Notiuni , de

loan ISTUDOR

Notiuni _, de

chimia ^picturii

Edilia a lll-a revSzuti gi adiugit5

roitura ACS ]

^coteclia

^gtiinlific

Prefa!5 lntrod ucere Partea I

Noliuni de chimie general5 gi chimie

organici

Cap. 1. Noliuni de chimie generalS

1.1 Fenomene frzice pi fenomene chimice. Atomi, molecule 1.2. Structura atomului. lzotopi.

1.2.1. inveligul electronic al atomilor. Orbitalii '1.2.2. Sistemul periodic al elementelor 1.3. Leg5turi chimice

1.4. Molecule polare

1.5. Leg5turi intermoleculare 1.6. St5rile de agregare ale materiei

1.6.1. Starea

solidj

1.6.1.1. Forma

cristalini

1.6.1.2 Forma

amorfi

1.6.2. Starea

lichidi

1.6.3. Starea gazoasi

1.6.4. Schimbarea

stirilor

de agregare ale substanlelor

1.7. Amestec

;i

^{substan!5 pur5}

1.8. Masa _Si greutatea 1.8.1 Masa 1.8.2. Greutatea 1.9. Constante frzice

1.9.1. Densitatea

1.9.2. Greutatea specifrcS 1.9.3. Viscozitatea 1.9.4. lndicele de refraclie 1.9.5. Punct de topire 1.9.6. Punct de flerbere 1.9.7. Duritate

1.9.8. Coefrcient de solubilitate 1.10. Solulii

1.10.1. Solu!ii de gaz

in

lichid 1.10.2. Solu!ii de lichid

in

lichid 1.10.3. Solu,tii de solid

in

lichid

1.10.3.1 Exprimarea concentra(iei 1.10.3.2. Procesul de dizolvare

1.10.3.3. Apa de cristalizare, higroscopicitate,

efl orescen!5, delicvescen{i

14 18

23 24 25 27 28 29 29 33 34 35 35 35 37 38 38 38 39 40 40 40 40 40 40

41 42 43 44 44 44.

45 45 46 46 47 47

1,10.4. Solu!ii de solid

in

solid 110.4.1 Amestecuri izomorfe 1]O.4.2. Starea

sticloasi

1.11. Difuziune.

0smozi

1.12. Tensiune superfrciali

1.13, Migrarea

umidit;!iiin

medii poroase 1.14. Starea

coloidi

1. 14. 1. Dispersii coloidale 'l,l4.2.5uspensii '1.14.3 Emulsii '1.14.4.

Spume '1.14.5. Aerosoli 1.15. Disociatia

termici

1.15.1. Reaclii

endo-

gi exoterme. Reaclii reversibile 1.15.2. Viteza de reac!ie

1.16. Disocia!ia

electrolitici

1.16.1 Grad de disociere. Constanta de disociere 1.16.2. Electrolili tari _9i

electrolili

slabi

1.17. Compusi chimici anorganici 1.17.1Oxizi

1.17.1.1. Clasificarea oxizilor. Oxizi acizi. Oxizi bazici. Oxizi neutri 1.17.2. Acizi. Baze

1.17 .2.1. Clasifi carea acizilor

1.17 .2.2. Clasifrcarea bazelor 1.17.3.

Siruri

1.18. Concentra!ia ionilor de hidrogen

'1.18,1. Disocialia

electrolitici

a apei; indicele de hidrogen (pH) 1.18.2. Determinarea

pH-ului.

lndicatori

1.18.3. Solulii tampon 1.19. Hidroliza

1.20. Reac!iichimice 1.20.1 Reac!ii de

sintezi

1.2o.2. Reaclii de descompunere 1.20.3. Reac{ii de dublu schimb 1.2O.4. Reaclii de adilie

