УНИВЕРСИТЕТ им. А. И. ГЕРЦЕНА»
Факультет химии
Кафедра неорганической химии
Курсовая работа на тему:
«Использование реакций комплексообразования в клининге медных и серебряных сплавов»
Студентки II курса
Демьяновой Елены Алексеевны
3 группа
руководитель:
Татьяна Борисовна Бойцова
доктор химических наук,
профессор кафедры
неорганической химии
Санкт-Петербург
Оглавление
Введение. 3
1 Глава I. Медь. 4
Сплавы меди в нашей жизни. 4
Коррозия медных сплавов. 6
2 Глава II. Серебро. 10
Использование сплавов серебра в современном мире. 10
Причины потускнения серебра и способы его защиты.. 14
3 Глава III. Клининг медных и серебряных сплавов. 16
Очистка медных сплавов. 16
Очистка серебряных сплавов. 19
Равновесие осадок — комплексное соединение. 22
Выводы.. 31
Список литературы.. 32
Введение
После того, как человек определил,
что именно необходимо сделать,
он может сделать то, что нужно.
Китайская мудрость.
Приступая к реферативной работе, посвященной использованию реакций комплексообразования в клининге медных и серебряных сплавов, я поставила цель: установить, какие очищающие средства лучше всего использовать при очистке медных и серебряных сплавов, и объяснить их использование с точки зрения равновесия осадок -- комплексное соединение.
Поэтому мне предстояло поставить перед собой следующие задачи:
1. Ознакомиться с различными видами сплавов серебра и меди, которые используются в современном мире.
2. Выявить возможные виды и способы загрязнения.
3. Выяснить всевозможные способы очистки медных и серебряных сплавов от различных загрязнителей.
4. Объяснить, существующие способы клининга с точки зрения равновесия осадок — комплексное соединение.
|
|
5. На основе произведённых расчётов выбрать наиболее подходящий способ очистки.
Собирая информацию по данной теме, я постаралась выявить «плюсы» и «минусы» различных способов очистки, доступность необходимых очистителей и их эффективность.
Глава I. Медь
Сплавы меди в нашей жизни
Радости естествоиспытателя:
задирать юбки природе
Жан Ростан(1897-1977)
французский биолог
Медь является металлом, который был известен еще в глубокой древности. Археологические раскопки показали, что медь использовали еще за четыре тысячи лет до Рождества Христова. При обнаружении меди она сразу же заняла достойное место во многих сферах жизнедеятельности человека. Со временем с развитием прогресса сфера применения меди становилась все шире. Древние греки и египтяне привозили медь с острова Кипр, благодаря чему медь получила свое латинское наименование Cuprum. В древности из меди мастера изготавливали скульптуры, посуду, украшения, утварь и другие изделия. Так как медь является мягким материалом, то ремесленники могли придать изделию желаемую фактуру, проработать мельчайшие детали. При шлифовке медь приобретает красивый блеск, благодаря чему она применялась как материал изготовления для многих декоративных вещей. Для придания еще большей красоты медь золотят, тонируют, украшают эмалью. Начиная с пятнадцатого века, медь используют для изготовления печатных форм. В настоящее время медь получила широкое распространение. Благодаря высокой тепло- и электропроводности, устойчивости к коррозии и другим свойствам, медь и медные сплавы применяются в машиностроении и других промышленных отраслях.
|
|
Небольшие примеси висмута (0.001%) и свинца(0.01%) делают медь ломкой, а примесь серы вызывает хрупкость на холоду. С металлами медь образует различные сплавы. В двухкомпонентных медных сплавах с цинком, оловом, алюминием, никелем, железом, марганцем, кремнием, бериллием, хромом, свинцом, фосфором и др., легирующий элемент входит в твёрдый раствор замещения, на основе меди, так же может образовывать электронные соединения, характеризующиеся определённой электронной концентрацией.
Во многокомпонентных сплавах, часто присутствуют сложные металлические соединения, точно не установленного состава. Легирующие элементы вводят в сплавы меди для повышения прочности и твердости, улучшения антифракционых свойств и стойкости против коррозии, и для получения сплавов с заданными физическими свойствами.
Стоит отметить, что медь в чистом виде не отличается достаточной прочностью, поэтому ее нечасто используют как конструкционный материал. В связи с этим широкое распространение получили сплавы на медной основе, которых на сегодняшний день существует несколько. Медные сплавы обладают более хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками. В зависимости от компонентов строится и классификация медных сплавов.
