中考化学,青铜文物的清洗与封护

日期:2019-09-23编辑作者:本周精选

问:文物出土时会发生哪些变化?

  青铜文物保护学者进行了多年的研究,以寻求更有效、简便而完善的保护方法。目前,在青铜器保护处理方面有许多行之有效的办法,可分为两方面:

学习化学要细心,对于任何一个细节乃至一个标点符号都不能搞错。以下是一个初三尖子生整理的化学笔记,给大家发出来,希望对大家有所帮助!

图片 1

  一方面通过控制光、温度、相对湿度、空气污染物、微生物等外部条件[1——2],达到降低文物腐蚀速度的目的,如日本正仓院古物库房,在采用空调设备控制温度和湿度的同时,对通入室内交换的空气,以技术手段脱除其中的有害气体,目前世界上仅有很少的博物馆能做到这一点[3];吕庆[4]等人研究了在现代大气中青铜的腐蚀因素,认为在含有0.1%SO2的大气中,对于不含有Cl-附着物的青铜器,相对湿度值应控制在50%以下,对含有Cl-附着物的青铜器,此值应更低。

图片 2

氧化,这简直就是文武的致命伤。在一个相对封闭的环境中保存多年,一旦接触空气中的氧气,很多涂料就被氧化,迅速失去鲜艳的色泽,甚至脱落。丝织品因为氧化支离破碎。竹简腐朽。古尸迅速干瘪。很多器物表面锈蚀,涂层脱落。

  另一方面从文物本身着手,除去青铜器表面的泥土、浮锈等,封闭、稳定腐蚀产物。已报道的方法,大致有四种:(1)物理清除或转化方法;(2)化学清除或转化方法;(3)缓蚀剂保护方法;(4)封护剂封护方法。每一种方法又有很多具体措施。

第一部分

再有就是磕碰,碰撞是难免的,这种损坏不用赘述了,类似撕坏等等一个道理。

  1.物理清除或转化方法

1、碳素钢可分为三种:高碳钢、中碳钢、低碳钢。

再有就是丢失遗失。文物出土,不可能不被偷,总有顺手牵羊者。还有被遗漏的,又被埋入地下,或者遗失,也是有可能的。

  物理清除或转化方法主要包括机械去锈、超声波法[5]等方法。机械去锈是利用手工工具如钢针、手术刀等直接剔除锈,方法简单,效果较好。超声波法是利用超声振动所产生的能量产生快速清洗的效果。还有其他一些方法,但所有这些方法还有待于进一步发展。

2、常用于炼铁的铁矿石有三种:

所以说,文物最好的保护方法就是不要惊动它们。但是工程中抢救性保护还是很有必要的,尽管有损失,但是为了补救更大的损失。

  2.化学清除或转化方法

(1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3);