1.20.5. Reaclii de oxido-reducere Cap. 2. No{iuni de chimie

organici

2.1. Obiectul chimiei organice 2.2. Structura combinaliilor organice 2.3. Hidrocarburi

2.3.1. Hidrocarburi saturate aciclice (parafini sau alcani)

2.3.2. Hidrocarburi saturate ciclice (cicloparafine sau cicloalcani) 2.3.3. Hidrocarburi nesaturate cu

dubli legiturJ

(alchene sau olefrne) 2.3.4. Hidrocarburi nesaturate cu

tripli legituri

2.3.5. Hidrocarburi aromatice 2.4. Combinalii halogenate 2.5. Combinalii oxigenate

2.5.i. Alcooli

50 50 50 50

51

53 55 55 57 57 59 59 59 60

61

62 63 63 63 63 65 66 67 69 70

71 71 73 73 74 75 75 76 76 76 77

80

81 81

84 84 85 86 86 86 87 88 88

50 50 50 50

51

53 55 55 57 57 59 59 59 60

61

62 63 63 63 63 65 66 67 69 70

71 71 73 73

t4

7a 75 76 76 76 77

2.5.2. Fenoli 2.5.3. Eteri 2.5.4. Aldehide 2.5.5. Cetone 2.5.6. Acizi ca rboxi I ici 2.5.7. Esteri

2.6. Hidrali de carbon (oze) 2.7. Combinalii cu azot

2.7.1. Amine 2.7.2. Amino-acizi 2.7.3. Amide Partea a

ll-a

Materiale pentru

picturi

gi restaurarea picturilor

Cap.3

Pigmenli

3,1. Lumina gi culoarea 3.2. Denumirea pigmenlilor

3.3. ProprietSli generale ale pigmenlilor

3.3.1. Transparenla, opacitatea. Puterea de acoperire 3.3.2. Puterea de colorare

3.3.3. lndicele de absorblie de ulei 3.3.4. Rezistenla la

lumini

3.3.5. Dispersabilitatea pigmenlilor

in

lianli 3.3.6. Miscibilitatea

3.3.7. Toxicitatea

3.4. Acliunea unor agen{i chimici de mediu asupra pigmenlilor 3.5. lnteracliunea pigmenlilor

intre

ei

3.6. lnteracliunea pigmenlilor cu lianlii 3.7. lnteracliunea lianlilor cu pigmenlii 3.8. Acliunea

umidit;!ii

asupra pigmenlilor 3.9. Pigmenli organici de

sintezi

3.10. Clasificarea ^gi prezentarea pigmenlilor 3.10.1 Pigmen(i

alba;tri

3.10.1.1. Azurit

3.10.1.2. Azurit artifrcial 3.10.1.3. Albastru de Bremen 3.10.1.4. Albastru Egiptean

3.10.1.5. Albastru ultramarin natural 3.10.1.6. Albastru ultramarin artifi cial 3.10.'1.7. Albastru smal!

3.10.1.8. Albastru de Prusia 3.10.1.9. Albastru de cobalt 3.10.1.10. Albastru ceruleum 3.10.1.11. Albastru indigo 3.10.1.12. Albastru de mangan 3.10.1. 13. Albastru monastral 3.10.1.14. Albastru indantren 3.10.2. Pigmenlialbi

89 89 90 90 90 92 92 93 93 94 95

80

81 81

84 84 85 86 86 86 87 88 88

97 98 99

101 101 101 103 10s 106 107 108 108 108 109 109 109

110

1'11

112 113 113 116 117 117 118

120 122 125 125 12s '126 127 127 128 128

3.10.2.1. Alb de carbonat de

calciu

128

3J0.22.

Alb de

plumb

130

3.10.2.3. Alb de

zinc ₈₂

3.10.2.4. Alb de

titan

i33

3.10.2.5.

Litopon

133

3.10.2.6. Alb de

bariu _B4

3.10.2.7.

Caolin ₈₄

3.10.3. Pigmenli

galbeni

13s

3.10.3.1.

Ocru

135

3.10.3.2.

P5mint

de

Siena 86

3.10.3.3. Oxid galben de frer.

Marsuri

136

3.10.3.4. Galben de

Neapole

136

3.10.3.5.

Auripigment 87

3.10.3.6.

Masicot B7

3.10.3.7. Galben de

cadmiu 87

3.10.3.8. Galben de

crom

138

3.10.3.9. Galben de

zinc

138

3.10.3.10. Galben de

bariu

¹³⁹

3.10.3.11. Galben de

stronliu

139

3.10.3.12, Galben de

cobalt

139

3.10.3.13. Galben de plumb gi staniu; galben de plumb, staniu _9i

antimoniu

¹³⁹

3.10.3.14. Galben de nichel _9i

titan

¹³⁹

3.10.3.1s. Galben de lndia

(piuri)

140

3.10.3.16, Gamboge (guma

gutti)

140

3.10.3,17. Galben de

Hansa

140

3.10.4. Pigmen{i

ro;ii i4i

3.10,4.1. Ocru

rogu

14i

3.10.4.2.

Pimint

de Siena

ars i42

3,10.4.3.0xid rogu de

fier

142

3.10.4.4.

Cinabru

143

3.'10.4.s. Miniu de

plumb

145

3.10.4.6. Ro5u de

cadmiu

146

3,10.4.7. Rogu de

crom

i47

3.10.4.8. Rogu de

molibden i48

3.10.4.9.

Realgar

148

3.10.4.10. Rogu de

garanli i48

3,10.4.11 Rogu

toluidin

150

3.104.12. Ro;u

lithol

150

3.10.4.13. Roqu

para

150

3.10.4.14. Lithorubin

BK

150

3.10.5. Pigmenli

bruni

¹⁵¹

3.10.5.1.

Umbri

naturalS gi

umbri arsi

¹⁵¹

3.10.5,2. Brun Van

Dike

¹⁵¹

3.10.5.3.

Pimint

verde

ars

¹⁵¹

3.10.5.4.

Asfali E2

3.10.5,5.