Классификация медных сплавов:
Ø Латунями называются сплавы меди и цинка. Медь может растворять цинк в любом количестве. При добавлении к меди до 45-47% цинка увеличивается предел прочности сплава при растяжении; дальнейшее увеличение содержания цинка ведёт к уменьшению предела прочности. Вязкость(пластичность) сплавов возрастает при добавлении к меди 30-32% цинка, а затем уменьшается достигая очень малой величины при содержании 47-50% цинка. Ковкая латунь (мунц-металл) содержит 60% меди и 40% цинка, а компак 90-80% меди и 10-20% цинка. Чтобы улучшить механические свойства и характеристики медно-цинкового сплава, к нему добавляются такие элементы как кремний, алюминий, марганец и другие. В таком случае, когда медно-цинковый сплав содержит в себе несколько компонентов, он называется специальной латунью. В состав специальных латуней: алюминиевая 67-68%меди, около 3% алюминия и около 30% цинка; марганцовисто-свинцовой 57-60 % меди, 1.5-2.5% свинца, 1.5-2.5% марганца, около 38% цинка.
|
|
Ø Бронзами называют сплавы меди с оловом, из-за олова улучшаются механические свойства меди. Бронзы обладают хорошими литейными свойствами, обычно содержание олова не превышает 10%. Алюминиевая бронза содержит 82-90% меди, 4-10% алюминия, 1-6% железа и кремния. Кремневая бронза 99,94% меди и по 0,03% олова и кремния. Оловянная бронза — это медный сплав с добавками олова плюс фосфор, цинк или свинец вместе с цинком.
Ø Медно-никелевый сплав. Никель сильно повышает твёрдость меди. Сплав 50% меди и 50% никеля обладает наибольшей твёрдостью. Кроме высокой твёрдости эти сплавы обладают пониженной электропроводностью, вследствие чего потребляются в электронике. Медно-алюминиевый сплав также подразделяется на несколько групп, что зависит от содержащихся в нем дополнительных элементов: марганца (алюминиево-марганцевые), марганца и железа (алюминиево-железо-марганцевые), железа (алюминиево-железные), никеля (алюминиево-никелевые).
Хорошие механические свойства, высокая стойкость против коррозии во многих средах, ценные физические свойства в сочетании с простотой плавки, литья и обработки давлением обусловили широкое применение медно-никелевых сплавов во многочисленых отраслях техники: в –авиа, -авто, судостроении, химической промышленности, станкостроении, электротехнике, приборостроении, производстве паровой и водяной арматуры, посуде, художественных и других изделиях.
Так как медь славится еще и высокими декоративными и эстетическими характеристиками, то сегодня ее используют и в ювелирном деле, создаются оригинальные детали интерьера, сувениры и другая продукция. Медь и медные сплав нашли применение и в строительной сфере, с их помощью осуществляется облицовка фасадов объектов и кровли.
Коррозия медных сплавов
На воздухе медь и ее сплавы покрываются тонким равномерным коррозийным слоем. Образование пленки - самозатухающий процесс, т.к. продукты коррозии защищают поверхность, металла от взаимодействия с внешней средой. Процесс образования пленки состоит из двух ровных стадий. Первая - образование первичной пленки, представляющей собой смесь оксидов и чистую закись меди. Время образования этого оксидного слоя - от нескольких месяцев до нескольких лет. С течением времени этот слой приобретает характерный для медных сплавов коричневый цвет. В отдельных случаях этот слой темнеет и может стать черным. При достижении некоторой толщины оксидного слоя на нем начинает образовываться зелёный слой солей меди. Наиболее вероятными химическими соединениями, образующимися на меди в результате коррозии, являются природные минералы. Цвет (состав и строение коррозийного слоя) зависит от присутствия в воздухе различных газов, твёрдых частиц разных веществ и др., а также от состава медного сплава.
