Salze in Metallbodenfunden: Unterschied zwischen den Versionen
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Autor: [[user:SKaufhold|Sandra Kaufhold]] | |||
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== Abstract == | == Abstract == | ||
Verschiedene Salze haben unterschiedliche korrosive Auswirkungen auf Metallfunde im Boden. Während einige entstehende Korrosionsprodukte ein Metall vor weiterer Korrosion schützen, sind es vor allem die Chloride im Boden, die eine Korrosion fördern. | |||
== Einleitung == | == Einleitung == | ||
Die Korrosionsvorgänge an Metallen im Boden werden u. a. vom Wasser-, Sauerstoff- und Salzgehalt sowie vom pH-Wert des Bodens beeinflusst. Während schwerlösliche Salze wie Phosphate, Carbonate und bestimmte organische Verbindungen zur Erhaltung des Metalls beitragen können, erhöhen lösliche Salze die Korrosivität. Carbonate zum Beispiel besitzen die Eigenschaft Säuren zu neutralisieren und sie können den Objekten durch die Ausbildung einer Kalksinterschicht eine größere Stabilität verleihen. <bib id= | Die Korrosionsvorgänge an Metallen im Boden werden u. a. vom Wasser-, Sauerstoff- und Salzgehalt sowie vom pH-Wert des Bodens beeinflusst. Während schwerlösliche Salze wie Phosphate, Carbonate und bestimmte organische Verbindungen zur Erhaltung des Metalls beitragen können, erhöhen lösliche Salze die Korrosivität. Carbonate zum Beispiel besitzen die Eigenschaft Säuren zu neutralisieren und sie können den Objekten durch die Ausbildung einer Kalksinterschicht eine größere Stabilität verleihen. <bib id="Gerwin:1999" /> Chloride hingegen begünstigen durch eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser elektrochemische Prozesse und somit auch Korrosionsprozesse an metallischen Materialien<bib id="Koelle:2003" />. Als natürliche Quellen für Chloride im Boden kommen neben der geringen Freisetzung aus Gesteinen vor allem salzhaltige Niederschläge in Meeresnähe in Frage<bib id="Scharf.etal:2000" />. Auch die Verwendung von Streusalzen und chloridhaltigen Düngemitteln können zu einer Chloridbelastung beitragen<bib id="Koelle:2003" />. | ||
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=== Eisencarbonate und Eisenphosphate === | === Eisencarbonate und Eisenphosphate === | ||
Unter der Anwesenheit von Carbonaten und Phosphaten im Boden können bei Eisen Korrosionsprodukte wie Siderit (Eisen(II)-carbonat) oder Vivianit (Eisen(II)-phosphat) entstehen. Siderit ist von gelb-brauner Farbigkeit und Vivianit ist dunkelblau.<bib id= | Unter der Anwesenheit von Carbonaten und Phosphaten im Boden können bei Eisen Korrosionsprodukte wie Siderit (Eisen(II)-carbonat) oder Vivianit (Eisen(II)-phosphat) entstehen. Siderit ist von gelb-brauner Farbigkeit und Vivianit ist dunkelblau.<bib id="Selwyn:2004a" /> | ||
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Die hydrolytischen Reaktionen führen zu einer lokalen Ansäuerung durch die Bildung von Wasserstoff-Ionen.<bib id= | Die hydrolytischen Reaktionen führen zu einer lokalen Ansäuerung durch die Bildung von Wasserstoff-Ionen.<bib id="Selwyn:2004a"/> | ||