古文物表面腐蚀很复杂,用XPS分析表面化组成,发现是一些氧化物、氯化物,这些腐蚀表层是在地下埋藏上千年的环境下形成的。其结构松散,孔隙分布广,对水、气都具有吸附作用。一旦文物出土,这个锈层暴露在大气环境下,空气中的氧气、一氧化碳、二氧化碳、水、二氧化硫、氮氧化合物等都在表面有强附作用,那么表面不仅存在电化学,而且发生化学腐蚀和光腐蚀。从以上分析,影响古文物腐蚀取决于两方面因素:即文物材料自身的特性和文物所处的环境。考古文物能保存下来,在某种程度上取决于它的抗腐蚀性及所处的环境。环境中有能影响考古文物腐蚀因素,如温度、湿度、气体酸、碱、盐、有机体、光等。腐蚀的产生往往是各种环境因素并存时产生的协同效应。(1)温度、湿度。文物在自然环境中起化学反应这就意味着文物受到损害。而化学反应的速度与温度有关。Arrhenius经验公式,以活化能相关温度,反应速度表示其关系式为:log10R1/R2=52E(1/T2/1/T1)式中,R1、R2分别为T1、T2温度时的反应速率。E为活化能:KJ/mol温度升高10℃,反应速度成倍增长。湿度与古文物潜伏的“粉装锈”其保存的临界状态相对湿度为42%RH—46%RH,相对湿度超过55%RH,氯化亚铜迅速与空气中的水反应:CuCl+H2O←→Cu2O+HCl.随着湿度的加大,其反应速度加快。不同相对湿度的实验结果是氯化亚铜在97%、78%、58%RH环境中分别经2、4、24h反应生成碱式氯化铜。而在此35%RH中氯化物是无限稳定。实验还证明相对湿度RH为55%时,氯化亚铜将非常快地反应。然而潮湿的空气含水率高达80%-90%以上,水分常被称为“通用催化剂”,它不但可以促使许多化学反应发生,同时还能使有机体滋生。(2)气体:氧气占大气含量的21%,氧作为一种气体主要存留在存放考古文物的环境中,被发掘出来的古文物平衡破环后,不稳定的氯化亚铜与潮湿的空气中的水、氧相互作用会立即和新的铜体表面发生反应形成白色粉状锈[CuCl2 3Cu(OH)2]。反应式:4CuCl(s)+4H2O+02(g)→CuCl2 3Cu(OH)2(s)+ 2HCl(aq),白绿色的粉状锈CuCl2 3Cu(OH)2俗称“粉状锈”。粉状锈在形成初期,其颗粒度极为微小,略近于球形的锈体颗粒径大约为0.8—1.2nm,均匀一致。此微小的粒子有两个突出特点:基本可摆脱重力场的影响而随空气的流动迁移,在适当的条件下,落在其他古文物上可进行下述反应:2Cu2(OH)3Cl+Cu+6H+→2CuCl+3Cu++6H2O(酸性环境),4CuCl+O2+4H2O→2Cu2(OH)3Cl+2H++2Cl-(碱性或中性环境)这就是为什么称“粉装锈”像瘟疫一样的传染和蔓延的原因。利用CO2、O2和H2O以及一些可利用的微量元素,微生物菌体增殖繁衍。在这一过程中,将其代谢产物逐步释放出来,堆积在古文物表面,代谢产物有微酸性,能在漫长的岁月里对古文物进行腐蚀形成锈状物。微生物菌体在干燥的环境中一般是呈孢子状态存在,一旦条件适宜,特别是环境湿度增大的条件,微生物容易随空气飘浮和流动在青铜器上大量滋生。这可能是“粉装锈”传染和蔓延的另一个原因。氮氧化物:氮氧化物是主要来源于汽车排放的废气。发动机高速运转时排放出的NOX含量高。NO2气体在空气中或物体表面形成硝酸、亚硝酸、硝酸盐。加速古文物腐蚀。二氧化硫:SO2气体在温度、湿度适宜的条件下腐蚀古文物。实验表明当RH75%-96%时古文物腐蚀速度显著增加,这是SO2参与阴极去极化作用使松散腐蚀产物吸湿能力加快所致。(3)光:古文物表面紧贴基体部位有氧化亚铜存在,在光的照射下产生光生空穴和光生电子,高能量的光生空穴可以从金属原子得到电子发生腐蚀。同时在光的照射下,氧化亚铜可吸附氧,高活性的吸附氧就会沿着松散的孔隙向铜合金基体接近,腐蚀合金组份,使表面锈刨层不断增厚。

  化学清除或转化方法主要包括倍半碳酸钠法、氧化银法、PbO法、锌粉转化法[5——7]等。倍半碳酸钠法是将青铜器浸入Na2CO3·NaHCO3溶液,用CO32-取代CuCl中的Cl-形成稳定的铜盐,这种方法在实际应用中所需时间很长。氧化银法是利用下反应使CuCl转化为Cu2O:

(2)磁铁矿(Fe3O4);

  Ag2O+2CuCl=2AgCl+Cu2O

(3)菱铁矿(FeCO3)。

  此法有一定的效果,Ag2O虽能转化一部分有害锈,但并不彻底,反应生成的AgCl的导电性很强,从电化学反应角度考虑,时间一长,它对青铜器的保护作用减少,进而演化为青铜器腐蚀的促进因素。PbO法的原理同Ag2O法。锌粉转化法是利用锌的活泼性,其反应式如下:

3、炼钢的主要设备有三种:转炉、电炉、平炉。

  CuCl2 + Zn → Cu2O + Zn(OH)2·ZnCl2

4、常与温度有关的三个反应条件是:点燃、加热、高温。

  CuCl + Zn → Cu2O + Zn(OH)2·ZnCl2

5、不饱和溶液变饱和溶液有三种方法:降温、加溶质、恒温蒸发溶剂; 饱和溶液变不饱和溶液有两种方法:

  反应中生成的Zn(OH)2是一种胶体状物质,能够起封闭作用。化学药品处理法的弱点是会伤害文物本体,因此它们的应用受到了限制。

(1)升温。

(2)加溶剂; (注意:溶解度随温度而变小的物质如:氢氧化钙溶液由饱和溶液变不饱和溶液:降温、加溶剂;不饱和溶液变饱和溶液有三种方法:升温、加溶质、恒温蒸发溶剂)。

6、收集气体一般有三种方法:排水法、向上排空法、向下排空法。

7、水污染的三个主要原因:

(1)工业生产中的废渣、废气、废水;

(2)生活污水的任意排放;

(3)农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。

8、通常使用的灭火器有三种:泡沫灭火器;干粉灭火器;液态二氧化碳灭火器。

9、固体物质的溶解度随温度变化的情况可分为三类:

(1)大部分固体物质溶解度随温度的升高而增大;

(2)少数物质溶解度受温度的影响很小;

(3)极少数物质溶解度随温度的升高而减小。

10、CO2可以灭火的原因有三个:不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大。

11、单质可分为三类:金属单质;非金属单质;稀有气体单质。

12、当今世界上最重要的三大矿物燃料是:煤、石油、天然气。

13、应记住的三种黑色氧化物是:氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁。

14、氢气和碳单质有三个相似的化学性质:常温下的稳定性、可燃性、还原性。

15、教材中出现的三次淡蓝色:

(1)液态氧气是淡蓝色;

(2)硫在空气中燃烧有微弱的淡蓝色火焰;

(3)氢气 在空气中燃烧有淡蓝色火焰。

16、与铜元素有关的三种蓝色:

(1)硫酸铜晶体;

(2)氢氧化铜沉淀;

(3)硫酸铜溶液。

17、过滤操作中有“三靠”:

(1)漏斗下端紧靠烧杯内壁;

(2)玻璃棒的末端轻靠在滤纸三层处;

(3)盛待过滤液的烧杯边缘紧靠在玻璃捧引流。

18、三大气体污染物:SO2、CO、NO2。

19、酒精灯的火焰分为三部分:外焰、内焰、焰心,其中外焰温度最高。

20、取用药品有“三不”原则:

(1)不用手接触药品;

(2)不把鼻子凑到容器口闻气体的气味;

(3)不尝药品的味道。

第二部分

1、木炭在氧气中燃烧:C+O2=点燃=CO2

2、硫在氧气中燃烧:S+O2=点燃=SO2

3、镁在空气中燃烧:2Mg+O2=点燃=2MgO

4、铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2=点燃=Fe3O4

5、磷在氧气中燃烧:4P+5O2=点燃=2P2O5

6、铜在空气中加热:2Cu+O2=△=2CuO

7、氢气在氧气中燃烧:2H2+O2=点燃=2H2O

8、一氧化碳在空气中燃烧:2CO+O2=点燃=2CO2

9、碳不充分燃烧:2C+O2(不充分)=点燃=2CO

10、二氧化碳通过灼热的碳层:CO2+C=高温=2CO

11、二氧化碳与水反应:CO2+H2O=H2CO3

12、生石灰和水化合:CaO+H2O=Ca(OH)2

13、氯酸钾与二氧化锰共热(实验室制O2):