Bistru E2

3.10.5.6.

Mumia E2

3.10.5.7.

Sepia E2

3.10.6. Pigmenli

verzi

153

intirnoniu

128 130 132 133 133 134 134 13s 13s 136 136 136 137 137 137 138 138 139 139 139 139 139 140 140 't40 141 141 142 142 143 145 146 147 148 148 148 1s0 150 150 150 151 1s1 151 151

152 152 152 152 153

3.10.6.1. PimAnt verde 3.1O.6.2. Verde malachit 3.10.6.3. Crisocola 3.10.6.4. Verdigris

3.10.6.5. Verde transparent de cupru 3.10.6.6. Verde Schele

3.1Q.6.7 . Verde smarald 3.'10.6.8. Oxid verde de crom

3.10.6.9. Oxid verde transparent de crom 3.10.6.10. Verde de crom

3.10.6.11. Verde de cobalt 3.10.6.12. Verde de

titan

3.10.6.13. Verde permanent 3.10.6.14. Verde monastral

3.10.6.15. Verde de nitrozobetanaftol 3.10.7. Pigmen{inegri

3.10.7.1. Negru de

cirbune

3.1O.7.2. Negru mineral 3.10.8. Pigmen[i violeli

3.10.8.1. Ultramarin violet 3.10.8.2: Violet de cobalt 3.10.8.3. Violet de mangan 3.10.9. Foile gi pulberi metalice

3.10.9.1. Aur 3.'10.9.2. Aur mozaic 3.10.9.3. Schlagmetal 3.10.9.4. Foi(a de argint 3.10.9.5. Foila se staniu 3.10.9.6. Foi(a de aluminiu 3.10.9.7. Bronzurile

Cap.4

Coloranfi

4.1. Coloranli organici naturali.

Generalitili

4.1.1. $ofranul

4.1.2. Sange de dragon 4.1.3. Boabe de Avignon 4.1.4. Arzica

4.1.5. Carmin 4.1.6. Kermes 4.1.7. Turnesol 4.1.8. Purpura 4.1.9. Lacul indian 4.1.10. Lemnul de Brazilia 4.1.11. BScan

4.2. Coloran{i organici de

sintezi.

Generalit5{i Cap.

5

Lianfi. Consideralii generale

5.1. Lianli anorganici. lvlateriale de construc{ie 5.1.1.Varul

153 154 156 156 158 't68 158 158 158 159 159 160 160 160 160 160 160 161 't62 162 162 163 163 163 164 164 165 16s 16s 16s 166 167 168 169 169 169 170 170

171

17"1

't72 172 173 173

176 177 't78

5.1.1.1. Var gras

5.1.1.2. Mecanismul de

intirire

a mortarelor de var $ras 5.1.1.3. Varuri hidraulice

5.1.1.4 Varul dolomitic

5,1.1.5. Tipuri tradilionale de mortare de var 5.1.2. Gipsul

5.1.2.1. Alte

tipuri

de sulfat de calciu 5.1.2.2. Priza ipsosului

giintirirea

lui 5.1.2,3.

Proprietili

ale gipsului 5.1.3. Argila

5.1,3.1. Compozilie

chimici, structuri,

propriet5ti 5.1.4. Ciment Portland

5.1.5. Nisipul

5.2. Lianli de

naturi

organic5

5.2.l.Formarea peliculei prin fenomene fizice 5.2.1.1. Procesul de evaporare a solventului 5.2.1.2. Uscarea emulsiilor

5.2.1.3. Formarea peliculei prin solidifrcare 5.2.2. Formarea peliculei prin reaclii chimice 5.2.3. Reflexia luminii

5.2.4. Suplelea peliculelor 5.2.5. Duritatea peliculelor 5.2.6. Adezivitatea peliculelor

5.2.7. Uleiuri. Propriet5!i

fizico-chimice

5.2,8. Uleiuri pentru picturJ

5.2.8.1. Uleiul de in

5.2.8.2.

Uleiulingro;at

la soare 5.2.8.3. Uleiul de in frert 5.2.8.4. Uleiul de in frert (firnis) 5.2.8.5. Uleiul de in polimerizat 5.2.8.6. Uleiulde mac

5.2.8.7. Uleiul de

nuci

5.2.8.8. Alte uleiuri pentru pictur5 5.2.8.9. Uleiuri sicativate artifi cial 5.2.9. Lianli pe

bazi

de hidrali de carbon

5.2.9.1. Monozaharide

5.2.9 .2. Pol iza haride (pol i holozide) 5.2.10. Lianli Proteici

5.2.10.1. Proteine solubile

5.2J0.2.