Aufgrund der Tatsache, dass die elektrische Neutralität gewährleistet sein muss, diffundieren Anionen aus der Umgebung zur Anode, um die positive Ladung der Fe<sup>2<nowiki>+</nowiki></sup>-Ionen auszugleichen. Solche Anionen sind vorwiegend Chlorid-Ionen. Sie neigen dazu sich an der Grenzfläche Eisenkern/Korrosion anzulagern.<bib id= | Aufgrund der Tatsache, dass die elektrische Neutralität gewährleistet sein muss, diffundieren Anionen aus der Umgebung zur Anode, um die positive Ladung der Fe<sup>2<nowiki>+</nowiki></sup>-Ionen auszugleichen. Solche Anionen sind vorwiegend Chlorid-Ionen. Sie neigen dazu sich an der Grenzfläche Eisenkern/Korrosion anzulagern.<bib id="Selwyn.etal:2005"/> Daher sind auch in diesem Grenzflächenbereich die meisten Chloride anzutreffen, wobei sie nicht gleichmäßig auf der Grenzfläche Metall/Korrosion verteilt sind <bib id="Reguer:2005" />. | ||
Die Menge der adsorbierten Chlorid-Ionen hängt vom pH-Wert ab. Eine maximale Adsorption tritt bei niedrigen pH-Werten, also in sauren Elektrolyten auf.<bib id= | Die Menge der adsorbierten Chlorid-Ionen hängt vom pH-Wert ab. Eine maximale Adsorption tritt bei niedrigen pH-Werten, also in sauren Elektrolyten auf.<bib id="Selwyn:2004b"/> Dies liegt darin begründet, dass in sauren Elektrolyten zusätzlich Wasserstoff-Ionen vorliegen, die zum Ladungsausgleich ebenfalls Chlorid-Ionen anziehen. | ||
Bei archäologischen Eisenfunden aus chloridhaltigen Böden kann davon ausgegangen werden, dass Risse und Poren innerhalb der Korrosionsschicht mit sauren Eisen(II)-chlorid Lösungen (FeCl<sub>2</sub>) gefüllt sind.<bib id= | Bei archäologischen Eisenfunden aus chloridhaltigen Böden kann davon ausgegangen werden, dass Risse und Poren innerhalb der Korrosionsschicht mit sauren Eisen(II)-chlorid Lösungen (FeCl<sub>2</sub>) gefüllt sind.<bib id="Selwyn.etal:2005" /> | ||
Ein frisch ausgegrabenes Eisenobjekt erfährt in der Regel eine neue Umgebung mit einer geringeren relativen Luftfeuchtigkeit (rF) und einer höheren Sauerstoffkonzentration. Chemische und physikalische Reaktionen sind die Folge. Diese wiederum können Schäden am Objekt verursachen.<bib id= | Ein frisch ausgegrabenes Eisenobjekt erfährt in der Regel eine neue Umgebung mit einer geringeren relativen Luftfeuchtigkeit (rF) und einer höheren Sauerstoffkonzentration. Chemische und physikalische Reaktionen sind die Folge. Diese wiederum können Schäden am Objekt verursachen.<bib id="Selwyn:2004b"/> | ||
