那一抹“藍色”

張年寶

摘要：藍色是一種易見、易得，讓人心情舒暢愉悅色彩。藍色顏料發展的歷史非常悠久，文章介紹了歷史上有典型意義的幾種藍色顏料的來源和制備方法，通過對歷史的研究進而去激發學生的學習欲望，讓學生去還原藍色顏料制備的過程，制備出屬于自己的“藍色”，讓學生對藍色的理解進入一個新的境界。

關鍵詞：藍色；歷史；普魯士藍；中國藍；藍曬

文章編號：1008-0546（2016）09-0089-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.09.031

藍色是一種有悠久歷史的顏色，中國歷史上出現過不同種類的藍色顏料，如先秦至兩漢時期的中國藍，北魏時期用于莫高窟壁畫的青金石，唐代開始使用的石青，元代青花瓷使用的蘇麻離青，清代古建筑彩繪中的藍色顏料等[1]。在古代，藍色并不是常見的顏色，只有在阿富汗發現一種礦是藍色，它非常稀少并珍貴，當時的價格超過黃金。后來在國外發現了埃及藍、瑪雅藍加上國內發現的中國藍，18世紀晚期以前的人類，僅有的三種人工合成藍紫色顏料，其意義甚至超過造紙術和指南針，這意味著早在2700年前，就開始人工合成無機化學物質。學生對于藍色有一種天然的喜好，生活中，天空是藍色，海水是藍色，部分人種的眼睛是藍色的，學生在學習化學接觸到的硫酸銅溶液是藍色的，氫氧化銅沉淀是藍色的。當學生了解藍色顏料的歷史后，他們的學習欲望被完全激發出來。

一、藍色顏料的歷史

1. 埃及藍與中國藍

埃及藍和中國藍由于地域環境的限制，所使用的原料是有所差異的。埃及藍的主要成分為CaCuSi4O10，使用的原料為二氧化硅，氧化銅，碳酸鈣和碳酸鈉（助融劑），溫度控制在溫度范圍在800℃～1000℃之間，反應數小時之后得到的，所發生的反應為：

CaCO3→ CaO+ CO2↑

750℃左右： CaO +SiO2→ CaSiO3

850℃左右： CaSiO3+ CuO+ 3SiO2 →CaCuSi4O10

中國藍的的成分為BaCuSi4O10原料為孔雀石（含銅），重晶石（含鋇）氧化鉛（助融劑）溫度控制在900℃～1100℃反應數小時后獲得的。

2. 蘇麻離青

蘇麻離青屬低錳高鐵類鈷料，在適當的火候燒造下呈現出藍寶石般的鮮艷色澤。在伊拉克的奧曼和黑加北部有豐富的鈷礦，在阿巴西時代（758—1258年）當地使用已經很廣泛。具體是什么時間鈷藍料被商人帶到中國不得而知，但從元代以及明代等中國早期青花瓷特殊的發色，并結合文獻及現代化學分析，可以明證蘇麻離青即是來自伊拉克薩馬拉的鈷藍料。青料中鈷、鐵、錳三種著色元素的共同作用，形成了青花的色調。

3. 普魯士藍

18世紀有一個名叫狄斯巴赫的德國人，有一次，將草木灰和牛血混合在一起進行焙燒，再用水浸取焙燒后的物質，過濾掉不溶解的物質以后，得到清亮的溶液，把溶液蒸濃以后，便析出一種黃色的晶體。當狄斯巴赫將這種黃色晶體放進三氯化鐵的溶液中，便產生了一種顏色很鮮艷的藍色沉淀。狄斯巴赫經過進一步的試驗，這種藍色沉淀是一種性能優良的顏料。該反應方程式：

3K4Fe（CN）6+ 4FeCl3→ Fe4[Fe（CN）6]3+ 12KCl

普藍的著色力十分強，色彩透明而寒冷，耐光力也很好，是非常重要的藍色繪畫顏料，可和黃色拼混出各種綠色，但普藍的弱點是極不耐堿，遇到堿性物質時其色彩就會分解褪色成棕褐色。

藍色顏料還有很多，除了以上介紹的外，還有群青（Na6Al4Si6S4O20由硫磺、粘土、石英、碳等混合燒制成），酞青藍（C32H16CuN8），天藍（CO2SnO4）等在此我們不一一涉及，但通過對這些顏料的了解，我們可以讓學生了解藍色顏料的發展歷史和制作方法，體驗古代勞動人民的智慧，領略現代技術的發展，進一步激發學習和探究的欲望。

二、制備藍色顏料

學生分組的方式去制備一種藍色顏料，他們非常積極，先在組內進行分工，有的同學去查資料，有的去購買原材料，有的準備實驗儀器，一起討論實驗的方案。通過學生的討論，結合原料的來源和實驗室提供的條件的情況下，他們提出了制備以下幾種藍色顏料的方案。

