[课外阅读]浅谈化学分析在文物保护中的应用

[课外阅读]浅谈化学分析在文物保护中的应用

分析化学是化学学科的重要分支。是以物质的化学反应为基础的分析方法，是实践性较强的一门科学。它的任务是鉴定物质的化学结构(结构分析)和化学成分以及测定物质有关成分含量(定性、定量分析)。分析化学包括的范围是很广泛的，从分析对象来说包括各种气态、固态或液态的无机物和有机物。在现代化学研究中分析手段尤其是不可缺少的，在矿物学、地质学、海洋学、生物学、医药学、考古学及文物保护等诸多科学领域中分析化学都得到广泛的应用。

下面就几个实例谈一谈湿法化学分析在文物保护研究及工作中的具体应用。

例一：司母戊鼎是商后期王室祭器。长方形腹、立耳柱足是迄今为止最大最重的青铜时期少见的大型器物。腹内铭文" 司母戊"是商王文丁为祭祀其母所铸。一九三八年春在离河南安阳武官村大墓西南八十米处吴培文祖坟地中出土面世。

一九九零年夏在对司母戊鼎保护的过程中发现位于该鼎铭文背面右上方处(鼎腹北外右上方)有一块13×15cm不规则形状的砖红色的锈。从锈的外型上来看呈块状集合体，很象铁的氧化物。因为褐铁矿(fe2o3.3h2o)、针铁矿(fe2o3.h2o)的形状多呈葡萄状、土状集合体。但是，青铜器在土壤与大气中常年氧化腐蚀过程产生的另一种腐蚀产物赤铜矿(cu2o) 也呈红色。同时在司母戊鼎南腹内中部、腹左上部等处均发现此种锈样。首先从该处取少许锈样做定性分析来判断

锈蚀物是铁锈？锡盐？铜盐? 试样分别溶解在1:1hcl 、1:1hno3 的溶液中。

⒈样溶于1:1hno 3溶液中呈无色，溶解完全，无沉淀生成。

①溶液呈无色说明溶液中无二价铜离子存在。

②溶液溶解完全说明反应过程中无偏锡酸生成。

⒉锈样溶于盐酸溶液中溶液呈黄绿色，加入硫氰酸铵后有红色沉淀生成。

fe2o3+6hcl=2fecl3(黄色)+3h2o

fe3++cns-→[fe(cns)]2+(血红色)

通过以上两组定性分析试验，砖红色锈样溶于盐酸溶液中呈三价铁离子黄色，溶于硝酸溶液中未发现二价铜离子和水合偏锡酸(h2sno3)存在。定性鉴定后初步判断该锈蚀物为三价铁离子。之后又进一步对该物质进行了定量分析。定量分析采取重铬酸钾法。

首先用万分之一天平准确称取锈样放置在200ml 容量瓶中用20ml1:1盐酸溶样

fe2o3+6hcl=2fecl3+3h2o

fecl 3+cl-=〔fecl4〕-(黄色)

生成易溶于水的络离子，用二氯化锡将三价铁离子还原成二价铁离子用0.05n k2cr2o7滴定。

sn2++2fe3+=2fe2++sn4+

6fe2++cr2o72-+14h+=6fe3++ 2cr3++7h2o

通过定量分析进一步判断鼎腹北外右上方砖红色锈蚀层是铁的

氧化物fe2o3=62.27％

例二：在对司母戊鼎保护过程中发现西北口沿处有大量金属片最大的一片重247.9mg。通过定性检测证明凡是有此金属体处氯离子含量高。从锈蚀处观察基体分布为青铜‖粉状锈‖纯铜体‖氧化亚铜‖鼓包。这种金属实有光泽，韧性好

取该金属和同等量的标准铜,试样用10mlhcl，4ml双氧水溶样后，分别移入100ml容量瓶中取平行样三份加入过量的ki ，用标准硫代硫酸钠滴定过量的i2。

cu++2hcl+h2o2=cucl2+2h2o

cu2++2i- =cu+i2

2s2o32-+i2=s4o62-+2i-

经过定量分析该金属体为纯铜含量97.45%

例三：在青铜器的保护过程中，粉状锈的存在是青铜器的大敌。它的危害性在于其腐蚀会在铜体内反复进行，因此氯离子对青铜器的危害甚大，所以在处理文物之前对氯离子的定性检测是必不可少的。

⒈硝酸银检测法：

氯化亚铜与水反应：cu2cl2+h2o=cu2o+2hcl

在酸性条件下加入硝酸银就会有白色沉淀生成：cl-+ag+=agcl ↓

但是锡盐溶于硝酸溶液中，由于部分锡盐不溶于硝酸，硝酸能氧化锡为白色粉末状的锡酸。因此在定性检测的锈样时加入硝酸，如溶液呈浑浊或有不溶解的白色沉淀可视为锡的碱式盐或锡酸。这是区别

氯化亚铜和二氧化锡的方法之一。

⒉乙醇检测法：

氯化亚铜和二氧化锡在文物上虽然都呈粉末状，但是锡石不溶于乙醇溶液，而氯化亚铜在乙醇溶液呈白色浑浊状。尤其是活性的氯化亚铜反应现象十分明显。这是区分方法之二。无水乙醇是文物保护中常用的有机试剂，无毒。尤其在文物保护现场、考古工地用此试剂检测简便易行是检测氯离子的好办法。

⒊吡啶检测法：

氯化亚铜加入砒啶溶液中生成绿色固体：

cu2cl2+4c5h5n→cu(c5h5n)4cl↓(绿色固体)

分析化学在文物保护中的应用是文物保护技术学的重内容之一。以上几例文物保护实例说明运用科学的检测手段对文物进行研究，为文物保护提供技术依据。使其在具体的工作中充分发挥它的作用是十分必要的。

文章来源网络整理，请自行参考编辑使用