chemische Reinigung

[Embarak]

Hallo
 
 Wegen der Reinigung einiger Fundstücke hatte ich wegen der in Frage kommenden Lösungen nachgelesen.
 In Frage kamen u.a. Na-Dithionit und Oxalsäure. Zu beidem gab es schon verschiedene Beiträge :
Puffermischung für Na-Dithionit ? 
Reinigung Oxalsäure

Für Na-Dithionit wird Mineralien reinigen und aufbewahren (Duthaler/Weiß) zitiert, wo folgendes Puffersystem aufgeführt ist :
Pro Liter    2g Na-Dithionit
              7,5g EDTA
              1,7g Na-Hydrogencarbonat

Schaut man auf die Molekulargewichte, ergibt das
 
                     Na-Dithionit             ( 174,11 g/mol)       2g  ~  0,01 M
                     EDTA (Titriplex III)   ( 372,24 g/mol)    7,5g  ~  0,02 M
                     NaHCO₃                   (   84,01 g/mol)    1,7g ~  0,02 M

Ein sehr schwacher Puffer !! Unberücksicht bleibt, daß EDTA in saurem Milieu kaum löslich ist.
Ich würde eine stock-solution 0,5M EDTA pH 7-8  nehmen, in der alles gelöst ist und den pH des Gesamtpuffers zum Schluss einstellen.
Aber auf welchen pH
Desweiteren wird dort vor empirisch ermittelten Rezepturen gewarnt, die eine viel zu hohe Na-Dithionit-Konzentration haben,
die lediglich eine vorzeitige Zersetzung des Puffers zur Folge haben soll.

Im Gegensatz zum aufgeführten Rezept finden wir noch diese Variante :

für 1 l Lösung:
         33g Na-Dithionit
        28 g NaHCO3
        59 g Natriumcitrat

Hier ergibt sich :

          Na-Dithionit    ( 174,11 g/mol)    33g  ~  0,2 M
         NaHCO₃         (   84,01 g/mol)    28g  ~  0,33 M
         Na-Citrat        ( 258,07 g/mol)    59g  ~  0,2 M

Nach meinen Erfahrungen mit Puffersystemen kommt mir das eigentlich realistischer vor.
Nun habe ich die freie Auswahl. Die Komponenten unterscheiden sich z.T. um einen Faktor 20 und den pH-wert kann ich mir aussuchen.
Da brauche ich keine Gramm-Angaben, da reichen Teelöffel, Esslöffel und Messerspitzen. 

Arbeitet ihr mit einem reproduzierbaren Protokoll, bei dem auch der pH eingestellt wird,
oder sind es jedesmal Puffer, die Auge mal Pi gemischt werden, pH egal ?

Die zweite Frage betrifft Oxalsäure.
Kann man hierbei abpuffern oder ist es überflüssig durch häufigeres Wechseln der Lösung ?

Gruß

Norbert

P.S.: Für neue Leser, die sich mit chemischer Reinigung beschäftigen möchten, noch die Bitte,
vor Beginn solcher Experimente die Sicherheitshinweise für die Chemikalien zu lesen,
um gesundheitliche Risiken zu vermeiden.




 

[guefz]

Hallo,

ich habe bisher die zweite Variante verwendet ohne den pH-Wert zu messen. Nach einigen Stunden sind dünne Beläge weg, bei dicken Schichten muss man das aber mehrfach wiederholen. Bislang angewendet mit Quarz und Galenit.

Günter

[uwe]

Ich arbeite mit der Wallerschen Lösung als Puffer. Klappt ganz gut und zeigt keine unerwünschten Reaktionen.


Ansatz Wallersche Lösung:    71 g Citrat
                 8,5 g Bicarbonat

In 800 ml Wasser lösen, auf 1000 ml auffüllen, Wallersche Lösung kann unbegrenzt aufbewahrt werden.

Kurz vor Anwendung pro 50 ml Wallersche Lösung 1 g Dithionit zugeben und lösen.

[Axinit]

Servus,

wie Guenther schon ausgefuehrt hat, sollte die Reinigung mit gepuffertem  Na-Dithionit nach dem  "zweiten Rezept" (s.u. ) gut funktionieren.

für 1 l Lösung:
         33g Na-Dithionit
        28 g NaHCO3
        59 g Natriumcitrat

Dabei ist es wichtig Folgendes zu beachten:
- die Temperatur der Loesung sollte nicht unter 20 Grad Celsius absinken, sonst wird die Reaktion sehr langsam bzw. kommt zum Erliegen.
- der optimale pH-Wert liegt deutlich im alkalischen Bereich (8 - 9). Dithionit wird im Saeuren unter Bidung von SO2 zersetzt.