Proteine insolubile in ap5 (scleroproteine) 5.2.10.3. Proteine conjugate (proteide)

Cap.6

Sicativi

6.1. Defrnilie. Compozilie

6.2. Mecanismul acliunii sicativilor Cap.

7

Plastifian{i

7.1. Defrnilie.

Proprieti!i

7.2. Clasifrcarea plastifi

anlilor

178

181 181 183 183 184 184 184 186 186 186 't87 188 189 190 190 190 191 191 19"1

192 '193 194 194 197 197 198 198 198 198 199 199 199 200 201 201

202

206

207 208 210 212 213 214 216 217 217

178 18'l 181 183 183 184 184 184 186 186 186 187 188 189 190 190 190

191 191 191

192 r93 194 194 .97 '97

'98 '98 '98

')8 '9)

-99

'99

2C0 201 201 202 206 207 208 210 212 213 214

216 217 217

7.3. Mecanismul plastifrerii

Cap.8

Verniuri

8.1. Defrnilie

8.2. Clasifrcarea verniurilor

dupi

func!iile lor 8.2.1. Verni de

picturi

8,2.2. Verni de

retu;

8,2.3. Verni izolant 8.2.4. Verni frnal 8.3. Substanlele frlmogene

8.4. Propriet5!i ale solu!iilor de verni 8.4.1. Culoarea

8.4.2. Transparen{a 8,4.3. Viscozitatea

8.4.4. Uscarea soluliilor de verni

8.5.

ProprietSli ale peliculei de verni 8,5.1. Elasticitatea peliculei 8.5.2. Luciul peliculei 8.5.3. Reversibilitatea

8.5.4. Comportarea in conditii de umiditate s.5.5. ingdlbenirea peliculei

Cap. 9

Ri;ini

naturale (rezine) gi

uleiurivolatile

9.1. Rigini naturale

9.1.1. Defrni!ie. Compozi!iq

chimici

9.1.2.

Proprieti{i

9.1.3. Clasificare

9.1.3.1. Rigini alcoolice

9.1.3.2. R5;ini ce se dizolv5

printr-o

prealabilS tratare

termici

9,'1.3.3. 0leorezine, oleogumi-rezine, balsamuri 9.2. Uleiuri volatile

Cap.

Io

Polimeri sintetici

10.1. Defrnilie.

Structuri chimici generali

10.2. Clasifrcarea compugilor macromoleculari 10.3. Macromolecule de polimerizare

10.4. Macromolecule de policondensare 10.5.

Proprietili

ale polimerilor

10.6. Polimeri folosili

in

picturJ

;i

restaurarea picturilor 10.6.1. Acetat de polivinil

10.6.2. Alcool polivinilic 10.6.3. Polimetacrilat de metil 10.6.4. Paraloid B zz

10.6.5. PrimalAC33 10.6.6. PrimalE 330 10.6.7. R5;ini cetonice 10.6.8. Rasini poliesterice '10.6.9. Rigini epoxidice 10.6.10. Poliamide

218 220 221 221 221 221 222 222 223 223 223 224 224 224 225 225 225 225 226 226 228 229 229 230 230 230 233 234 236 238 239 239 241 242 243 244 244 245 246 246 247 247 248 248 249 250

10.6.11. Polietilenglicoli 10.6.12. R59ini siliconice

10.6.i3. RJgini

schimbitoare

_{de ioni} Cap. 11 Ceruri

1i.1. Defrnilie. Compozilie chimicS. Clasificare 11.2. Produse

11.2.1. Ceara de albine 11.2.2. Ceara de Carnauba 11.2.3. Ceara

japonezi

11.2.4. Ceara

montani

11.2.5. Ozocherita 11.2.6. Cerezina 11.2.7 Parahna

11.2.8. Ceara microcristalin5

Cap. 12 Solvenli gi alte substanle folosite

in

restaurarea

picturilor

12.1. Solvenli organici. Defrnilie, consideralii generale

12.2. Reprezentanli mai

importanli

ai solvenlilor folosi{i

in

restaurarea picturilor 12.2.1. Hidrocarburi saturate

12.2.2. Hidr oca rbu ri aromatice 12.2.3. Hidrocarburi terpenice 12.2.4. Derivali clorurali 12.2.5. Alcooli

12.2.6. Glicoli

-

^Polioli

12.2.7. Eteri 12.2.8. Cetone 12.2.9. Esteri 12.2.10. Amine 12.2.11. Amide

12.2.12. Distilate de petrol 12.3. Solven{i anorganici

12.3.1. Apa 12.3.2. Amoniac 12.4. Solvenli reactivi Cap. 13 Agen{i de

suprafali

13.1. Defrni{ie. Constitu!ie

'13.2. Clasifrcarea agentilor activi de

suprafa{i

13.3. Saponine

Cap. 14 Enzime 14.1. Defrni(ie '14.2.

StructurS, clasifi care 14.3. Nomenclaturi

14.4.