1. 制備普魯士藍

（1）稱取15g鐵氰化鉀于500mL燒杯中加入200mL水攪拌溶解。

（2）稱取13g三氯化鐵于500mL燒杯中加入200mL水攪拌溶解。

（3）將上述兩溶液混合后，攪拌約30s。

（4）迅速將混合物倒入布氏漏斗進行抽濾。

（5）將所得固體在烘箱中烘干即可得到黑藍色的固體。

實驗過程中反應非常迅速，現象非常明顯，當沉淀完全時，學生發現自己得到的固體幾乎是黑色的時候，都感覺自己的實驗失敗了，可是當把“黑色”固體涂抹在紙上，那鮮明的藍色使得每個學生臉上都洋溢著快樂和開心。

2. 還原中國藍

當學生進行還原中國藍時，他們遇到了很多的困難，手頭的資料只有：“中國藍的的成分為BaCuSi4O10原料為孔雀石（含銅），重晶石（含鋇）氧化鉛（助融劑）溫度控制在900℃-1100℃反應數小時后獲得的”。沒有原料的配比，沒有反應時間，沒有加工工藝。

這沒有難倒學生，他們先嘗試著寫出了反應方程式：

BaSO4+CuO+4SiO2→BaCuSi4O10+SO2↑

在實驗的過程中先采取按照物質的量比1∶1∶4，反應2小時（加入約1%的氧化鉛助融），他們得到了紫黑色的固體，在這個基礎上將實驗進行了分組，一組提高硫酸鋇的含量，另外一組適當提高氧化硅的含量。通過嘗試調整原料的配比，發現適當提高BaSO4含量有利于獲得藍色的顏料。可是他們發現無論怎么調整配比，他們的藍色總不是那么純粹。通過查閱資料發現，在實驗過程中所使用的酒精噴燈的極限溫度大概在1000℃左右，在1000℃傾向于形成紫色的物質也就是常說的“漢紫”，離形成藍色的溫度還有一段差距，在調整好了配比，溫度后所獲得藍色顏料的品質有大幅度提高。在整個實驗過程中學生很辛苦也很開心，在整個過程中教師沒有進行任何知識方面的指導，只是和學生一起去解決問題，一起體驗整個過程中快樂。當學生看到自己制造出的顏料時，他們歡呼雀躍，相互擁抱在整個過程中，教師也很快樂，能夠更加清楚正確的擺正老師的位置，更清楚的認識，什么是“做中學”，什么是激發學生學習興趣的源動力。

三、意外的收獲

在進行藍色實驗的過程中，學生通過文獻調查發現， 1842年約翰·赫歇爾發明了藍曬法，在網絡上有很多通過藍曬法獲得的照片，那淡淡的復古味道，學生喜歡極了，很多學生都向往擁有一張藍色的照片。為了得到屬于自己的藍色照片，學生們積極行動起來，他們去學習photoshop，學習制作照相的負片并打印膠片，自己動手配制檸檬酸鐵銨光敏溶液，該溶液在紫外光的照射下，發生下列反應：

2Fe3++C（OH）COOH（CH2COOH）2→2Fe2++

CO（CH2COOH）2+CO2+2H+

在該過程中Fe（Ⅲ）還原為Fe（Ⅱ）和檸檬酸被氧化為丙酮二酸，然后加入鐵氰化鉀和二價鐵反應生成普魯士藍，由于普魯士藍不溶于水，將所得到的照片在蒸餾水中充分的沖洗就可以得到藍色的照片。學生拿到這張照片后，立即用相機把它拍下來，上傳到自己的博客和空間里。看著學生那開心的樣子，教師也體會到只有貼近生活，讓學生學習有用的化學，值得學生回味和體會的知識，學生才會有興趣學習，也只有這樣才能學得快樂和輕松，才能對化學學科有更新和更高的定位。

學生自己投入學習中去，他們會發現很多自己感興趣的事情，有學生對光敏溶液感興趣，這是一個在光照射下發生的氧化還原反應，那么從理論上講，利用該溶液可以制造出光感電池，最后有學生就利用檸檬酸鐵銨做出一個微型的光敏電池。

通過不同的方式和途徑去激發學生學習的興趣，并讓學生學習有用的化學是值得我們老師終生追求的目標。在本次活動，我深切的感受到作為教師，更多應該做一個觀察者、前瞻者和合作者，而不是一個知識的灌輸者，只有這樣學生的學習能力才會有長足的發展。

參考文獻

[1] 紀娟，張家峰.中國古代幾種藍色顏料的起源及發展歷史[J].敦煌研究，2011， 6