В домашних условиях процесс образования сложных по составу пленок на медных сплавах идёт чрезвычайно медленно. Тонкий и равномерный коррозионный слой покрывает всю поверхность, воспроизводя все мельчайше детали декоративной отделки, вплоть до гравировки. На выступающих деталях рельефа он стирается, и сквозь утоньшенный слой просвечивает металл. Образовавшийся на поверхности медного сплава слой, обладает определенными физико-химическими свойствами, делающими его защитным и придающими различную окраску - от коричневой и черной до различных оттенков зеленой и голубой. Называется такой слой – патиной. Цвет патины зависит не только от длительности взаимодействия с атмосферой, и ее состава, но и от металла, качества его обработки, т.е. от внешних и внутренних факторов.[1]
Все сформировавшиеся патины содержат оксиды и соли. Окись меди - черного цвета, закись - красно-коричневого. Зеленые, синие и голубые цвета и оттенки патине придают различные медные минералы:
§ сульфаты - брошантит, антлерит, средние сульфаты в виде кристаллогидратов с различным количеством кристаллизационной воды, которые являются промежуточными продуктами при образовании зеленой патины. Основная сернокислая медь, синего цвета. Не растворяется ни в холодной, ни в горячей воде. Легко растворяется в кислотах, в растворах углекислого аммония и аммиака.
§ карбонаты меди; малахит и азурит. Основная углекислая медь, азурит, синего цвета. Всем известные на медных изделиях наслоения красивого зеленого и голубоватого цвета являются именно такими углемедными солями. При известных условиях, если эти соединения формируются медленно, налеты получают вид плотных эмалей, гладких и блестящих, совершенно не искажающих форму предмета, и тогда их называют благородной патиной. Если же они будут формироваться быстро, то эти налеты представляют порошкообразный красивый зеленый слой. Плотные углекислые соединения не вызывают на медных изделиях или изделиях, состоящих из медных сплаве в, особенно тревожных явлений
§ нитраты
§ хлориды в виде атакамита, паратакамита и боталлакита. Хлор для меди является главным разрушителем и всякие соединения меди с хлором (CuCl, CuCl2).. Из этих соединений наиболее неприятным является минерал атакамит, с которым постоянно приходится встречаться; его состав: СuCl2*3CuO*3H2O. Это чаще всего встречающееся хлорное соединение обволакивает медный или бронзовый предмет грубой коркой, имеющей часто безобразный бородавчатый, пузырчатый вид, что, конечно, очень сильно уродует то или иное изделие и глубоко разрушает металл. Нельзя упускать из виду, что чаще мы имеем бронзовые, а не чисто медные изделия и, значит, необходимо учитывать еще различные изменения, которые могут происходить с примесями: оловом, цинком, свинцом. Это значительно усложняет природу коррозийных корок и вместе с тем клининг изделий; так как медь разрушается легче олова, а свинец и цинк в изделиях не играют большой роли, то мы должны и можем сосредоточить свое внимание на разрушениях меди и их ликвидации.
§ иногда в патине обнаруживают хлористую медь и кристаллогидрат хлорной меди. Хлористая медь бесцветная. Гигроскопична, в химическом отношении неустойчива. В холодной воде практически не растворяется. При нагревании медленно гидролизуется, образуя гидрат закиси, который затем разлагается на закись меди и воду. Растворяется в растворах углекислого аммония и аммиака. Хорошо растворяется в хлороводородной кислоте и медленно - в муравьиной. В серной кислоте растворяется частично. В горячих растворах щелочей частично растворяется, остаток переходит в окись меди. Основная хлорная медь, зеленого цвета. Она не гигроскопична, нерастворима в холодной воде, а при кипячении медленно разлагается с образованием черной закиси меди. Легко растворяется в кислотах, в растворах аммиака, карбоната аммония. В щелочах частично растворяется, частично переходит в синий гидрат окиси, а затем в черную окись меди.
Практически все оксиды и соли меди, образующие патину, нерастворимы в воде, негигроскопичны, нейтральны по отношению к металлической меди, за исключением хлористой меди, т.е. патина является естественной защитной и декоративной пленкой.
Особым случаем разрушения медных сплавов является рецидивная коррозия, называемая бронзовой болезнью, которая может возникать статуэтках и украшениях из меди и ее сплавов. Первыми признаками заболевания являются появляющиеся на поверхности предмета характерные ярко-зеленые пятнышки рыхлого вещества. На очаге бронзовой болезни образуются капельки влаги, так как эти продукты коррозии гигроскопичны. Постепенно эти очаги разрастаются, покрывая все большие участки поверхности а, главное, разрушение идет вглубь металла, образуя каверну, заполненную рыхлым сыпучим веществом. После удаления этих продуктов коррозии поверхность оказывается сильно изъязвленной. Разрушение может идти с такой скоростью, что тонкий предмет оказывается полностью разрушенным за несколько месяцев.
