раскрыть роль химии в реставрации живописи продемонстрировать реализацию методов аналитической химии для обнаружения катионов и анионов в реставрации. - презентация

1

2

3

4 раскрыть роль химии в реставрации живописи продемонстрировать реализацию методов аналитической химии для обнаружения катионов и анионов в реставрации живописи

5

6 Масляная краска ПигментПриродныеМалахитАзурит Цветные земли Лазурит Искусствен- ные Свинцовые белила Искуств. ультрамарин Баритовые белила Связующее вещество ЭмульсияЯичнаяКазеиноваяПВАВоскПчелиныйСтеарин Растительные масла ОливковоеЛьняноеОреховое

7 1. Консервация картин. 2. Аналитический метод определения катионов и анионов в красочном слое. 3. Люминесцентный метод. 4. Нано-технологии.

8

9 НазваниеИзвестковые белилаБаритовые белилаЦинковые белилаСвинцовые белила Химическая формула Карбонат кальция, кальцит, Са СО 3 Сульфат бария Ва SО 4 Оксид цинка ZnООсновной карбонат свинца (РbОН) 2 СО 3 Действие кислот Растворяются в кислотах с выделением углекислого газа (СО 2 ). В раствор переходят ионы Са 2+ Са СО 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Не растворимы в кислотах. Для перевода в раствор частицу пигмента сплавляют в тигле с содой (NaHCO 3 ). В раствор переходят ионы Ba 2+ Растворяются в азотной кислоте, без выделения газа. В раствор переходят ионы Zn 2+ Zn О + 2HNO 3 Zn( NO 3 ) 2 + H 2 O Растворяются в кислотах с выделением углекислого газа (СО 2). В раствор переходит ионы Рd 2+ (РbОН) 2 СО 3 + 4HCl 2PbСl 2 + CO 2 + 3H 2 O

10 ПигментыБелые пигменты Название Известковые белилаБаритовые белилаЦинковые белилаСвинцовые белила Открываемый ион Са 2+ (II аналитическая группа катионов) Ва 2+ (II аналитическая группа катионов)Zn 2+ (III аналитическая группа катионов) Pb 2+ ( IV аналитическая группа катионов) Реактив Серная кислота H 2 SO 4 Бихромат калия K 2 Cr 2 O 7 Тетрароданомеркуриат аммония (NH 4 ) 2 [Hg(SCN) 4 ] в смеси с сульфатом меди CuSО 4 3% раствор йодида калия KI Наблюдения Образование кристаллов гипса CaSO 4 · 2H 2 O, имеющие вид игл, розеток, пластинок. Выпадает осадок хромата бария BaCrO 4 светло-желтого цвета. Выпадет осадок фиолетового цвета, представляющий собой смешанные кристаллы роданомеркуриата цинка и меди Zn[ Hg(SCN) 4 ] · Cu [Hg(SCN) 4 ] Выпадают ярко- желтые кристаллы йодида свинца PbI 2, которые растворяются в воде. При охлаждении раствора вновь выпадает осадок PbI 2 в виде золотисто- желтых пластинчатых кристаллов. Реакция 2 Ba 2+ + Cr 2 O H 2 O = 2BaCrO 4 + 2H + HCl + CH 3 COONa = NaCl + CH 3 COOH H + + CH 3 COO - = CH 3 COOH Zn 2+ + Cu 2+ +2[Hg(SCN) 4 ] 2- =Zn[Hg(SCN) 4 ] · Cu[Hg(SCN) 4 ] Pb 2+ +2KI = PbI 2 +2K + Ход определения На предметное стекло помещают каплю исследуемого раствора и отдельно – каплю 2н. раствора H 2 SO 4. Капли соединяют при помощи капли воды. Через несколько минут в водной зоне выпадают кристаллы гипса, имеющие вид игл, розеток, пластинок. К раствору соли бария приливают 3-5 капель раствора бихромата калия K 2 Cr 2 O 7. Выпадает осадок, при добавлении 3-5 капель 2н. раствора ацетата натрия CH 3 COONa количество осадка хромата бария BaCrO 4 увеличивается. К 1-2 каплям исследуемого раствора приливают каплю 0,1% раствора сульфата меди и каплю тетрароданомеркуриат- аммония (NH 4 ) 2 [Hg(SCN) 4 ]. Стенки пробирки потирают стеклянной палочкой в присутствии ионов цинка. Выпадает темно-фиолетовый осадок: Zn[Hg(SCN) 4 ] · Cu[Hg(SCN) 4 ] К 2-3 каплям исследуемого раствора приливают 1-2 капли раствора KI. Выпадает желтый осадок PbI 2. Смесь нагревают до кипения, осадок растворяется. А при охлаждении раствора вновь выпадает осадок PbI 2.