Für die Beschreibung der Beteiligung von Chlorid-Ionen am Korrosionsprozess nach dem Ausgraben existieren zwei Modelle. Der Unterschied zwischen den Modellen liegt darin, dass bei einem Modell die Chlorid-Ionen direkt am Korrosionsprozess und beim anderen indirekt beteiligt sind. Bei beiden Modellen entsteht lösliches Eisen(II)-chlorid.<bib id= | Für die Beschreibung der Beteiligung von Chlorid-Ionen am Korrosionsprozess nach dem Ausgraben existieren zwei Modelle. Der Unterschied zwischen den Modellen liegt darin, dass bei einem Modell die Chlorid-Ionen direkt am Korrosionsprozess und beim anderen indirekt beteiligt sind. Bei beiden Modellen entsteht lösliches Eisen(II)-chlorid.<bib id="Scott.etal:2009" /> Es ist diese Löslichkeit, die eine fortwährende Beteiligung des Chlorids an den Korrosionsprozessen erlaubt | ||
<bib id= | <bib id="Selwyn:2004b" />. Die katalytische Wirkung der Chlorid-Ionen induziert eine völlige Zerstörung der Funde<bib id="Schmutzler.etal:2006"/>. | ||
Physikalisch verursachte Schäden können zum einen in der Kristallisation der Eisensalze im Objekt bei einsetzender Trocknung begründet liegen <bib id= | Physikalisch verursachte Schäden können zum einen in der Kristallisation der Eisensalze im Objekt bei einsetzender Trocknung begründet liegen <bib id="Herold:1990" />. Zum anderen kommt es in Folge einsetzender Oxidation zur Bildung neuer Feststoffe, wie zum Beispiel Eisenoxydhydroxid (FeO(OH)). Das molare Volumen von Eisenoxydhydroxid ist dreimal größer als das molare Volumen von Eisen. Die Volumenzunahmen durch die Bildung neuer Feststoffe oder durch die Kristallausblühungen der Salze verursachen Spannungen im Objekt, die wiederum zu Rissbildungen führen können. Die Chloridbelastung von ausgegrabenen Eisenobjekten bei einer erhöhten rF ist visuell zu erkennen an der Bildung von orangefarbigen sauren Tropfen (auch weinendes/schwitzendes Eisen genannt) und durch trockene pustelartige rötliche Hohlräume auf der Oberfläche. Die Tropfenbildung ist darauf zurückzuführen, dass die Eisenchloride hygroskopisch sind.<bib id="Selwyn:2004b"/> | ||
Untersuchungen über die ablaufenden Oxidations- und Hydrolyseprozesse von Eisen(II)-chlorid haben gezeigt, dass bei niedrigen Chlorid-Ionenkonzentrationen die Korrosionsprodukte Goethit und/oder Lepidokrokit entstehen. Ist die Konzentration der Chlorid-Ionen im Objekt hoch entsteht Akaganeit (ß-FeOOH).<bib id= | Untersuchungen über die ablaufenden Oxidations- und Hydrolyseprozesse von Eisen(II)-chlorid haben gezeigt, dass bei niedrigen Chlorid-Ionenkonzentrationen die Korrosionsprodukte Goethit und/oder Lepidokrokit entstehen. Ist die Konzentration der Chlorid-Ionen im Objekt hoch entsteht Akaganeit (ß-FeOOH).<bib id="Selwyn:2004b"/> Akaganeit ist ein Eisen(III)-oxyhydroxid. Neuere Studien erwähnen bei hohen Chloridgehalten neben dem Akaganeit auch das Vorhandensein von Eisen(II)-hydroxychlorid (ß-Fe<sub>2</sub>(OH)<sub>3</sub>Cl).<bib id="Reguer.etal:2009" /> Akaganeit und die Eisenhydroxychloride sind vor allem an der Grenzfläche Metallkern/Korrosion anzutreffen <bib id="Watkinson.etal:2008" />. | ||