Глава II. Серебро
Использование сплавов серебра в современном мире
Научная работа не подходит человеку, который
обеими ногами стоит на земле и обеими руками
тянется к долларам.
Марти Ларни (1909-1993) финский писатель.
Серебро известно еще с древних времен и всегда играло достаточно большую роль в нашей жизни. Лидийский царь Крез (561-546 гг. до н.э.), о несметных богатствах которого слагали легенды, впервые ввел золото и серебро как монетные металлы. Широкое использование серебра связано, в первую очередь, с его химическими и физическими свойствами, красивым внешним видом.
Этот металл в чистом виде применяется для серебрения изделий, недрагоценных металлов, а для ювелирных украшений используется в виде сплавов. Из серебра изготавливают украшения интерьера, предметы сервировки стола. Ювелирные украшения выпускают самые разнообразные, такие как кольца, серьги, кулоны, цепочки, броши, колье, браслеты, ожерелья, запонки и так далее. Заметим, что серебро применяется в сочетании с эмалью, золотом, полудрагоценными и драгоценными камнями, кораллами, жемчугом, слоновой костью.[2]
Существует несколько разновидностей сплавов серебра:
Сплав 950 пробы имеет такой же цвет, как чистое серебро. Во время отжига на поверхности сплава на воздухе появляется тонкая оксидная плёнка. Такой сплав замечательно поддаётся обработке давлением. Уже при температуре 600 градусов по Цельсию происходит старение сплава. Поэтому после отливки и после отжига нужно тут же приступить к обработке сплава. Однако, есть и недостатки у серебра 950 пробы: изготовленные из этого сплава изделия при эксплуатации деформируются.
Сплав 925 пробы называют «стандартным серебром», в нём содержится значительное количество серебра, он имеет высокие технические свойства. Серебро 925 пробы широко используется во многих странах, его цвет аналогичен серебру 950 пробы, но механические свойства у него выше. Для того чтобы получить высокую пластичность, после отжига сплав подвергают закалке.
Сплав серебра 900 пробы немного отличается от цвета чистого серебра. Этот сплав не так стоек на воздухе, чем сплавы 925 и 950 проб, но он замечательно отливается и куётся, а так же обладает высокой прочностью. Этот сплав подходит для литья, гибки, пайки, ковки и чеканки, но для тонких филигранных операций и глубокой чеканки, он твердый. В качестве основы для нанесения эмали - он не пригоден.
Сплав серебра 875 пробы с виду напоминает сплав 900 пробы, но сопротивление к деформированию у него выше и от этого обработка давлением хуже. Этот сплав твердый, подходит для литья, труднее подвергается механической обработке.
Сплав 800 пробы дешевле всех вышеперечисленных сплавов. У него желтоватая окраска и небольшая стойкость на воздухе. Так же пластичность сплава 800 пробы намного ниже, чем у сплава 925 пробы, однако литейные свойства выше, по сравнению со сплавами, имеющими высокое содержание серебра. Из этого сплава изготавливают в основном столовые приборы. Он обладает наилучшими литейными свойствами, чем сплавы с большим содержанием серебра. Для литья достаточно уже 900°С. Недостатками являются заметный желтоватый оттенок и более быстрая окисляемость на воздухе. При больших деформациях, гибке или растяжении, сплав следует подвергнуть промежуточному отжигу.
Сплав 750 пробы имеет желтоватую окраску, в ювелирном деле почти не применяется.
На состояние сплава очень сильно влияют примеси:
Никель — при содержании никеля до 1% повышается прочность сплава серебра. При содержании никеля более 2,5%, он становится вредной примесью, сплав получится ломким.
Свинец — 0,05% и более делает сплавы серебра хрупкими при нагреве.
Олово — незначительное количество снижает температуру плавления сплава. Чистое серебро может растворить в себе до 19% олова. Если в сплаве Ag - Cu содержание олова превысит 9%, то образуется хрупкое соединение Cu4Sn. Олово при плавлении окисляется и хрупкость сплава возрастает из-за образования SnO2.