Proprietili

frzico*chimice 14.5. Saliva natural5 si saliva

sintetici

14.6. intrebuinlarea _enzimelor

in

restaurare

251 251 253 254 255 255 255 256 257 257 257 257 258 258 260 261 264 264 264 264 265 265 266 267 267

268

268

268

269 27'l 271 273 273 276 277 279 280

282

283 283 283 284 284 285

25"1 25',1

253 254 255 255 2s5 256 257 257 257 257 2s8 258

Cap. 15 Reactivi chimici gi alte substanle folosite

in

restaurare

'15.1. Borax (tetracarbonat _{de sodiu)} 15.2. Carbonat de amoniu

15.3. Hidrogen carbonat de amoniu 15.4. Hidrogen carbonat de sodiu 15.5. Hidroxid de bariu

15.6. Oxalat de amoniu 15.7. Peroxid de hidrogen .l5.8.

Preventol R eO 15.9. Syton

15.10. Silice micronizat5

15.11. Substan{e complexante (agenli de chelare)

Cap. 16 Poluarea

chimici

a aerului.

Alteriri

produse operelor de

arti

Cap. 17 Eflorescen{e

17.1.

Siruri

_9i surse de

siruri'

17.2. Sursele de umiditate 17.3. Procesul de evaporare Partea a

lll-a

Cercetiri de laborator

Cap. 18 Cercetiri de laborator asupra unor picturi murale gi iconostase din monumentele Rom6niei, sec XIV

-

^XX

Cap. 19 Aspecte inedite din activitatea de gantier Anexe

Anexa 1. Sistemul periodic al elementelor Anexa 2. Masele atomice relative ale elementelor

Anexa 3. Parametri de solubilitate ai unor solvenli folosi{i in restaurarea picturilor

Anexa 4. Calculul parametrilor de solubilitate pentru un amestec de solvenli

Anexa 5. Diagrama ternar5 de solubilitate a solvenlilor Anexa 6. Calculul amestecurilor de solulii ^gi solvenli Anexa 7. SolubilitSlile

in api

a unor substanle folosite in restaurarea picturilor

Anexa 8. Siruri intAlnite mai f recvent in eflorescenlele de pe picturi murale

Anexa 9. Extras din iconografia Ghenadie 1903:

Aiceo scrisei numireo vdpselelor, zugrdviei gi

prelul lor

Anexa 10. Extras din iconografia Ghenadie 1903:

Numireo vdpselelor ce rabdd puindu-se pe tencuiola verde gi pre[ul

lor

Anexa 11. Extras din iconografra Ghenadie 1903:

Amestecdtu r a ^v d psel el o r zid ul ui ^p r o a spdt Bibliografre

lndex

288 289 289

290

290 290 290 292 292 293 293 293 296 304 305

311 31s

319

320 372

387 388 389 390

392

393 394 395

396 e

picturilor

260

261 264 264 264 264

26s

265

266

267 267

268 268 268

269 271 27'l 273 273 276 277 279 280

282

283 283 283 284 284 285

385 386

398 404

-iC.

{, $ *

"v '\rq.'1"A1 r{ ^"J

'

-! ^r-str es 9ad r-&e#

Jtl t **;

r M e t$ I

1]

Notiuni _de chimie general;

No!iuni de chimie generalS I 25

1.1. Fenomene flzice gi ch

ⁱ

mice. Atomi, molecule

intreg universul este constituit din materie. Aceasta sti la

baza

alcdtuirii diferitor substante naturale (existente in naturd)

sau

artiliciale (preparate de oameni). O cantitate de materie cu formi.

proprie constituie un corp. Substantele se

deosebesc

intre ele prin proprietdti caracteristice, care, la rAndul Ior, se manifest6 prin

fenomene fizice si

chimice.

Fenomenele fzice ^produc substantelor schimbdri calitative, reversibile. Apa de exemplu, la temperaturi scdzuti ingheati.

Dacd sursa de rS.cire

nu mai ac{ioneazi,

gheata se topeste. S-a

produs

doar o schimbare a

srAriide

agregare a apei.

Fenomenele chimice produc schimbd.ri profunde in compozitia corpurilor. Alterarea azuritului sau a miniului de plumb

^(procese

amintite anterior) sunt fenomene chimice. La fel, arderea cdrbunilor

sau

ruginirea

(oxidarea)

fierului.

Procedeele

folosite in chimie pentru rezolvarea unor probleme

se bazeazd,pe observatie. ipoteze si experiente. Ipotezele sunt

presupuneri care

se

emit de citre cercetitori pentru erplicarea unor

^fenomene.

Daci sunt verificate prin experien![ devin certitudini

qi

astfel

se

emit legi

sau

teorii.

In

conceptia

actuali, materia

este

formatd din otomi. Notiunea

de atom

(,,indivizibil", ln limba greac[)

se datoreazd

filozofilor greci Leucip

si

Democrit

si corespunde celei

mai mici pdrti dintr-un

^element

chimic

care pdstreazd proprietdJile fizice si chimice ale acestuia. Mai

multi atomi

se unesc

pentru

a

fbrma

o substantd. Cea nrai micd

parte din

substan{d care mai

pistreazi proprietdtile

acesteia,

constituie

o moleculd.