Der Chloridgehalt im Akaganeit liegt mit bis zu 12 Gew.% unter dem Chloridgehalt des Eisenhydroxychlorids mit bis zu 20 Gew.%<bib id= | Der Chloridgehalt im Akaganeit liegt mit bis zu 12 Gew.% unter dem Chloridgehalt des Eisenhydroxychlorids mit bis zu 20 Gew.%<bib id="Reguer.etal:2009"/>. Genauere Kenntnisse über die Beweglichkeit der Chloride im Eisenhydroxychlorid und der Verfügbarkeit der Chloride um Korrosion zu verursachen bedürfen weiterer Untersuchungen <bib id="Watkinson.etal:2008" />. | ||
Im Folgenden werden grundlegende Kenntnisse über die Bildung und die Struktur von Akaganeit aufgeführt. Sie sind wichtig um die Effizienz von Eisenentsalzungsverfahren annähernd beurteilen zu können. | Im Folgenden werden grundlegende Kenntnisse über die Bildung und die Struktur von Akaganeit aufgeführt. Sie sind wichtig um die Effizienz von Eisenentsalzungsverfahren annähernd beurteilen zu können. | ||
In der Regel bildet sich Akaganeit in chloridbelasteten Objekten erst nach der Ausgrabung<bib id= | In der Regel bildet sich Akaganeit in chloridbelasteten Objekten erst nach der Ausgrabung<bib id="Greiff.etal:2000"/>. Wenn ein chloridbelastetes Objekt im Zuge der Ausgrabung trocknet, verdunstet dabei ein großer Teil der Feuchtigkeit. Die im Objekt verbleibende Chloridlösung wird dabei konzentrierter. Ferner erfährt das Objekt eine erhöhte Sauerstoffbelastung. Das Zusammenspiel dieser beiden Faktoren führt zur Bildung von Akaganeit. Akaganeit ist ein Oxidationsprodukt der Eisenchloride.<bib id="Watkinson.etal:2005" /> Umso länger chloridbelastete Objekte der Luft ausgesetzt sind, desto mehr Akaganeit kann sich bilden<bib id="Reguer:2005"/>. Es ist in Form von orangefarbenen, nadelförmigen Ausblühungen auf dem Eisen zu erkennen<bib id="Schmutzler.etal:2006" />. | ||
Die kristallografische Struktur besteht aus Oktaedern, in denen Fe<sup>3<nowiki>+</nowiki></sup>-Ionen lokalisiert sind. Ein Oktaeder wird gebildet aus sechs O<sup>2-</sup>- und OH<sup>-</sup>-Ionen.<bib id= | Die kristallografische Struktur besteht aus Oktaedern, in denen Fe<sup>3<nowiki>+</nowiki></sup>-Ionen lokalisiert sind. Ein Oktaeder wird gebildet aus sechs O<sup>2-</sup>- und OH<sup>-</sup>-Ionen.<bib id="Reguer.etal:2009" /> Im Kristallgitter liegen Doppelketten von diesen Fe(O, OH)<sub>6</sub>-Oktaedern vor, die über Ecken und Kanten so verknüpft sind, dass ein annähernd quadratisches Muster aus 2 mal 2 Oktaedern entsteht. Akaganeit weist in seiner Struktur tunnelartige Hohlräume auf. In diesen etwa 0,5 x 0,5 nm<sup>2</sup> großen Tunneln sind Chlorid-Ionen eingelagert, die die Struktur stabilisieren.<bib id="Genz:2005"/> Vermutlich führt eine vollständige Entfernung der Chlorid-Ionen aus den Tunneln zu einem Abbau der originalen Struktur<bib id="Watkinson.etal:2005" />. So scheint es nicht möglich den Chloridgehalt im Akaganeit unter um die 2 Gew.% zu senken ohne eine Destabilisierung der Struktur zu verursachen<bib id="Ellis.etal:1976" />. | ||
