Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης Πρόγραμμα Διαχείρισης Εκκλησιαστικών Κειμηλίων Η Χημεία της Συντήρησης των Aνόργανων Υλικών Συνέχεια των ανόργανων υλικών που έχουν χρησιμοποιηθεί στα κειμήλια Όλγα Κατσιμπίρη
Σύνοψη του μαθήματος Ταξινόμηση των ανόργανων υλικών που απαντώνται στα κειμήλια. Εισαγωγή στa μέταλλα και τυς λίθους. 2
Στόχοι του μαθήματος Υπενθύμιση των ανόργανων υλικών που έχουν χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή των κειμηλίων. Εξοικείωση με τa μέταλλα και τους λίθους. 3
Ποιά ανόργανα υλικά έχουν χρησιμοποιηθεί στα κειμήλια; 2) Μέταλλα 4) Κεραμικά 1) Χρωστικές σίδηρος χαλκός άργυρος 3) Λίθοι πορσελάνη φαγεντιανή κίτρινη ώχρα λευκό του μολύβδου κιννάβαρι μάρμαρο ασβεστόλιθος 5) Γυαλί κρύσταλλο φυσητό 4
Μέταλλα (metals) Τα μέταλλα είναι μια κατηγορία χημικών στοιχείων που εμφανίζουν κοινές ιδιότητες, όπως είναι η λάμψη, η υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, η δυνατότητα σχηματισμού ελασμάτων (ελατά) και συρμάτων (όλκιμα). 5
Μέταλλα (metals) Τα περισσότερα, αλλά όχι όλα, έχουν μεγάλη πυκνότητα και είναι σκληρά κι ανθεκτικά. Με εξαίρεση τον υδράργυρο, όλα τα μέταλλα είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου (20 C). Με εξαίρεση το χαλκό (ερυθρός) και το χρυσό (κίτρινος), όλα τα μέταλλα έχουν το χαρακτηριστικό αργυρόλευκο χρώμα. Χαρακτηριστικά μέταλλα είναι ο σίδηρος, ο χαλκός, το αργίλιο (αλουμίνιο), ο άργυρος, το χρυσό, ο ψευδάργυρος, ο κασσίτερος κά. 6
Μέταλλα (metals) 7
Μέταλλα (metals) Τα μέταλλα σπάνια βρίσκονται ελεύθερα στο έδαφος. Συνήθως είναι ενωμένα με οξυγόνο και άλλα στοιχεία και αποτελούν τα ορυκτά. Τα ορυκτά παραλαμβάνονται από τα μεταλλεία ή ορυχεία, από τα οποία με ειδική επεξεργασία, τη μεταλλουργία, χωρίζονται τα μέταλλα. Πολλές ιδιότητες των μετάλλων βελτιώνονται όταν αυτά αναμιχθούν μεταξύ τους σε ορισμένη αναλογία και σχηματίσουν κράματα. 8
Μέταλλα (metals) O χαλκός (Cu,cpper) είναι ένα μαλακό, κοκκινωπό μέταλλο, το πρώτο που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος για την κατασκευή σκευών, εργαλείων και όπλων (εποχή του χαλκού). Αυτοφυής χαλκός Το όνομά του προκύπτει από το λατινικό cuprum που προέρχεται από το νησί της Κύπρου όπου εξορυσσόταν κατά τη ρωμαϊκή εποχή. 9
Μέταλλα (metals) Τα κυριότερα ορυκτά του χαλκού είναι ο χαλκοπυρίτης Cu 2 S, ο κυπρίτης Cu 2 O, ο μαλαχίτης CuC0 3. Cu(OH) 2 και ο αζουρίτης 2CuC0 3. Cu(OH) 2. Ο μπρούτζος (brnze) είναι το σημαντικότερο κράμα χαλκού με κασσίτερο και χρησιμοποιήθηκε από την αρχαιότητα. Ο ορείχαλκος (brass) είναι κράμα χαλκού και ψευδαργύρου (τσίγκος). Εwer, Iran, 7th century, New Yrk Metrplitan Museum f Art 10