Subslantele

compuse

din atomi

de acelasi

fel

se

numesc

elemente.

Prin combinarea mai multor atomi diferiti

se

obtin

substante complrse sau

compusi

chimici. Aceste substante pot

fi

descompuse

in

elementele

din care provin. Din cele 108 elemente chimice cunoscute, 92 sunt naturale, restul ^cunoscute sub numele de transuraniene fiind obtinute in laborator.

Elementele

chimice

se

reprezinti prin simboluri (de eremplu, clorul are simbolul Cl, calciul Ca, oxigenul O,

etc).

Compusii chimici sunt reprezentati prin formule

^chimice.

^Formulele chimice pot fi brute

sau

empirice, atunci

cdnd se

indicd felul atomilor qi raportul numeric intre ei, in combina{ia respectivd. De

exemplu,

formula bruti

a cehrlozei este (CrH,oO.)n, a

etanului

C2H6.

Atunci cind

se

indicd

atet

felul atomilor cAt;inutarul lor intr

o molecute,

formula

respectivd este

oformuldmoleculard

sau

real[

^(de exemplu,

hidroxidul

de calciu Ca(OH), sau acidul sulluric

H2SO4).

Formula moleculari

26

^Notiuni de chimia picturii

poate

fi

aceeasi

cu fbrmula

brtLtir sau

un rnultiplu al

acesteia.

moleculare va lamuri

aceastd

situa(ie. Forrnula care indicd atonrilor inlre

ei

in nroleculi.

este

oformu ld

^cle

structrtrd:

I)eterminarea

masei

modul de lesare

a

,to-H

Ca

Hidroxid _{de calciu}

O-'r

\\/

_)S 'O-H

/,/ \

u O-H

Acid sul[uric

Formule structurole

Fiecare element r:himic

se caracterizeazd

printr o masi propric. De eremplu,

masa

unui

atorn de

hidrogen

este 1.673

x

10 ^21.

intrucat

aceste mase absolute sunt

greu

de

rrtilizat.

se

folosesc mase atornice relative. de{inite

ca

fiind raportll irrtre

masa

atolnicd

a

elementului

si masa a 1i1 2

parte din

masa

atomice

a

izotopului c,, Calculati astfel.

niasa

atomici

a

hidrogenului

este

1,008,

a oxigenuh_ri

l5,ggg. et;.

Masele atomice

pentru

toate elementele sunt redate

in

tabele.

o cantitate dintr rrn element erprirnati in grame ce corespunde numeric

cu rnasa

atomica

a

elementului respectiv, r'eprezintd ln

^oiont

grnm.

Masa

unui

atom

gram

de

hidrogen

e ste 1,008 g. a

celui

de oxigerr 15.999 g.

Masa rtoleculcrd sau masa rnolard reprezinti _suma

maselor

wtus0

nLoLeclflor.r

sau masa Inolare repreztnta suma maselor atomice

ce

constituie molecula. Cantitatea din

substanta

respectivd erprimatd in erame, egali

LUrrbLrLrrrr rJrurccLtla. \rarrrlrarea

oln

slrDstanta respectrve

erprtmata in grame,

egalS

numeric

clr masa

molecular6 reprezintd o

moleculd,

grarn.Prezentdm in continuare

cAteva exemple

privind calculul

maselor molare (masele atomice luate

in calcul

s1n t:

az,ot -74.

carbon

-12,

oxigen

-16,

hidrogen

=1):

a) masa

moleculari.

a

hidroridr-rlui

de calciu. Ca(OH), este

obtinutd prin insumare:t

maselor

aiomice

ale

calci'lui 40.

a

oxigenului

16, a

hidroge'ului

1:

Ca(OH), =

409/mo1+ 2x (16g/rnol

+

1g/rnol) -74glmot

b) nrasa

moleculard

a

carbonatului

de amonitL este:

(NH,,):CO.

- 2x (I4glmol

⁺ 4

g/mol)

+ 12 g/rnol + (3

r

^t6

g/mol) -

96

g/mol

Elementele _au

capacititi

de corrrbinare

difbrite.

caracteristice.

Aceasti

capacitate se

numeste oalentd. Drept unitate s

a

luat valenta hidrogenului. Astlel, dupi

o

formulare mai

veche,

valenta unuielement indicd rrumdrul atomilor

de

hidrogen

care se

pot cornbina

_{sau care}

pot fi irrlocuiti cu un atoni al elementului ."rp..iirr.

Clon-rl se

combind

ctt

un

atom de

hiclrogerr

pentrLr a

lorma acidul clorhidric

(HCl);

clorul

este, deci,

monovalent. Oxieenul

se

combind

cu doi

atomi

de

hidrogen pentru

a forma apa, (Hro); prin urmare origenul

este

bivalent. 'Ibt _astfbl, i'

amoniac,

azotul

este

trivalent

(NH3).