Neben den Chlorid-Ionen in den Tunneln können auch Chlorid-Ionen an der Oberfläche des Akaganeits adsorbiert sein.<bib id= | Neben den Chlorid-Ionen in den Tunneln können auch Chlorid-Ionen an der Oberfläche des Akaganeits adsorbiert sein.<bib id="Reguer:2005" /> Im Gegensatz zu den in den Tunneln befindlichen Chlorid-Ionen sind die an der Oberfläche adsorbierten Chlorid-Ionen beweglich<bib id="Watkinson.etal:2005" />. Sie können mit destilliertem Wasser ausgewaschen werden. Die Chlorid-Ionen in den Tunneln können auf diese Art nur mit wenig Effizienz entfernt werden. Die Anzahl an enthaltenden Chlorid-Ionen im Akaganeit variiert und auch das Verhältnis zwischen der Menge an wasserlöslichen adsorbierten Chlorid-Ionen und in den Tunneln befindlichen Chlorid-Ionen kann nicht verallgemeinert werden<bib id="Reguer.etal:2009" />. | ||
== Kupfersalze == | == Kupfersalze == | ||
=== Kupfercarbonate === | === Kupfercarbonate === | ||
Im Boden wird die Korrosion von Kupfer hauptsächlich von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser verursacht. Es kommt zur Bildung von basischen Kupfercarbonaten, wie Malachit (CuCO<sub>3</sub> ∙ Cu(OH)<sub>2</sub>) und Azurit (2 CuCO<sub>3 </sub>∙ Cu(OH)<sub>2</sub>).<bib id= | Im Boden wird die Korrosion von Kupfer hauptsächlich von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser verursacht. Es kommt zur Bildung von basischen Kupfercarbonaten, wie Malachit (CuCO<sub>3</sub> ∙ Cu(OH)<sub>2</sub>) und Azurit (2 CuCO<sub>3 </sub>∙ Cu(OH)<sub>2</sub>).<bib id="Stambolov.etal:1990"/> Malachit ist von grüner und Azurit von blauer Farbigkeit.<bib id="Selwyn:2004a" />. Dichte Malachitschichten können aufgrund ihrer schweren Löslichkeit eine Schutzwirkung ausüben<bib id="Grohmann.etal:2002" />. | ||
=== Kupferchloride === | === Kupferchloride === | ||
Kupfer oxidiert bei Raumtemperatur unter Anwesenheit von Sauerstoff zu braunrotem Kupfer(I)-oxid (Cu<sub>2</sub>O)<bib id="Herold:1990" />. Kupfer(I)-oxid ist bekannt unter dem Namen Cuprit. Die Schicht aus Kupfer(I)-oxid besitzt bis zu einer Schichtstärke von 100Å Schutzeigenschaften.<bib id="Stambolov.etal:1990" /> | |||
Geringe Mengen an vorhandenen Chlorid-Ionen können zur Zerstörung der Oxidschichten führen<bib id="Stambolov.etal:1990" />. Das Einwirken von Chloriden ist nach überwiegender Ansicht ein zyklischer Prozess, in dessen Verlauf immer wieder Kupfer(I)-chlorid, das so genannte Nantokit (CuCl) neu gebildet wird.<bib id="Bauer:1990" /> Nantokit ist ein blassgraues, wachsartiges Salz<bib id="Stambolov.etal:1990" />. Es ist schlecht in Wasser löslich <bib id="Scharf.etal:2000"/>. Die Anreicherung von Nantokit innerhalb der Korrosionsschicht kann nach der Ausgrabung zu einem Korrosionsproblem, der so genannten Bronzekrankheit führen <bib id="Selwyn:2004a"/>. | |||
Nantokit ist so lange stabil wie Sauerstoff und Feuchtigkeit nicht vorhanden sind<bib id="Fischer.etal:1997"/>. | |||
Kupfer oxidiert bei Raumtemperatur unter Anwesenheit von Sauerstoff zu braunrotem Kupfer(I)-oxid (Cu<sub>2</sub>O)<bib id= | |||
Geringe Mengen an vorhandenen Chlorid-Ionen können zur Zerstörung der Oxidschichten führen<bib id= | |||