11 НазваниеНатуральный и искусственный ультрамарин (лазурит) АзуритБерлинская лазурьСмальтаАлександрийская лазурь Химическая формула Na 8-10 Al 6 Si 6 O 24 S 24 Основной карбонат меди (CuOH) 2 CO 3 Ферроцианид железа Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 Калиевое силикатное стекло, окрашенное кобальтом Медное стекло Открываемый ион S 2- (анион I аналитической группы) Cu 2+ (катион IV аналитической группы) Fe 3+ (катион III аналитической группы) Co 2+ (катион IV аналитической группы) Cu 2+ (катион IV аналитической группы)

12 Действие кислот, щелочей Разлагается в кислотах с выделением сероводорода H 2 S. Растворяется в кислотах с выделением углекислого газа CO 2. Cu 2+ переходит в раствор. Нерастворимое в кислотах соединение, разлагается щелочами, образуя гидроксид Fe (III) и ферроцианид калия K 4 [Fe(CN) 6 ]. Fe 3+ переходит в раствор. K 4 [Fe(CN) 6 ] + 12КОН = 4Fe(OH) 3 + 3K 4 [Fe(CN) 6 ] K 4 [Fe(CN) 6 ] + 12OH - = 4Fe(OH) 3 + 3[Fe(CN) 6 ] 4- Пигмент переводят в раствор, сплавляя с фтористым натрием (NaF). Полученную массу растворяют в воде. Co 2+ переходит в раствор Пигмент переводят в раствор, сплавляя с фтористым натрием (NaF). Полученную массу растворяют в воде. Cu 2+ переходит в раствор Открываемый ион S 2- (анион I аналитической группы) Cu 2+ (катион IV аналитической группы) Fe 3+ (катион III аналитической группы) Co 2+ (катион IV аналитической группы) Cu 2+ (катион IV аналитической группы) РеактивА) Ацетат свинца (СH 3 COO) 2 Pb Б) Нитропруссид натрия Na 2 [Fe(CN) 5 NO] А) Тетрароданомер- куриат аммония (NH4) 2 [Hg(SCN) 4 ] Б) ферроцианид калия K 4 [Fe(CN) 6 ] (в отсутствии катионов Fe 3+ ) Роданид калия KSCN или роданид аммония NH 4 SCN Тетрароданомеркур иат аммония (NH 4 ) 2 [Hg(SCN) 4 ] Тетрароданомеркур иат аммония (NH 4 ) 2 [Hg(SCN) 4 ] НаблюденияА) Происходит почернение бумажки, пропитанной ацетатом свинца Б) Образуется красно- фиолетовое окрашивание бумаги В) Присутствие сероводорода можно определить по запаху А) Образуются желтые кристаллы Cu[Hg(CNS) 4 ] Б) Выпадет красно- коричневый осадок Cu 2 [ Fe(CN) 6 ] Образуется роданид железа кроваво- красного цвета Fe(SCN) 3 Образуются синие кристаллы Co[Hg(CNS) 4 ] в виде призм, пирамид, треугольников Образуются желтые кристаллы Cu[Hg(CNS) 4 ]

13 РеакцияА)Cu 2 +[Hg(SCN) 4 ] 2- = Cu[Hg(SCN) 4 ] Б) 2 Cu 2+ + [ Fe(CN) 6 ] 4- = Cu 2 [ Fe(CN) 6 ] Fe SCN - = Fe( SCN) 3 Co 2+ +[Hg(SCN) 4 ] 2- = Co[Hg(SCN) 4 ] Cu 2+ +[Hg(SCN) 4 ] 2- = Cu[Hg(SCN) 4 ] Ход определения А) Полоску фильтровальной бумаги смачивают раствором ацетата свинца (СH 3 COO) 2 Pb. К 2-3 каплям анализируемого раствора добавляют 3- 4 мл 2 н. раствора HCl. Пробирку накрывают полоской фильтровальной бумаги и слегка нагревают. Б) На капельную пластинку помещают каплю анализируемого раствора, каплю 2 н. раствора едкой щелочи и каплю 1% раствора нутропруссида натрия. А) К капле исследуемого раствора добавляют каплю раствора тетрароданомер- куриата аммония. Б) К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 3-4 капли раствора ферроцианида калия K 4 [Fe(CN) 6 ]. В пробирку помещают 1-2 капли исследуемого раствора, 1-2 капли 2 н. раствора HCl и 3-4 капли роданида калия или аммония. Каплю исследуемого раствора упаривают на предметном стекле. К сухому остатку добавляют каплю тетрароданомер- куриата аммония. К капле исследуемого раствора добавляют каплю раствора тетрароданомер- куриата аммония.