Unter dem Stichwort "Waller solution" gibt es Einiges an Literatur im Internet. Die Verwendung  von Na-dithionit in Mengen von nur 20g/Liter kommt mir etwas sparsam vor. Geloestes Dithionit wird bereits durch den im Wasser geloesten Luftsauerstoff oxidiert und natuerlich auch im Kontakt mit der Umgebungsatmosphaere verbraucht.

Das Rezept aus dem Duthaler-Weiss halte ich (nur meine persoenliche Meinung) fuer wenig sinnvoll.

Oxalsaeure kann in waessriger Loesung (max. 10 Gew.% in entmineralisiertem (!) Wasser)) ohne Puffer zur Entfernung von Eisenoxid-Belaegen verwendet werden. Erwaermen beschleunigt die Reaktionsgeschwindigkeit deutlich.

Viel Erfolg beim Ausprobieren

Harald

[Krizu]

Hallo Harald,

darf ic hzur Oxalsäure anmerken: Bei nicht Ca-haltigen Stufen...

MfG

Frank

[Axinit]

Servus Frank,

Du darfst  - ich hatte den Hinweis unterlassen, da sich die Diskussion sozusagen schon auf Experten-Niveau bewegt.

GA

Harald

[Embarak]

Hallo


20g/l oder 33g/l Na-Dithionit ist jedenfalls schon mal deutlich mehr, als die im Duthaler/Weiß empfohlenen2g/l .
Lag ich mit meiner Vermutung doch nicht so falsch. Werde ich für den nächsten Versuch so ausprobieren.
Über die Ca-Einschränkung für Oxalsäure war ich schon gestolpert. 

Für meine Euba-Mitbringsel hatte ich mich mit Erfolg für's Grobe entschieden : 30% HCl .
Habe auch gemerkt, daß bei unterschiedlich starker Limonit-Schicht auch unterschiedliche Zeiten erforderlich sind.
Musste allerdings akzeptieren, daß mittelmäßige Stücke auch durch Putzen nicht unbedingt besser werden 

Wenn alles unter gelegentlicher Sichtkontrolle abläuft, kommt es sicher beim Einwiegen auch nicht auf ein Gramm mehr oder weniger an.
Werde meine Lehrbuch-Haltung zur Puffer-Herstellung vielleicht bei der Arbeit lassen...

... der optimale pH-Wert liegt deutlich im alkalischen Bereich (8 - 9)...

Ergibt der sich bei dem Rezept von allein oder hast Du mit dem einen oder anderen NaOH-Plätzchen nachgeholfen?

Erstmal Danke für eure Tips
Gruß

Norbert

[cmd.powell]

Hi Norbert

Wenn Du mit 30%iger HCl arbeitest kann es passieren, das die Stufen nach dem Trocknen wiederliche gelbe Verfärbungen zeigen, abhängig von der Porösität der Stücke. Ich habe diese Erfahrung mit Pegmatitstufen aus Bulgarien gemacht: Nach der Reinigung mit konz. Salzsäure und anschließendem Wässern waren die Stufen zunächst schön sauber, nach dem Trocknen wurden sie dann aber wieder gelb. Zum Glück lassen sich diese Verfärbungen mit Oxalsäure entgültig entfernen. Man kann also, vorrausgesetzt die Stufe hält das aus, zunächst größere Mengen an Eisenoxiden mit konz. Salzsäure auflösen und danach die restlichen Eisenverbindungen in/an der Stufe mit Oxalsäure entfernen. Ich hatte die Stücke wärend eines 4 wöchigen Urlaubs in der Oxalsäure, ob es auch schneller geht, kann ich nicht sagen.

Was das Natriumdithionit betrifft, so habe ich bisher immer erfolgreich "Pi*Daumen" angewandt, nur mit NaHCO₃ gepuffert. Wenn man das Reinigungsgefäss bis zur oberen Kante mit der Dithionitlösung füllt und danach nahezu luftdicht abdeckt, dann hällt sich die Lösung deutlich länger als von Duthaler/Weiß beschrieben.

[Axinit]

Servus Norbert,

der alkalische pH-Wert einer gepufferten Na-Dithionit-Lsg. ergibt sich von alleine - d.h. es ist keine Zugabe von NaOH oder dergl. erforderlich.

Weiterhin viel Spass beim Mineralienreinigen !

Harald

[Embarak]

Hallo

Wenn Du mit 30%iger HCl arbeitest kann es passieren, das die Stufen nach dem Trocknen wiederliche gelbe Verfärbungen zeigen,...

Dem habe ich nach Empfehlung mit einer Nachbehandlung mit verd. H₃PO₄ versucht entgegenzuwirken.
Das scheint zu funktionieren ! Danach lange in demineralisiertem H₂O wässern.
Nun muss ich allerdings mal ein paar Wochen warten um zu sehen ob Färbung auch wirklich weg bleibt.