Алюминий — до 5% растворяется в твердом сплаве, однако при более высоком содержании алюминия образуется хрупкое соединение AgAl. При отжиге и плавке образуется также соединение Al2O3, которое делает сплав хрупким и ломким.
Цинк и кадмий — являются важнейшими присадками для получения припоев, снижающих температуру плавления. Температуры испарения и горения цинка и кадмия невелики, при добавке их в расплав следует соблюдать особую осторожность.
Содержание цинка в сплаве Ag - Zn не должно превышать 14%, этом случае сплавы не тускнеют на воздухе, имеют хорошие пластичность и полируемость, при содержании цинка более 20% сплав становится хрупким. Несколько десятых процента цинка, добавленных в расплав Ag - Cu перед разливкой, значительно превышает текучесть сплавов. При изготовлении припоя Ag – Cu - Zn - берут сплав Ag - Cu и добавками цинка понижают его температуру плавления, причем разность температур плавления основного сплава и припоя должна быть не менее 50°С. Сплавы Ag – Cu - Zn устойчивы к потускнению на воздухе, имеют хорошую пластичность и хорошо обрабатываются. Медь совершенно не растворяет кадмий, а образует с ним хрупкое химическое соединение Cu2Cd, однако при достаточном количестве серебра в сплаве кадмий растворяется в серебре, такой сплав тягуч, пластичен и весьма устойчив к потускнению. Из Четырехкомпонентных сплавов Ag – Cu –Zn - Cd готовят низкотемпературные припои.
Кремний — растворяется в серебре до 1,5%, при большем содержании, сплав становится очень хрупким.
Углерод(графит) — не реагирует с серебром и не растворяется в нем. располагается по границам зерен, сплав становится очень хрупким.
Фосфор и сера — образуют с серебром и медью твердые соединения. Сплавы от этого становятся хрупкими, быстро тускнеют, на них плохо ложатся гальванические покрытия. При плавке (газовой или бензиновой) горелкой, двуокись серы, поглощается металлом, а при затвердевании выделяется, делая сплав пористым, кроме этого образуются Cu2S и Ag2S. Примеси серы более 0,05% делают сплав серебра хрупким, темнеющим, на него плохо наносится гальваническое покрытие. Источниками попадания серы в сплавы могут быть содержащие серу исходные материалы, горючий газ, остатки травильных растворов. Незначительные следы фосфора делают сплав красноломким и быстротускнеющим. Фосфор может попасть в сплав при раскислении расплава фосфорной медью, когда она не расходуется полностью для раскисления (удаления окиси меди).
Не целесообразно применять драгоценные металлы в чистом виде в ювелирном деле не только из-за дороговизны, но ещё из-за недостаточной износостойкости и твёрдости, поэтому для производства ювелирных украшений используют сплавы драгоценных металлов.
На основе серебра созданы припои с уникальными эксплуатационными свойствами (пайка вакуумных приборов, керамических и композиционных материалов, соединений разнородных материалов, обладающих весьма различными коэффициентами теплопроводности). При этом чем выше требования к коррозионной стойкости паяного шва, тем с более высоким содержанием серебра применяются припои.
Почти все соединения серебра (Ag(I)) на свету разлагаются до свободного серебра и приэтом окрашиваются в серый или черный цвет, что используется в фотографии. Лишь в последнее время на изготовление кино и фотоматериалов с созданием цифровой техники стало расходоваться меньшее количество серебра.
Серебро и его сплавы используются в качестве катализаторов.
Большое количество серебра идет на изготовление электроконтактных материалов для нужд электротехники и электроники.
Однако проявляющийся в последнее время интерес к серебру связан главным образом с расширяющимся применением его в ядерной и военной технике, в частности для аккумуляторных батарей. Только для аккумуляторов одной подводной лодки «Трешер» использовано несколько тонн серебра. Всего же для этих целей в 1962 году в США было израсходовано 142 тонны серебра.
В медицине серебряные сплавы применяют для изготовления инструментов, деталей приборов, протезов, а также различных препаратов.
Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Некоторое время назад для лечения простуды использовали раствор протаргол и колларгол, которые представляли собой коллоидное серебро.