14 НазваниеХимическая формулаДействие кислот и щелочейОткрываемый ион КиноварьПриродный минерал и искусственно получаемый сульфид ртути HgS Растворяется в царской водке при нагревании. Hg 2+ переходит в раствор. Hg 2+ (IV аналитическая группа катионов) РеальгарПриродный минерал состава As 2 S Растворяется в концентрированной HNO 3. As 5+ переходит в раствор. As 5+ Сурьмяная красная Sb 2 S 3 (искусственный) Растворяют в концентрированной HCl Sb 3+ V группа Красный кадмий Сульфид и селенид кадмия CdS · CdSe Концентрированные кислоты растворяют пигмент с выделением сероводорода и селеноводорода. a) Cd 2+ б) Se 2- Красный хром Основной хромат свинца PbCrO 4 · PbO Растворяется в неорганических кислотах. Pb 2+, CrO 4 2- переходит в раствор. а) Pb 2+ (IV анал. группа) б) бихромат CrO 4 2- II группа анионов

15 РеактивРоданид аммония NH 4 CNS и нитрат кобальта Co(NO 3 ) 2 Молибдат аммония (NH 4 ) 2 Mo 4 в азотной кислоте Йодистый калий IK и хлорид цезия CsCl a)Щавелевая кислота HOOC- COOH или оксалат аммония H 4 NOOC- COONH 4 б) Тиомочевина а) 3% раствор йодида калия KI б) AgNO 3 в уксусной кислоте CH 3 COOH НаблюдениеОбразуются темно- синие кристаллы Co[ Hg(CNS) 4 ] в виде игл, призм. Образуются желтые кристаллический осадок (NH 4 ) 3 AsO 4 · 12Mo O 3 в виде мелких кубов, октаэдров. Образуются оранжево-красные кристаллы Cs 2 SbI a) Образуется бесцветный кристаллический осадок оксалата кадмия CdC 2 O 4 · 3H 2 O в виде призм и ромбов б) Образуется кроваво-красный селен Se а) Выпадают ярко-желтые кристаллы йодида свинца PbI 2, Которые растворяются в воде. При охлаждении раствора вновь выпадает осадок PbI 2 в виде золотисто- желтых пластинчатых кристаллов. б) Образуются красно- оранжевые кристаллы бихромата серебра Ag 2 Cr 2 O 7 Ход определения Каплю исследуемого раствора прибавляют к капле роданида аммония NH 4 CNS и нитрата кобальта Co(NO 3 ) 2 К исследуемому раствору добавляют каплю азотной кислоты и крупинку молибдата аммония. В каплю исследуемого раствора вводят кристаллик йодистого калия и через некоторое время – кристаллик хлористого цезия. А) В каплю исследуемого раствора помещают крупинку щавелевой кислоты или оксалата аммония. Б) На фильтровальную бумагу помещают порошок тиомочевины, затем каплю исследуемого раствора А) На предметном стекле к капле исследуемого раствора прибавляют каплю 2 н. раствора CH 3 COOH и каплю 0,1 н. раствора KI. В присутствии Pb 2+ выпадают желтые кристаллы в форме треугольников или шестиугольников. Б) К исследуемому раствору добавляют каплю уксусной кислоты и вводят кристалл нитрата серебра

16 НазваниеЯрь-медянкаМалахит природный натуральный Зеленая шеелеШвейнфутская зелень Химическая формулаСобирательный термин для ацетатов меди различного химического состава 2Cu(CH 3 COO) 2 Cu(OH) 2 5H 2 O Cu (CH 3 COO) 2 Cu(OH) 2 5H 2 O Cu (CH 3 COO) 2 2 Cu(OH) 2 Cu (CH 3 COO) 2 H 2 O СuCO 3 Cu(OH) 2 Основной метаарсенит меди Cu(AsO 2 ) nCu(OH) 2 mH 2 O Арсенит-ацетат меди Cu(CH 3 COO) 2 3 Cu(AsO 2 ) 2