Nantokit ist so lange stabil wie Sauerstoff und Feuchtigkeit nicht vorhanden sind<bib id= | |||
Die Korrosionsschichten aus basischen Kupferchloriden und geringen Mengen basischer Kupfercarbonate sind sehr inhomogen und haben keine Schutzwirkung<bib id= | Die Korrosionsschichten aus basischen Kupferchloriden und geringen Mengen basischer Kupfercarbonate sind sehr inhomogen und haben keine Schutzwirkung<bib id="Bauer:1990"/>. Weitere basische Kupferchloride, die im Zusammenhang mit der Einwirkung von Chloriden auf Kupfer entstehen können sind das Atacamit (Cu(OH)<sub>2</sub> ∙ Cu(OH)Cl) und das Botallocit (Cu(OH)<sub>2</sub> ∙ Cu(OH)Cl∙ H<sub>2</sub>O). Atacamit ist grün bis schwärzlichgrün und Botallacit ist grünlich-blau.<bib id="Stambolov.etal:1990" /> | ||
== Zink == | == Zink == | ||
=== Zinkchlorid === | === Zinkchlorid === | ||
Im Falle des Vorhandenseins von Chloriden im Boden kommt es zur Ausbildung von Zinkchloriden (ZnCl<sub>2</sub>). Diese sind stark hygroskopisch und gut in Wasser löslich.<bib id="Scharf.etal:2000"/> Die Chloridkorrosion bei bodengelagerten Objekten aus Zink zeigt sich optisch durch tiefen Lochfraß <bib id="Selwyn:2004a"/>. | |||
== Zinn == | == Zinn == | ||
=== Zinnchloride=== | === Zinnchloride=== | ||
Zinnobjekte, die aus dem Erdboden kommen zeigen neben einer stumpfen grauen Farbe, meist weißlich-graue Auflagerungen von Zinnoxid <bib id="Mazanetz:1960"/>. In chloridbelasteten Böden kommt es zu einer Lokalelementbildung zwischen dem gebildeten porösen Zinnoxidfilm und dem Metall. Als Folge kommt es zur Entstehung von schwarzen Flecken, die aus ca. 75% Zinn(II)-oxid und ca. 20% Zinn(IV)-oxid bestehen.<bib id="Bauer:1990"/> Chloride fördern somit den Korrosionsprozess <bib id=Stambolov.etal:1988 />. Freie Sn<sup>2<nowiki>+</nowiki></sup>-Ionen können mit den vorhandenen Chlorid-Ionen zu Chloriden wie SnCl<sub>2</sub> oder Chloridhydroxiden wie Sn<sub>4</sub>(OH)<sub>6</sub>Cl<sub>2</sub> reagieren <bib id="MacLeod.etal:1997" />. | |||
Zinnobjekte, die aus dem Erdboden kommen zeigen neben einer stumpfen grauen Farbe, meist weißlich-graue Auflagerungen von Zinnoxid <bib id= | |||
== Blei == | == Blei == | ||
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=== Bleicarbonat === | === Bleicarbonat === | ||
Im Boden kann es bei höheren Konzentrationen an Calciumcarbonat und höheren pH-Werten zur Bildung des Bleicarbonats Cerussit (PbCO<sub>3</sub>) kommen<bib id= | Im Boden kann es bei höheren Konzentrationen an Calciumcarbonat und höheren pH-Werten zur Bildung des Bleicarbonats Cerussit (PbCO<sub>3</sub>) kommen<bib id="Bauer:1990" />.Cerussit ist weißlich <bib id="Stambolov.etal:1988" />. Die Schicht aus Bleicarbonat kann korrosionshemmend wirken <bib id="Seidel:1999" />. | ||
=== Bleichlorid === | === Bleichlorid === | ||