Причины потускнения серебра и способы его защиты
Потемнение -- основной недостаток серебряных сплавов и изделий из них. Это связано с тем, что серебро активно взаимодействует с содержащимися в воздухе сернистыми соединениями и в результате образует сульфид серебра (Ag2S) черного цвета. Медь, являющаяся вторым активным компонентом сплава, образует сульфид меди (Cu2S) тоже черного цвета и оксид меди красно-коричневого цвета. По мере пребывания на воздухе на поверхности серебряного изделия образуется темный налет: вначале изделие кажется желтоватым, почти золотистым, затем поверхность становится коричневатой, потом грязно-синей, темно-синей и наконец - черной. При этом степень и интенсивность потемнения зависят от процентного содержания меди в сплаве - чем больше меди, тем быстрее изделие покрывается темным налетом.
Для защиты серебра от потемнения разработаны и используются в производстве технологические приемы:
«Белое» кипячение. Для того чтобы снизить содержание меди в тонком поверхностном слое серебряного изделия, его кипятят в серной или соляной кислоте. Поверхность в результате такой обработки приобретает матовый оттенок.
Гальваническое покрытие. Изделие из серебряного сплава покрывают тонким слоем чистого серебра. Обычно такой обработке подвергаются серебряные изделия для сервировки стола (столовое серебро).
Родирование. Изделие из серебряного сплава покрывают слоем белого родия. Родиевое покрытие надежно защищает поверхность серебра от потемнения и делает его более износостойким. Но у этого способа есть недостатки: в случае ремонта (при пайке) родиевое покрытие становится синевато-черным и может растрескаться. Чтобы устранить этот недостаток, может потребоваться снятие старого и нанесение нового покрытия, что не всегда возможно в условиях обычной ювелирной мастерской.
Лакирование. Покрытие изделия слоем лака. Здесь есть одно «но» -украшения при этом не носят, а столовым серебром не пользуются. Этот прием подходит для изделий, требующих длительного хранения, например предметов антиквариата.
Пассивирование. Нанесение на изделие тонкого слоя воска, который хорошо защищает поверхность от воздействия воздуха. Этот метод также применяется для хранения.
Глава III. Клининг медных и серебряных сплавов
Очистка медных сплавов
Настоящий университет наших дней – собрание книг.
Томас Макалей (1800-1859), английский историк
В быту мы в основном используем сплавы меди. Для чистки таких изделий совершенно непригодны средства, содержащие твердые крупнозернистые абразивы, которые могут поцарапать очищаемую поверхность и уменьшить блеск изделий. Поэтому в состав средств для чистки цветных металлов входят лишь мягкие (мел, диатомит) или тонкодисперсные (силика-гель) абразивы. В состав таких чистящих средств вводят также воск, органические растворители, аммиак и др
При химическом способе мы пользуемся различными химическими реактивами, растворяющими наслоения на бронзе или меди. Из них на первом месте стоят лимонная кислота и аммиак. Лимонная кислота принадлежит к слабым органическим кислотам; она довольно медленно растворяет окислы меди и еще медленнее металлическую медь; это создает весьма благоприятные условия работы, так как позволяет вести постоянный контроль и устраняет опасность повреждений во время чистки. Рабочая концентрация раствора — 5%.
Медные соединения разрушаются аммиаком весьма легко, он общедоступен, а поэтому считается самым простым средством и наиболее употребляемым. Его применяют не в чистом продажном виде, а в сильно разведенном. Обыкновенный аптечный аммиак имеет концентрацию 25%; и этот аммиак мы разводим водой до концентрации 5—10%; лучше начинать с еще более слабой концентраций (2%). Такая концентрация вполне достаточна для растворения соединении на меди или бронзе. Но надо помнить, что аммиак средство обоюдоострое, он задевает и самый металл, а потому, если он применяется, то с большой осторожностью:— необходимо тщательно наблюдать, чтобы предмет не был частично обнажен из-под жидкости, так как в присутствии воздуха действие аммиака сейчас же скажется самым разрушающим образом. В практике Британского музея (Лондон) для смягчения действия аммиака (NH4 * ОН) берут хлористый аммоний (NH4CI) иногда с добавлением хлористого олова и небольшого количества соляной кислоты. При добавлении хлористого олова происходит частичное восстановление меди.
Химическим реактивом, который очень сильно растворяет всякие медные окислы, является азотная кислота, но последняя очень сильно действует и на сам металл, а потому применять ее ни под каким видом не следует, хотя я и находила в некоторых старых руководствах рекомендацию азотной кислоты для чистки монет.