17 Действие кислот, щелочей Хорошо растворяется в кислотах. Щелочи взаимодействуют с ярью- медянкой, образуя гидроксид меди синего цвета. Взаимодействует с кислотами с выделением углекислого газа, что резко отличает его от всех медных зеленых пигментов. Легко растворяется в кислотах и щелочах. Легко растворяется в кислотах и щелочах Действие температурВсе медные зеленые пигменты при нагревании до высоких температур разлагаются до оксида меди (II) CuO черного цвета. Открываемый ионА) Cu 2+ (катион IV аналитической группы) Б) CH 3 COO - Cu 2+ (катион IV аналитической группы) А) Cu 2+ (катион IV аналитической группы) Б) As (V) А) Cu 2+ (катион IV аналитической группы) Б)As (V) В) (CH 3 COO) 2 - Реактив А) Тетрароданомеркуриат аммония (NH4) 2 [Hg(SCN) 4 ] Б) Ортонитробензальдегид Тетрароданомеркуриат аммония (NH4) 2 [Hg(SCN) 4 ] А)Тетрароданомеркур иат аммония (NH4) 2 [Hg(SCN) 4 ] Б) Молибдат аммония (NH 4 ) 2 MoO 4 А)Тетрароданомерк уриат аммония (NH4) 2 [Hg(SCN) 4 ] Б) Молибдат аммония (NH 4 ) 2 MoO 4 В)Ортонитробензал ьдегид Реакция А)Cu 2+ + [Hg(SCN) 4 ] 2- = Cu[Hg(SCN) 4 ] Cu 2+ + [Hg(SCN) 4 ] 2- = Cu[Hg(SCN) 4 ] А)Cu 2+ + [Hg(SCN) 4 ] 2- = Cu[Hg(SCN) 4 ] Наблюдения А) Образуются желтые кристаллы Cu[Hg(CNS) 4 ] Б) Фильтровальная бумага становится синей или сине- зеленой Образуются желтые кристаллы Cu[Hg(CNS) 4 ] А) Образуются желтые кристаллы Cu[Hg(CNS) 4 ] Б) Образуется желтый кристаллический осадок (NH 4 ) 3 AsO 4 12MoO 3 в виде мелких кубов и октаэдров А) Образуются желтые кристаллы Cu[Hg(CNS) 4 ] Б) Образуется желтый кристаллический осадок (NH 4 ) 3 AsO 4 12MoO 3 в виде мелких кубов и октаэдров В) Ф/б становится сине-зеленой

18 Ход определения А) К капле исследуемого раствора добавляют каплю раствора тетрароданомеркуриата аммония. Б) Частицу пигменты смешивают со смесью равных частей оксида кальция и углекислого кальция, помещают в стеклянную трубку, запаянную с одного конца. Открытый конец трубки накрывают ф/бумагой, пропитанной раствором ортонитробензальдегида, и постепенно нагревают трубку. К капле исследуемого раствора добавляют каплю раствора тетрароданомеркуриата аммония. А) К капле исследуемого раствора добавляют каплю раствора тетрароданомеркуриата аммония. Б) К исследуемому раствору добавляют каплю азотной кислоты и крупинку молибдата аммония. А) К капле исследуемого раствора добавляют каплю раствора тетрароданомеркуриа та аммония. Б) Частицу пигменты смешивают со смесью равных частей оксида кальция и углекислого кальция, помещают в стеклянную трубку, запаянную с одного конца. Открытый конец трубки накрывают ф/бумагой, пропитанной раствором ортонитробензальдеги да, и постепенно нагревают трубку. В) К исследуемому раствору добавляют каплю азотной кислоты и крупинку молибдата аммония.

