ma stabilissimi in ambiente alcalinoTra le varie versioni, una delle più note è il bianco di Sangiovanni, ricavato dalla calce per macerazione in acqua in modo da allontanare il più possibile l’idrossido di calcio. Si tratta di un pigmento molto adatto alla tecnica dell’affresco

Lo strato più esterno della Terra è costituito da rocce La litosfera corrisponde allo strato più esterno del nostro

pianeta il suo spessore varia tra i 70 e i 130 km; comprende la crosta terrestre e una parte del sottostante mantello. I principali elementi chimici che costituiscono la litosfera

sono il Silicio (Si) e l’ossigeno (O).

ROCCE

I minerali sono sostanze naturali, inorganiche, allo stato solido, omogenee, con una ben definita composizione chimica e una struttura interna regolare e ripetitiva

La Struttura cristallina• La disposizione interna della cella

elementare si manifesta nella forma esterna dei cristalli del minerale, chiamata abito cristallino

I MINERALI

La Formazione dei Minerali• I minerali si formano come prodotti di processi

di cristallizzazione che comportano ilpassaggio della materia da uno stato

disordinato (generalmente liquido o gassoso)a uno stato solido ordinato e ripetitivo quale è

quello proprio della struttura cristallina• Esiste anche uno stato solido disordinato,

detto Amorfo

FORMAZIONE DEI MINERALI

La Formazione dei MineraliIl processo di cristallizzazione è il risultato di una serie di

reazioni chimico-fisiche:• Cristallizzazione: materiale fuso si raffredda

• Precipitazione: da soluzioni acquose (evaporazione, diminuzione della capacità solvente, reazioni chimiche)

• Brinamento: vapori caldi (esalazioni vulcaniche) entrano in contatto con superfici fredde

• Attività biologica: costruzione di apparati scheletrici o altro• Trasformazioni allo stato solido: a causa di variazioni di

temperatura opressione

FORMAZIONE DEI MINERALI

Il ColoreProprietà non costante in tutti i minerali, che si dividono in:

Idiocromatici : colore tipico e costanteAllocromatici: colore dipendente da impurità

Le rocce sono aggregati naturalidi uno o più minerali.

A seconda della loro origine si possono suddividere in•rocce ignee: derivano dalla solidificazione del magma

all’interno della litosfera;•rocce sedimentarie: sono il risultato dell’accumulo, della

compattazione di frammenti di rocce preesistenti;•rocce metamorfiche: si originano dalla trasformazione

di altri tipi di rocce.

LE ROCCE

Il colore delle rocce ignee dipendedal loro contenuto in silice

Le rocce ignee si possono classificare non solo in base allaloro origine ma anche in base al contenuto di biossido di

silicio o silice (SiO2).Le rocce ricche di silice sono dette acide e sono di colore

chiaro (graniti), mentre quelle povere di silice sonobasiche e di colore scuro (basalti).

Realizzato da: MANUEL TULLO

ANDREA VALERIOGRAZIA FAVIA

HARJOT HARJOT

3^D2015-2016