2KClO3=(MnO2=△=2KCl+3O2↑

14、加热高锰酸钾:

2KMnO4=△=K2MnO4+MnO2+O2↑

15、电解水:2H2O=通电=2H2↑+O2↑

16、碳酸不稳定分解:H2CO3=H2O+CO2↑

17、高温煅烧石灰石:CaCO3=高温=CaO+CO2↑

18、锌和稀硫酸反应(实验室制H2):

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

19、锌和盐酸的反应:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

20、铁和盐酸:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

第三部分

1、 常见物质的颜色:多数气体为无色,多数固体化合物为白色,多数溶液为无色。

2、 一些特殊物质的颜色:

黑色:MnO2、CuO、Fe3O4、C、FeS(硫化亚铁)

蓝色:CuSO4?5H2O、Cu(OH)2、CuCO3、含Cu2+ 溶液、

液态固态O2(淡蓝色)

红色:Cu(亮红色)、Fe2O3(红棕色)、红磷(暗红色)

黄色:硫磺(单质S)、含Fe3+ 的溶液(棕黄色)

绿色:FeSO4?7H2O、含Fe2+ 的溶液(浅绿色)、碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]

无色气体:N2、CO2、CO、O2、H2、CH4

有色气体:Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)

有刺激性气味的气体:NH3(此气体可使湿润pH试纸变蓝色)、SO2

有臭鸡蛋气味:H2S

3、 常见一些变化的判断:

① 白色沉淀且不溶于稀硝酸或酸的物质有:BaSO4、AgCl(就这两种物质)

② 蓝色沉淀:Cu(OH)2、CuCO3

③ 红褐色沉淀:Fe(OH)3

Fe(OH)2为白色絮状沉淀,但在空气中很快变成灰绿色沉淀,再变成Fe(OH)3红褐色沉淀

④沉淀能溶于酸并且有气体(CO2)放出的:不溶的碳酸盐

⑤沉淀能溶于酸但没气体放出的:不溶的碱

4、 酸和对应的酸性氧化物的联系:

① 酸性氧化物和酸都可跟碱反应生成盐和水:

CO2 + 2NaOH == Na2CO3 + H2O

(H2CO3 + 2NaOH == Na2CO3 + 2H2O)

SO2 + 2KOH == K2SO3 + H2O

H2SO3 + 2KOH == K2SO3 + 2H2O

SO3 + 2NaOH == Na2SO4 + H2O

H2SO4 + 2NaOH == Na2SO4 + 2H2O

② 酸性氧化物跟水反应生成对应的酸:(各元素的化合价不变)

CO2 + H20 == H2CO3

SO2 + H2O == H2SO3

SO3 + H2O == H2SO4

N205 + H2O == 2HNO3

(说明这些酸性氧化物气体都能使湿润pH试纸变红色)

5、 碱和对应的碱性氧化物的联系:

① 碱性氧化物和碱都可跟酸反应生成盐和水:

CuO + 2HCl == CuCl2 + H2O

Cu(OH)2 + 2HCl == CuCl2 + 2H2O

CaO + 2HCl == CaCl2 + H2O

Ca(OH)2 + 2HCl == CaCl2 + 2H2O

②碱性氧化物跟水反应生成对应的碱:(生成的碱一定是可溶于水,否则不能发生此反应)

K2O + H2O == 2KOH

Na2O +H2O == 2NaOH

BaO + H2O == Ba(OH)2

CaO + H2O == Ca(OH)2

③不溶性碱加热会分解出对应的氧化物和水:

Mg(OH)2 == MgO + H2O

Cu(OH)2 == CuO + H2O

2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 == Al2O3 + 3H2O

6、实验用到的气体要求是比较纯净,除去常见杂质具体方法:

① 除水蒸气可用:浓流酸、CaCl2固体、碱石灰、无水CuSO4(并且可以检验杂质中有无水蒸气,有则颜色由白色→蓝色)、生石灰等

② 除CO2可用:澄清石灰水(可检验出杂质中有无CO2)、NaOH溶液、

KOH溶液、碱石灰等

③ 除HCl气体可用:AgNO3溶液(可检验出杂质中有无HCl)、石灰水、NaOH溶液、KOH溶液

除气体杂质的原则:用某物质吸收杂质或跟杂质反应,但不能吸收或跟有效成份反应,或者生成新的杂质。

7、实验注意的地方:

①防爆炸:点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4)或用CO、H2还原CuO、Fe2O3之前,要检验气体纯度。

②防暴沸:稀释浓硫酸时,将浓硫酸倒入水中,不能把水倒入浓硫酸中。

③防中毒:进行有关有毒气体(如:CO、SO2、NO2)的性质实验时,在通风厨中进行;并要注意尾气的处理:CO点燃烧掉;

SO2、NO2用碱液吸收。

④防倒吸:加热法制取并用排水法收集气体,要注意熄灯顺序。

8、常见意外事故的处理:

①酸流到桌上,用NaHCO3冲洗;碱流到桌上,用稀醋酸冲洗。

② 沾到皮肤或衣物上:

Ⅰ、酸先用水冲洗,再用3 - 5% NaHCO3冲洗;

Ⅱ、碱用水冲洗,再涂上硼酸;

Ⅲ、浓硫酸应先用抹布擦去,再做第Ⅰ步。

9、实验室制取三大气体中常见的要除的杂质:

①制O2要除的杂质:水蒸气(H2O)

②用盐酸和锌粒制H2要除的杂质:水蒸气(H2O)、氯化氢气体(HCl,盐酸酸雾)(用稀硫酸没此杂质)

③制CO2要除的杂质:水蒸气(H2O)、氯化氢气体(HCl)

除水蒸气的试剂:浓流酸、CaCl2固体、碱石灰(主要成份是NaOH和CaO)、生石灰、无水CuSO4(并且可以检验杂质中有无水蒸气,有则颜色由白色→蓝色)等

除HCl气体的试剂:AgNO3溶液(并可检验出杂质中有无HCl)、澄清石灰水、NaOH溶液(或固体)、KOH溶液(或固体)

[生石灰、碱石灰也可以跟HCl气体反应]

10、有CO的验证方法:(先验证混合气体中是否有CO2,有则先除掉)

将混合气体通入灼热的CuO,再将经过灼热的CuO的混合气体通入澄清石灰水。现象:黑色CuO变成红色,且澄清石灰水要变浑浊。

本文由必赢官方发布于本周精选,转载请注明出处:中考化学,青铜文物的清洗与封护

关键词:

约鲁巴游廊柱,康斯坦丁

约鲁巴游廊柱,伊势的奥罗威(尼日利亚),约1912,约鲁巴文化,彩绘木头,高:154厘米,芝加哥艺术研究院 【说明...

详细>>

伦勃朗是金星,皮拉内西

    Carceri d’Invenzione, Giovanni Battista Piranesi, 1749, Etching andsulphur tint, 55.3 x 41.9 cm, Various locations 有人认为她的水平与伦...

详细>>

如果你对哲学不感兴趣,为什么会有这一切

有位朋友留言说很喜欢看那篇文章,建议: 事先翻译了回老家United Kingdom道德教育家德里克·帕菲特在《London书评》上...

详细>>

却更有可能伴你入梦,如何欣赏肖像画

※   ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※    ※   ※    ※    ※...

详细>>