19

20 Открываемый ионCa 2+ (катион II аналитической группы) PO 4 3- (анион II аналитической группы) Mg 2+ (катион I аналитической группы) РеактивСерная кислота H 2 SO 4 Молибденовая жидкость (NH 4 ) 2 MoO 4 в азотной кислоте Гидрофосфат натрия Na 2 HPO 4 НаблюденияОбразование кристаллов гипса CaSO 2 · 2H 2 O, имеющие вид игл, розеток, пластинок. Образуется кристаллический осадок фосфорномолибдата аммония (NH 4 ) 3 Н 4 P(Mo 2 O 7 ) 6 Выпадают кристаллы белого цвета MgNH 4 PO 4 в виде звездочек, пирамид. РеакцияH PO NH MoO H + = (NH 4 ) 3 Н 4 P(Mo 2 O 7 ) H 2 O Mg 2+ + NH 4 OH + HPO 4 2- = MgNH 4 PO 4 + H 2 O Ход определенияНа предметное стекло помещают каплю исследуемого раствора и отдельно – каплю 2 н раствора H 2 SO 4. Капли соединяют при помощи капли воды. Через несколько минут в водной зоне выпадают кристаллы гипса, имеющие вид игл, розеток, пластинок. К 1 мл молибденовой жидкости прибавляют 3-4 капли исследуемого раствора. На предметное стекло помещают каплю исследуемого раствора, обрабатывают парами аммиака и вносят кристаллик Na 2 HPO 4. Реакции мешают ионы Ca 2+, которые удаляют с помощью раствора карбоната аммония (NH 4 ) 2 CO 3

21

22 Пигменты из золотаПигменты из меди и ее сплавовПигменты из серебра Физическое состояние Порошкообразное (твореное) золото либо листовое (сусальное) В качестве медных металлических пигментов использовалась медь и бронзовые порошки, получаемые из сплавов меди с цинком, оловом и другими элементами. Серебро используется в виде порошка или листов. Действие кислот Не растворяется ни в одной кислоте, за исключением царской водки HNO 3 + 4HCl + Au = HAuCl 4 + NO + 2H 2 O Хорошо растворяется в азотной кислоте при нагревании Cu + 4HNO 3 = 3NO 2 + Cu(NO 3 ) 2 + 2H 2 O 3Cu + 8 HNO 3 = 2NO + 3Cu(NO 3 ) 2 + 4H 2 O Отличительная черта серебряного пигмента: наличие темно- коричневой, почти черной пленки сульфида серебра Ag 2 S, образующейся в местах трещин и утрат покровного лака в результате воздействия сероводорода атмосферы. Действие температур Не изменяется при прокаливании до С При прокаливании пигменты из меди чернеют.

23 Открываемый ион Раствор исследуют на присутствие ионов: Cu 2+ (катион IV аналитической группы), Zn 2+ (катион III аналитической группы), Sn 4+ (катион V аналитической группы). Раствор исследуют на присутствие сульфид-ион S 2- (анион I аналитической группы) РеактивА) Тетрароданомеркуриат аммония (NH4) 2 [Hg(SCN) 4 ] Б) Тетрароданомеркуриат аммония (NH 4 ) 2 [Hg(SCN) 4 ] А) Ацетат свинца (СH 3 COO) 2 Pb Б) Нитропруссид натрия Na 2 [Fe(CN) 5 NO НаблюденияА) Образуются желтые кристаллы Cu[Hg(CNS) 4 ] Б) Выпадет осадок фиолетового цвета, представляющий собой смешанные кристаллы роданомеркуриата цинка и меди Zn[ Hg(SCN) 4 ] · Cu [Hg(SCN) 4 ] А) Происходит почернение бумажки, пропитанной ацетатом свинца Б) Образуется красно-фиолетовое окрашивание бумаги Ход определения А) К капле исследуемого раствора добавляют каплю раствора тетрароданомеркуриата аммония. Б) К капле азотнокислого раствора прибавляют 0,1%-ную каплю раствора сульфата меди и каплю тетрароданомеркуриата аммония. А) Полоску фильтровальной бумаги смачивают раствором ацетата свинца (СH 3 COO) 2 Pb. К 2-3 каплям анализируемого раствора добавляют 3-4 мл 2 н. раствора HCl. Пробирку накрывают полоской фильтровальной бумаги и слегка нагревают. Б) На капельную пластинку помещают каплю анализируемого раствора, каплю 2 н. раствора едкой щелочи и каплю 1% раствора нутропруссида натрия. РеакцияА) Cu 2+ + [Hg(SCN) 4 ] 2- = Cu[Hg(SCN) 4 ] Б) Zn 2+ + Cu 2+ + [Hg(SCN) 4 ] 2- =Zn[Hg(SCN) 4 ] · Cu[Hg (SCN) 4 ]

24 Сухой метод очистки атомарным кислородом Метод полимерного геля

25

26

27