Надо брать более мягкие кислоты; из таких мягких кислот, можно употреблять лимонную кислоту. Обычная концентрация реактива — не свыше 15—20%, в редких случаях 25%.
В лаборатории Института археологической технологии в качестве прекрасного чисто химического способа очистки медных вещей была принята специальная аммонийная паста молодого советского химика А. А. Лаптева. Ее преимущество заключается прежде всего в том, что аммиак, вместо водного раствора, действует в мыльной жидкой массе, мыло же обладает изумительной способностью смачивания и проникает поэтому в глубочайшие поры предмета, вытесняя оттуда воздух, чего простым раствором достигнуть трудно. Мыло не может применяться там, где вода жесткая от присутствия извести. Равным образом вещи, покрытые известью, мылом обрабатывать нельзя во избежание образования нерастворимых известковых мыл. Кроме того, аммиак удерживается мылом гораздо лучше, чем водой, почему количество аммиака может быть значительно понижено; вполне удовлетворительные результаты получаются уже при 1,5% аммиака в пасте. [4]
Паста может быть приготовлена любым музейным работником. Способ приготовления: детского мыла 1 кг разваривается в 10 л воды; в однородную кипящую массу вливают раствор 40 г натрийной селитры и 6,6 г буры. Все это смешивается и кипятится вместе до полной однородности и остуживается. Затем в слегка теплую пасту вливают аммиака l,5% к весу всей пасты; все опять хорошо перемешивается и наливается в хорошо закрывающиеся стеклянные банки:
Особо трудный случай очистки представляют предметы из бронзы (меди) с насечкой или плакировкой золотом и серебром. Золото может покрывать предмет тончайшим листиком. Под ним, в случае каких-либо разрывов между двумя металлами (золотом и бронзой), развивается коррозия в результате электролитического процесса (гальваническая пара: золото плюс медь в виде бронзы, плюс вода с содержанием кислоты или щелочи в качестве электролита). При этом более слабый металл, в данном случае медь, разрушается, а продукты разрушения отслаивают золото от бронзовой основы. Иногда даже довольно толстые, не говоря о тонких. Листики золота разрываются силой кристаллизации медных солей, и предмет может потерять все свое золотое убранство.
Лучшим средством здесь оказывается опять паста А. А. Лаптева, применяемая терпеливо и спокойно.
Химик А. Скотт, производивший над бронзами большие работы в лаборатории Британского музея, рекомендует применение попеременной обработки предмета: а) щелочным раствором из 15 частей виннокислого кали-натрия, 5 частей едкого натрия и 100 частей воды и б) 20-процентным раствором уксусной кислоты. Эта обработка начинается и заканчивается обязательно щелочным раствором. Между ваннами промывки не производят. Каждая ванна длится 1—2 часа. [4]
При серебряной насечке или плакировке второй способ предпочтительнее, чем паста Лаптева, ввиду особого действия муравьиной кислоты на серебро.
Если надо произвести энергичную очистку в более быстром темпе, применяют другие способы, которые, однако, требуют большой осторожности. Это делается заменой раствора едкой щелочи раствором серной кислоты. Процесс ведут так: берется предмет, засыпается гранулированным цинком и заливается электролитом, состоящим из 10-процентного раствора серной кислоты. В результате, получаете необычайно бурное протекание процесса, весь раствор буквально кипит. Растворение окислов и восстановление идет с чрезвычайно большой быстротой, но одновременно возникает опасность получения сернистых соединений, т. е. соединений меди с серной кислотой, которые сами по себе являются нежелательными. Кроме того, процесс идет настолько бурно, что овладеть им, поймать тот момент, когда еще не образовались вредные соединения, а. предмет уже достаточно очистился, довольно трудно. Поэтому, желая сделать процесс более мягким, мы берем в равных долях раствор серной кислоты и глицерин. Тогда процесс идет мягче, спокойнее и мы в состоянии наблюдать за его прохождением. После окончания процесса необходимо самое тщательное промывание предмета, а так как здесь может быть упорное действие кислоты, необходимо ее нейтрализовать в слабом щелочном растворе, например, 2-процентном растворе аммиака; в этом растворе держат предмет минут 10 после того, как вынули его из серной кислоты и промыли. После аммиачной ванны опять необходимо промывание. Всякое промывание идет не в холодной, а в кипящей воде.