Carbonul

este

tetravalent (CH). in conceplia moderna,

notiunea

de

valen{i

a

lost lirgiti. inlocuinclu

se

cu notiunea {e sfore

sau

numdr

de oxidrtre

(r,'.

cap'

1.20.5).

Vaicnta

este

consecinta rlirecti

a

structurii electronice

erterioare

a elementrr

lui respectiv

si a

pozitiei lui

irr

sisteniul

perioclic al

elementelor

(v. cap. 1.2.2).

-.)r.elnrinarea

^masei 1-, ,tLrl

de legare

a

:

:,i. i)e

erernplu,

.:: ll-,:rilrtte srint

=. t-

I

I .111,-,rtul

lntre

.

₌ _r,,r ,pnlLri _C,,

-:--'. ir ,r.999.

etc.

.r : l. lirltllefic cll ',1=...

,inui

_atotn

..-. . 1i 'nlice

^ce

... r -:;-nr..esala .: r -

trttrtuat'e

.-: r-.

a ^r,111 Stlnt:

-.: :

:,<tttllarea

l

-- -::. -.

,rprag11",a

,--..ilnt;o I - t ::

tLltlt ^rtqet't

.rl- . ;l

1-SL)ecti\.

. r,,lrrc

^HC1,:

: :l

-.:ttpr3111111

: : . :L aitLCrtliaC.

t :t. .. a titC,det'tf A.

: :. ir i !arl lltilllOl

.

ir

l

tle,:rt'oniCe

; .ii,:lententelor

-.*.

No!iuni de chimie generali 1 27

1.2. Structura atomului. Izotopi

Atomii sunt formati din particule elementare.

Tn

jurul unui nucleu

se rotesc

electroniipe

orbite eliptice, cu viteze foarte

mari.

Acestia au

sarcini

electrice negative.

Toati masa atomului este concentrati in nucleu sub lormi de particule numite protoni si neutroni. Protonii constituie sarcina pozitivi a atomului. Atomii fiind neutri din punct

de vedere

electric, numdrul

de

sarcini

negative dat de

electroni

este egal cu

numdrul

de

sarcini pozitive

dat de

numirul

de

protoni. Numdrul

de

protoni

se

noteazi

cu Z qi

constituie numiirul otomic, fiind una din mdrimile fundamentale

ce caracterizeazd

un

element. A doua

mirime fundamentald

o

constituie numdrul

de mnsd. dat de numS.rul de

protoni

^qi

numirul

de

neutroni din nucleu. in continuare

prezeniS.m

doua

exemple (cazul

hidrogenului

qi

heliului),

care

ilustreazd no{iunile

prezentate anterior.

Atomul

de

hidrogen

are un electron si un nucleu

fbrmat dintr un proton. Numirul

^{atomic Z este f} .

iar

cel de

masi

1.

Heliul

are 2

electroni,

2

protoni

si 2

netrtroni. El

are numS,rul atomic Z

-

2

{ ^numdrul

^{de masa}

⁴

^{(v. Anexa 2).}

Existd insi

qi

elemente

care

au

acelasi

numdr atomic Z

(cleci acelasi

numir

de

protoni si de electroni) dar numere

de

masi diferite.

Aceste

elemente

se numesc

ilotopi. De eremplu, hidrogenul are trei izotopi: doi stabili H,r (protiul)

gi H,2

(deuteriul) - ^si unul radioactiv, artificial -

^H,3

(tritiul). Clorul are doi izotopi cu numerele

de

masi 35 gi

37. Masele

atomice,

asa

cum sunt publicate in

tabele,

reprezinti valori medii ale amestecului de izotopi, tinAndu-se seama de

masa

fiecdrui izotop

si de

proportia izotopului in

amestec (de exemplu,

in

tabele

elementul clor

este

notat cu masa atomice 35,5,

aceasta

fiind media ponderali a celor doi izotopi cu

masele 35 qi 37).

Carbonul are doi izotopi stabili

Cu12 gi Cur3,

precum

si

un izotop radioactiv

^Cura.

De o importanti. practicd deosebiti

se

bucure izotopul

C,.rl.

Determinarea lui in diverse

obiecte

vechi

este

fblositd cu

succes

in

cercetarea

arheologici pentru datiri

de obiecte cu vArsta cuprinsA

intre 10.000

_Ei

25.000 ani

(eroarea

fiind cuprinsd intre 1,5

1,6%)t.

O alti aplica{ie interesantd

a

determindrii izotopilor radioactivi din materiale, o constituie depistarea picturilor

falsificate2.

IAcest izotop se formeazi in naturi prin actiunea neutronilor din razele cosmice asupra azotului din aer:

N,ia(Tprotoni+Tneutroni)+unneutron=C6r4(6protoni+Bneutroni)+Lrnproton.Carbonulradioactir.