Gruß
Norbert

[uwe]

Man kann natürlich auch eine Stufen vor dem Absäuern einige Zeit in weiches Wasser (Regenwasser) legen, damit sich alle Mikrorisse füllen. Dann bleibt die Säure schön an der Oberfläche. Ich gieße dann die konzentrierte Säure noch und nach direkt in dieses Wasser, bis alle Beläge weg sind. Dadurch bleibt am Ende sehr wenig freie Säure übrig und ich erspare mir das Neutralisieren vor dem Wegschütten.

Uwe 

[steinknacker]

Hallo,
nach dem reinigen gebe ich immer ca 150 bis 200 ml Essig auf  3 Liter Wasser,und es entstehen keine gelben Beläge mehr.
Probiert es mal.
Günther

[cmd.powell]

Man kann natürlich auch eine Stufen vor dem Absäuern einige Zeit in weiches Wasser (Regenwasser) legen, damit sich alle Mikrorisse füllen. Dann bleibt die Säure schön an der Oberfläche. Ich gieße dann die konzentrierte Säure noch und nach direkt in dieses Wasser, bis alle Beläge weg sind. Dadurch bleibt am Ende sehr wenig freie Säure übrig und ich erspare mir das Neutralisieren vor dem Wegschütten.

Uwe

Ansich ein guter Ansatz. Allerdings funktioniert das nur bedingt (Erfahrungswert), da die Säure langsam in die mit Wasser gefüllten Spalten eindiffundiert. Wenn man die Stücke nur kurz in die Säure legt, bringt das was. Lässt man sie aber für längere Zeit in der Säure (z.B. mehrere Tage, was bei dicken Limonitkrusten schonmal sein kann), dann hat man leider doch die Verfärbungen.

Essigsäure, Phosphorsäure und Oxalsäure überführen allesamt die schwerlöslichen Eisensalze in leichtlösliche Komplexe, wodurch das Ergebniss bei allen Stoffen vergleichbar sein sollte. Auch Fluorwasserstoff bildet einen sehr stabilen Komplex mit Eisen, welcher farblos ist. Leider ist HF in wirklich für den Laien zu empfehlen (und auch kaum zu bekommen). Außerdem werden alle Silikate in Mitleidenschaft gezogen, man könnte also fast nur noch Baryt damit reinigen - macht also wenig Sinn...

[uwe]

Starke Limonitkrusten mit Salzäure zu entfernen wäre für mich sowieso nicht die erste Wahl. Ich dachte bei meinem Vorschlag an die Entfernung von Karbonaten. Hier gebe ich die Salzsäure nur in kleinen Portionen zu und setze nach, wenn sich die Auflösung der Kruste nicht fortsetzt. Damit hat die frei Säure "keine Zeit" in die Ritzen zu dringen. Außerdem it die Lösung nach Beendigung nahezu neutral und löst nicht den Kalk im Abflußkanal.

Ich habe es noch nicht probiert, aber vieleicht sollte man bei Limonitkrusten doch lieber Phosphorsäure einsetzen? Man sollte sich auf mehrere Wochen einstellen und zwischendurch das Stück immer mal rausnehmen und abspülen und danach abtrocknen bevor es wieder in die Säure geh. Eventuell Säure nachsetzen.

Uwe

[cmd.powell]

Hi Uwe

Ok, für Carbonat(Calcit)entfernung mag das passen. Zudem "neutralisiert" sich die Säure von selbst, solange noch Carbonat vorhanden ist. Außerdem geht man seltenst mit der knüppeldicken konz. Salzsäure auf die Carbonate - die Schaumbildung und die mitgerissenen Dämpfe sind ja schon nicht ganz ohne (macht allerdings bie Schnupfen eine freie Nase ).

Zu Phosphorsäure gegen dicke Limonitkrusten kann ich nichts sagen, habe ich noch nicht ausprobiert. Mit konz. Salzsäure geht das ja ansich recht gut, ist jedoch eine ziemliche Sauerei. Und die Stufen müssen natürlich carbonatfrei sein, dürfen keine säureempfindlichen Minerale enthalten etc. pi pa po... Ich hab bisher auch nur zweimal solche dicken Krusten angegangen. Meist ist das Ergebnis eh eher ernüchternd, in meinem Falle waren es Quarze mit Feldspatkristallen, da war das Ergebniss gut. Allerdings ist auch eine 10l-Kanne konz. HCl drauf gegangen. Man sollte sich vorher gut überlegen, ob man sich eine solche Reinigungsaktion wirklich antun muss. Einfach mal drauf los säuren sollte man lieber lassen !