Μέταλλα (metals) Ο σίδηρος (Fe, irn) είναι το μέταλλο με την πιο ευρεία χρήση και έχει ανακαλυφθεί από την εποχή του σιδήρου. Είναι το τέταρτο πιο άφθονο στοιχείο στο στερεό φλοιό της γης, του οποίου αποτελεί και το 5% και το έκτο στο σύμπαν. 11
Μέταλλα (metals) Ο σίδηρος δεν βρίσκεται ελεύθερος παρά μόνο στους μετεωρίτες. Για τη μεταλλουργία του χρησιμοποιούνται κυρίως τα οξείδια του, ο αιματίτης Fe 2 O 3, και ο μαγνητίτης FeO.Fe 2 O 3. Τα δύο σημαντικότερα κράματά του παρασκευάζονται με προσθήκη άνθρακα και είναι ο χάλυβας ή ατσάλι (steel, 0,2-2,1%) και ο χυτοσίδηρος ή μαντέμι (cast irn 2,1-4,3%). 12
Μέταλλα (metals) Ο σίδηρος χρησιμοποιήθηκε κατά την αρχαιότητα στη αρχιτεκτονική και τη δομική για την επένδυση θυρών ή πυλών, την κατασκευή κιγκλίδων, συνδέσμων, εξαρτημάτων, ανυψωτικών μηχανημάτων και εργαλείων λάξευσης, καθώς επίσης και στην ανδριαντοποιία. Silla chest and neck armur, Natinal Museum f Krea 13
Μέταλλα (metals) Ο χρυσός (Αu, gld) είναι μαλακό, πολύ ελατό και όλκιμο μέταλλο. Θεωρείται κατ'εξοχήν ευγενές και μαζί με το χαλκό είναι τα μοναδικά έγχρωμα μέταλλα. Χρησιμοποιήθηκε από την αρχαιότητα για την κατασκευή κοσμημάτων και νομισμάτων, συνήθως με προσμίξεις. Mche gld necklace depicting feline heads, Larc Museum Cllectin, Lima-Peru 14
Μέταλλα (metals) Ο άργυρος (Ag, silver) απαντάται σε ελεύθερη μορφή, σε μορφή κράματος με χρυσό και άλλα μέταλλα ή σε μορφή ορυκτού (αργυρίτης και χλωροαργυρίτης). Χρησιμοποιήθηκε από την αρχαιότητα κυρίως για την κατασκευή πολυτελών επιτραπέζιων σκευών, ιδιαίτερα όμως στη κοσμηματοποιία και στη νομισματοποιία. Gddess Minerva n a Rman silver plate, 1st century BC 15
Μέταλλα (metals) Ο κασσίτερος (Sn, tin) δεν οξειδώνεται όταν παραμένει στην ατμόσφαιρα και δεν προσβάλλεται εύκολα από χημικές ουσίες. Χρησιμοποιείται για την επικάλυψη διaφόρων μετάλλων, μία επεξεργασία που ονομάζεται επικασσιτέρωση. Ceremnial giant dirk, 1500 1300 BC Ο κασσίτερος αποτελεί το κύριο συστατικό πολλών κραμάτων, με αρχαιότερο το μπρούντζο. 16
Μέταλλα (metals) Ο μόλυβδος (Pb, lead) ήταν γνωστός από την αρχαιότητα. Θεωρείται ένα από τα βαρέα μέταλλα και εξάγεται από το γαληνίτη (PbS). Λόγω της ανθεκτικότητάς του στη διάβρωση, έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην οικοδόμηση κτιρίων. Θεωρείται αξιόλογο προστατευτικό απέναντι στη ραδιενέργεια. Lead ingts frm Rman Britain, Wells and Mendip Museum 17