C,ra (notat _C*) reac{ioneazi cu origenul din aer: C* + Or= C.Or. Dioxidul de carbon cu carbon radioacliv este antrenat de apele de ploaie pe pimint qi este absorbit de r.egetale, de unde ajunge si in regnul animal.

Cantitatea de Cr! din tesuturi este constanti. pe rnisuri ce se consumi, ea se inlocuieste cu alta. in momentul in care planta este scoas[ din circuitul natural (de exemplu tiiati), cantitatea de Cra radioactiv nern:rifiind inlocuiti. se rnicsoreazi prin dezintegrAri naturale. Considerind ci iri naturi caniitatea de Cra a rAmas constantd si ci pcrioada sa de injumitdtire este de 5.730 ani, se calcrrleaza r-arsia obicctului. Nletoda se aplica pentru toate obiectele ce contin carbon.

2 Sunt bine cunoscute falsurile produse de artistul olandez Han varr \4eegeren. Acesta a fost acuzat de a fi vAndut gernianilor irr tirrrpul celui de al doilea rizboi rnondial, picturi dirr patrimoniul na{ional olandez realizate de \-ermeer qi de alti pictori. in r iuda erpertizelor clectuate de reputa{i experti, Van Meeg^ererr a declarai c[ ]ucrr-rrilc vindute erau lalsuri fhcute de el. Adeviml s a stabilit cu exactitate in anul 1968

prin efectuarea unor analize speciale privind er.olutia cantitativi a unol izoiopi radioactivi (plumb 210 si radiu 226) din piernentul alb de plumb, piemeni dovedjt astfel a Ii de fabricalie recenti. Detalii asupra acestui subiect sunt date de Bernard Keisch irr Secret ofthe Prrst. Nuclear Energy Applicotion in Art and Archeolo.gy, LIS. Atomic Energy Commision, Oflice of Irrformation Services. 1972, p.75.

I

28 | Notiuni de chimia picturii

Izotopii, avand

aceeasi

configuratie electronicd, au proprietdti chimice identice.

Masa atomicd

diferiti, influenteazi.

unele

proprietiti

fizice.

1.2.1.

inveligul electronic al atomilor. Orbitalii

Electronii care intr5. in structura atomilor, graviteazd in jurul nucleului in stroturi electronice' Electronii

care se gdsesc

la

aceeaqi

distanti medie

de

nucleu formeazi. un strat

de

electroni. Straturile

de

electroni'se noteare cu literele K, L, M,

N,

o'

P, Q, sau cu

cifrele r,2,3...7,

incepancr _de la

nucleu citre exterior

(fig. _r).

Fiecare strat de

electroni

se caracteriz

eaz|,prinvalori

ale

energiei

care

variazd

d.e la

stratul

cel

mai apropiat

de

nucleu,

care are energia cea

mai micd, la stratul

cel

mai depdrtat,

cu energia cea

mai

mare.

Electronii

_{de pe}

ultimul strat

(cu energia cea

mai

mare)

sunt electroni

de oalentd. Acesti

electroni

sunt

implicafi in reactiile chimice.

Fig. 1 Straturile de electroni ole otomului de sodiu

Diferitele straturi de electroni pot fi ocupate de un numdr determinat

de

electroni. Astfel stratrrl

K poate

primi doi electroni, stratul

I-

opt electroni, stratul M

18

electroni, iar stratul N

32

electroni. Straturile

de

electroni sunt formate din unul

sau

mai multe substraturi

(cu

exceptia stratului K)

care

contin electroni

cu

acela;i nivel energetic. Substraturile

se

noteazi

cu

cifra

corespunzdtoare

stratului, urmatd

de o

literl

ce

indici tipul orbitalului.

orbitalii sunt ,,nori de electroni" care

se

rotesc in jurul nucleului, pe orbite

speciale. Acestea au

{brme diferite si

se caractefizeazb,

prin energii proprii. sunt patru tipuri

de

orbitali, notate cu literele s,p,d sif Fiecare orbital poaie contine maximum doi electroni.

Pe

langi

migcarea de

rotatie in jurul nucleului, electronii

au si o

miscare

de

rotafie in jurul axelor proprii, numit[ miscare

cle spin, care se

poate produce in

acelasi sens

cu miscarea

de

rotatie

a

electronului pe orbitd

sau

in

sens

contrar. Daci cei doi electroni de pe un orbital

se

rotesc unul intr-un

sens si celilalt in

^sens

contrar,

se

spune

cd

electronii respectivi au spin opus

si se

numesc electroni cuplati. Existi un singur orbital tip

s.

orbitalii tip p sunt in numdr

de

trei,

cei de

tip

d sunt

in numir

de

cinci, iar

cei cle

tipfsunt in num6r

cle 7.

Stratul

1 (K) poate

contine maximum doi erectroni, notalii;r, srratur

2 (L) poate

contine

B

electroni notati cu

7s2,2s2,2p6,

stratul

3

(M) poaie con{ine maximum

1g

electroni notati

cu 7s2" 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3dn.