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Umwandlung Azurit in Malachit

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StefanO:
Hallo Zusammen,


--- Zitat ---kein Problem sein, die Mineralsubstanzen der Farbpigmente eindeutig zu bestimmen
--- Ende Zitat ---

Doch. Meistens wehren sich die Eigentümer bei einer Probenahme, zweitens muss das Vorhandensein von Atacamit und seinen Verwandten ja nicht heissen, dass es ein Korrosionsprodukt von Azurit ist, es wurde ebenfalls als eigenständiges Pigment verwendet. (Die Eigentümer lassen sich meistens mit Raman besänftigen, die Literatur zum Thema Gemälde+Raman steigt überproportional an).

Die Kupferverbindungen können auch mit organischen Substanzen (Ölen, Harzen) in der Farbe reagieren, es muss nicht immer eine Umwandlung sein.

Zur eigentlichen Frage:

Die Beziehung Malchit-Azurit ist hier gut beschrieben:
Stability relations of malachite and azurite
http://www.minersoc.org/pages/Archive-MM/Volume_50/50-355-41.pdf

"Eigentlich" braucht es nur Wasser, um eine Umwandlung zu bewirken, es ist aber eine Gleichgewichtsreaktion. Generell schieben hohe pH-Werte und niedrige CO2/CO32- Konzentrationen die Gleichung Richtung Malachit, neutrale pH-Werte und hohe CO2/CO32- Konzentrationen gehen Richtung Azurit:
2Cu3(OH)2(CO3)2 + 2H2O <=> 3Cu2(OH)2CO3 + CO32- + 2H+

Es kommt letzlich darauf an, wieviel CO2/Hydrogenkarbonat/Karbonat bei welchem pH-Wert verfügbar ist. Der pH-Bereich in dem Azurit gebildet wird bzw stabil ist, ist ziemlich klein. Ein weiterer interessanter Artikel dazu ist http://cool.conservation-us.org/jaic/articles/jaic44-02-004_5.html. Dort wird schön gesagt, das Bronze an der Luft zu Malachit verwittert, während Azurit nur bei vergrabenen Gegenständen gebildet wird. In der Erde ist sind die pH/Pufferverhältnisse eher geeignet, Azurit entstehen zu lassen.

Gruss,
Stefan

giantcrystal:
Hallo Stefan

danke für deine Ausführungen und Links . Sehr interessant !

Aber was die Probenahme anbelangt. Zweifellos haben Kuratoren etwas dagegen, wenn man an ihren Bildern herumkratzt ;-) Aber ist das heute noch notwendig ? Stichwort : Handheld XRD Analyzers, mit denen sollte das bei richtiger Eichung doch auch schon ganz gut gehen oder ?

Herzliches Glück Auf

Thomas

StefanO:
Hallo Thomas,

anbei noch zwei mit PhreePlot erstellte Predominanz-Diagramme, die die Beziehungen pH vs CO2 zeigen. log fO2 ist hier bei beiden mit -0.68 angenommen und unkritisch für die Betrachtung. Mit sinkender Cu-Konzentration wird das Azurit-Feld entsprechend kleiner. Wie immer bei Simulationen: die Qualität hängt von der Datenbasis ab und drastisch von der Zusammensetzung der betrachteten wässrigen Lösung. Die Grafiken hier sollen nur den Trend zeigen, passen aber gut zur vorher zitierten Literatur.

Zu handheld XRD kann ich nichts sagen, ich verfolge nur das Geschehen bezüglich Raman-Spektroskopie, wo gerade im Kunst-Sektor einiges passiert (z.B. hier http://www.chem.ucl.ac.uk/resources/raman/index.html).

Gruss,
Stefan

smoeller:
Hallo,

Meist ist es XRF (X-Ray Fluorescence) statt XRD in den Handheld-Geräten. Damit lässt sich die chemische Zusammensetzung an der Oberfläche bis in einige Mikrometer Tiefe bestimmen. Für noch tiefere Messungen braucht man Synchrotron-XRF, das wurde z.B. in Hamburg am Hasylab auch schon mit Bildern gemacht. Damit kommt man dann auch bis zu mm-Tiefe.

Glück Auf!
Sebastian

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