Unter der Anwesenheit von Chloriden im Boden kann sich u. a. Blei(II)-chlorid (Cotunnit, PbCl<sub>2</sub>) bilden. Dieses Korrosionsprodukt hat ein weißliches Erscheinungsbild.<bib id= | Unter der Anwesenheit von Chloriden im Boden kann sich u. a. Blei(II)-chlorid (Cotunnit, PbCl<sub>2</sub>) bilden. Dieses Korrosionsprodukt hat ein weißliches Erscheinungsbild.<bib id="Selwyn:2004a"/> Blei(II)-chlorid ist schlecht in Wasser löslich<bib id="Jander.etal:1977" />. Die Anwesenheit von Chloriden wirkt korrosionsfördernd<bib id="Bauer:1990"/>. | ||
== Silber == | == Silber == | ||
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=== Silberchlorid === | === Silberchlorid === | ||
In chloridhaltigen Böden kann es bei Silber zur Bildung von Silberchlorid, dem so genannten Hornsilber kommen. Silberchlorid ist weich und kann ein Farbspektrum von weiß über graubraun bis hin zu violett aufweisen.<bib id= | In chloridhaltigen Böden kann es bei Silber zur Bildung von Silberchlorid, dem so genannten Hornsilber kommen. Silberchlorid ist weich und kann ein Farbspektrum von weiß über graubraun bis hin zu violett aufweisen.<bib id="Herold:1990" /> Es hat ein mürbes und pustelartiges Erscheinungsbild <bib id="Krebs.etal:1990" />. Silberchlorid ist eine in Wasser unlösliche Verbindung. Sie treibt die Silber-Ionen des metallischen Silbers in Lösung, die sich dann wieder als Silberchlorid niederschlagen. Silberchloridschichten bieten keinen Schutz. Durch die Anwesenheit von Kupfer im Silber wird der Angriff von Chloriden verstärkt. Die Reaktion gestaltet sich folgendermaßen (vgl. Gl. 3): | ||
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Kupfer(II)-chlorid (CuCl<sub>2</sub>) treibt die Reaktion voran, weil es als Oxidationsmittel für die Reaktion zu unlöslichem Kupfer(I)-chlorid (CuCl) dient.<bib id= | Kupfer(II)-chlorid (CuCl<sub>2</sub>) treibt die Reaktion voran, weil es als Oxidationsmittel für die Reaktion zu unlöslichem Kupfer(I)-chlorid (CuCl) dient.<bib id="Stambolov.etal:1988" /> | ||
Das Kupfer im Silber unterliegt ebenso Oxidationsprozessen. Ferner bewirkt der Kupferanteil im Silber die Ausbildung von Lokalelementen. Die Korrosionsprodukte des Kupfers verfärben die Oberfläche des Silbers grünlich. In extremen Fällen ist diese Oberfläche optisch nur schwer von einer Bronzepatina zu unterscheiden.<bib id= | Das Kupfer im Silber unterliegt ebenso Oxidationsprozessen. Ferner bewirkt der Kupferanteil im Silber die Ausbildung von Lokalelementen. Die Korrosionsprodukte des Kupfers verfärben die Oberfläche des Silbers grünlich. In extremen Fällen ist diese Oberfläche optisch nur schwer von einer Bronzepatina zu unterscheiden.<bib id="Herold:1990" /> | ||
== Literatur == | == Literatur == | ||
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[[category:Salz]][[category:Kaufhold,Sandra]] | |||
Aktuelle Version vom 7. Juni 2012, 09:11 Uhr
Autor: Sandra Kaufhold
Abstract[Bearbeiten]
Verschiedene Salze haben unterschiedliche korrosive Auswirkungen auf Metallfunde im Boden. Während einige entstehende Korrosionsprodukte ein Metall vor weiterer Korrosion schützen, sind es vor allem die Chloride im Boden, die eine Korrosion fördern.