Λίθοι (rcks) Στην αρχαιότητα, η χρήση φυσικών πετρωμάτων ή λίθων ως βασικών δομικών υλικών ήρθε να αντικαταστήσει σταδιακά τον πηλό και το ξύλο. Υπάρχουν διάφορα είδη οικοδομικών λίθων, με κυριότερα τον πωρόλιθο, τον ασβεστόλιθο και το μάρμαρο. Τύπος της ξύλινης κατασκευής από την οποία δημιουργήθηκαν οι αρχιτεκτονικοί ρυθμοί 18
Λίθοι (rcks) Ο πωρόλιθος (tufa) ή πώρος ή πουρί είναι ελαφρώς κιτρινοκόκκινο ασβεστολιθικό πέτρωμα με πορώδη σύσταση. Αποτελεί συνήθως σχηματισμό γλυκών νερών, πλούσιων σε ανθρακικό ασβέστιο, λαξεύεται εύκολα και χρησιμοποιείται στην οικοδομική. 19
Λίθοι (rcks) Παλαιότερα η ζήτηση δομικών υλικών για τα σημαντικά κτίρια, κυρίως ναούς, καλυπτόταν από τον πωρόλιθο. Όταν τα εργαλεία βελτιώθηκαν, ο πωρόλιθος έπαψε να χρησιμοποιείται για χάρη του υπέρτερου, αλλά και δυσκολότερου στην κατεργασία μαρμάρου. Το αέτωμα του αρχαϊκού Παρθενώνα ή Εκατομπέδου, 570 π.χ 20
Λίθοι (rcks) Ο ασβεστόλιθος (limestne) είναι ιζηματογενές πέτρωμα, του οποίου το βασικό συστατικό είναι ο ασβεστίτης (CaCO 3 ), ενώ συχνά περιέχει πυριτικές προσμίξεις και μικρές ποσότητες μεταλλικών αλάτων. Είναι λευκός ή ανοικτόχρωμος γκρίζος, ανάλογα με τις προσμίξεις του όμως εμφανίζεται σχεδόν σε κάθε χρώμα, συνηθέστερα γκρίζο σκούρο ή και κοκκινωπό. Η μεταμόρφωση του ασβεστόλιθου δίνει στο πέτρωμα εντονότερο κρυσταλλικό χαρακτήρα σχηματίζοντας το μάρμαρο. 21
Λίθοι (rcks) Η πυραμίδα του Χέοπα, ένα από τα επτά θαύματα του αρχαίου κόσμου 22
Λίθοι (rcks) Το μάρμαρο (marble) είναι πέτρωμα, προϊόν χημικής μεταβολής ασβεστόλιθων. Η λέξη ετυμολογείται από την αρχαιοελληνική μάρμαρος, δηλαδή λαμπερός λίθος. Τμήμα της ζωφόρου του Παρθενώνα 23
Λίθοι (rcks) Το μάρμαρο έχει τη χημική σύνθεση του ασβεστίτη (CaCO 3 ) ή του δολομίτη [(CaMg) (CO 3 ) 2 ] ή και συνδυασμό των δύο ορυκτών. Το μάρμαρο Πάρου (λυχνίτης) είναι ένα από τα πλέον φημισμένα για τη λευκότητά τους είδη μαρμάρου στον κόσμο. Το λατομείο της Σπηλιάς του Πεντελικού όρους 24
Οστά Τα οστά (bnes) αποτελούνται από άλατα, κυρίως ασβέστιου και φωσφόρου, καθώς και από κολλαγόνο. Ανασκαφή οστών 25
Ελεφαντόδοντο Το ελεφαντόδοντο (ivry), όταν είναι ξεραμένο, αποτελείται από οργανικά υλικά κατά 40-43% και από ανόργανα άλατα κατά 57-60%, ενώ το φρέσκο περιέχει 13% νερό. Τα ανόργανα άλατα περιέχουν κατά 82% φωσφορικό ασβέστιο, 15% φωσφορικό μαγνήσιο, 2% ανθρακικό ασβέστιο και 0.2% φθοριούχο ασβέστιο. Nubian with ryx, mnkey, and lepard skins 8th 7th century BC 26