Применение кислой, а не щелочной электролитической ванны совершенно необходимо в тех случаях, когда на бронзе есть украшения из эмали или стекла. Вместо сильной серной кислоты можно и даже предпочтительнее в этих случаях брать слабую уксусную или муравьиную кислоту.
После того, как предмет уже совершенно освободился от дикой патины, его необходимо прокипятить в двух — трех водах, каждый раз по полчаса, для того, чтобы удалить и гидроксид натрия, и всякие другие вещества.
Очистка серебряных сплавов
Всё не объясненное и тёмное кажется
важнее объясненного и светлого.
Фридрих Ницше(1844-1900)
немецкий философ.
Для удаления темного налета с серебряных, посеребренных предметов торговли, столовых приборов нужно вымыть их в теплой мыльной воде, а затем почистить мягкой тряпочкой с нанесенной на нее смесью порошкообразного мела (зубного порошка) с несколькими каплями нашатырного спирта, после чего вымыть чистой водой и протереть. Также блеск сильно потускневших серебряных предметов торговли можно восстановить, если вымыть их сначала любым моющим средством, а затем раствором гипосульфита натрия (20 г гипосульфита натрия на 100 мл воды) и теплой водой.
Один из самых распространенных методов очистки серебряных изделий высокой пробы – это поместить их в 10%-ный раствор нашатырного спирта на один час. Если нашатырного спирта под рукой не оказалось можно приготовить содовый раствор (30г пищевой соды на 100г воды), в который на несколько часов погрузить изделия. Можно такой раствор подогревать до кипения, а наиболее загрязненные места очищать мягкой зубной щеткой – процесс чистки значительно ускорится.
Также изделия высокой пробы можно чистить при помощи нашатырного спирта, пищевой соды и зубной пасты, перемешанных до кашеобразного состояния. Эта смесь не должна содержать абразивных, царапающих частиц. Протирать изделие из серебра этой массой нужно мягкой щеткой ли пальцами рук, не прилагая при этом заметных усилий.
Если в изделии из серебра содержится много меди, то при сильном окислении такое изделие позеленеет. Поэтому в начале необходимо очистить изделие от этой зелени. Для этого берут 10%-ный раствор Трилона Б, с его помощью счищают зеленый налет, а уже потом продолжают чистку серебра одним из стандартных методов.
Можно освежить серебряные, посеребренные и мельхиоровые предметы торговли, вымыв их в теплой воде с питьевой содой (17 г на 1л воды) или в теплой мыльной воде с добавлением нашатырного спирта (2 столовые ложки на 1 л воды), затем сполоснуть чистой водой и протереть.[2]
От пятен плесени на серебряных вещах можно избавиться, если протереть их тряпочкой, смоченной подогретым 6%-м раствором уксусной кислоты.
Чтобы украшения радовали глаз, за ними тоже надо ухаживать. Во-первых, чтобы предохранить ювелирные предметы торговли от загрязнения и повреждений, их надо снимать на время домашних работ, а также при пользовании косметическими средствами.
Во-вторых, если серебряная цепочка или кольцо покрылись темным налетом, помойте украшение в теплой мыльной воде, затем почистите мягкой тряпочкой, смоченной в смеси нашатырного спирта и зубного порошка, еще раз помойте чистой теплой водой и протрите.
Важно помнить: если ваше серебряное изделие имеет тонкое ажурное плетение или много драгоценных камней, то лучше всего отдать изделие на профессиональную чистку в ювелирную мастерскую.
Уход за столовыми приборами: для предметов торговли с серебряным или золотым покрытием требуются особые условия ухода. Посеребренные предметы торговли не должны соприкасаться с резиной, так как она содержит серу, которая является катализатором само оксидирования серебра. Следует помнить, что серебро и золото весьма мягкие материалы и легко царапаются, поэтому столовые приборы с покрытием требуют бережного обращения. Столовые приборы с покрытиями из драгметаллов следует регулярно чистить специализированными средствами. Столовое серебро должно храниться в специально предназначенных футлярах в прохладном месте. Зеркальная поверхность полированного серебра и первоначальный цвет сохраняются в течение длительного времени, если после каждого мытья или споласкивания оно тщательно вытирается или высушивается насухо. При возникновении незначительного темного налета на поверхности предметов торговли он может быть удален мытьем в теплой воде с добавлением пищевой соды (50 грамм на 1 литр). После этого серебро протирается насухо мягкой тканью.