Einleitung[Bearbeiten]
Die Korrosionsvorgänge an Metallen im Boden werden u. a. vom Wasser-, Sauerstoff- und Salzgehalt sowie vom pH-Wert des Bodens beeinflusst. Während schwerlösliche Salze wie Phosphate, Carbonate und bestimmte organische Verbindungen zur Erhaltung des Metalls beitragen können, erhöhen lösliche Salze die Korrosivität. Carbonate zum Beispiel besitzen die Eigenschaft Säuren zu neutralisieren und sie können den Objekten durch die Ausbildung einer Kalksinterschicht eine größere Stabilität verleihen. [Gerwin:1999]Titel: Die Korrosion archäologischer Eisenfunde im Boden-Zusammenhänge mit Bodeneigenschaften
Autor / Verfasser: Gerwin, Werner
Chloride hingegen begünstigen durch eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser elektrochemische Prozesse und somit auch Korrosionsprozesse an metallischen Materialien[Koelle:2003]Titel: Wasseranalysen-richtig beurteilt
Autor / Verfasser: Kölle, Walter. Als natürliche Quellen für Chloride im Boden kommen neben der geringen Freisetzung aus Gesteinen vor allem salzhaltige Niederschläge in Meeresnähe in Frage[Scharf.etal:2000]Titel: Schutz archäologischer Funde aus Metall vor immissionsbedingter Schädigung
Autor / Verfasser: Scharff, Werner;; Arnold, Christian; Gerwin, Werner; Huesmann, Ingrid; Menzel, Klaus; Pötzsch, Anke; Tolksdorf-Lienemann, Eva; Tröller-Reimer, Andrea. Auch die Verwendung von Streusalzen und chloridhaltigen Düngemitteln können zu einer Chloridbelastung beitragen[Koelle:2003]Titel: Wasseranalysen-richtig beurteilt
Autor / Verfasser: Kölle, Walter.
Eisensalze[Bearbeiten]
Eisencarbonate und Eisenphosphate[Bearbeiten]
Unter der Anwesenheit von Carbonaten und Phosphaten im Boden können bei Eisen Korrosionsprodukte wie Siderit (Eisen(II)-carbonat) oder Vivianit (Eisen(II)-phosphat) entstehen. Siderit ist von gelb-brauner Farbigkeit und Vivianit ist dunkelblau.[Selwyn:2004a]Titel: Metals and Corrosion: A Handbook for the Conservation Professional
Autor / Verfasser: Selwyn, L.
Eisenchloride[Bearbeiten]
Wenn Eisen im Boden korrodiert, gehen an der Metalloberfläche Eisen(II)-Ionen in Lösung (vgl. Gl. 1). Bei bereits korrodiertem Eisen gehen die Ionen an der Grenzfläche Metall/Korrosion, also an der Oberfläche des Eisenkerns in Lösung.
| Fe → Fe2+ + 2e- | (1) |
Die Eisen(II)-Ionen können weiter oxidieren zu Eisen(III)-Ionen oder sie unterliegen hydrolytischen Reaktionen wie u. a. die folgende Gleichung zeigt (vgl. Gl. 2).
| Fe2+ + H2O → Fe(OH)+ + H+ | (2) |
Die hydrolytischen Reaktionen führen zu einer lokalen Ansäuerung durch die Bildung von Wasserstoff-Ionen.[Selwyn:2004a]Titel: Metals and Corrosion: A Handbook for the Conservation Professional
Autor / Verfasser: Selwyn, L.
Aufgrund der Tatsache, dass die elektrische Neutralität gewährleistet sein muss, diffundieren Anionen aus der Umgebung zur Anode, um die positive Ladung der Fe2+-Ionen auszugleichen. Solche Anionen sind vorwiegend Chlorid-Ionen. Sie neigen dazu sich an der Grenzfläche Eisenkern/Korrosion anzulagern.[Selwyn.etal:2005]Titel: The corrosion of excavated archaeological iron with details on weeping and akaganeite
Autor / Verfasser: Selwyn, Lyndsie S.; Sirois, P. Jane; Argyropoulos, Vasilike Daher sind auch in diesem Grenzflächenbereich die meisten Chloride anzutreffen, wobei sie nicht gleichmäßig auf der Grenzfläche Metall/Korrosion verteilt sind [Reguer:2005]Titel: Phases chlorées sur les objets archéologiques ferreux corrodés dans les sols: caractérisations et mécanismes de formation
Autor / Verfasser: Reguer, Solenn.
Die Menge der adsorbierten Chlorid-Ionen hängt vom pH-Wert ab. Eine maximale Adsorption tritt bei niedrigen pH-Werten, also in sauren Elektrolyten auf.[Selwyn:2004b]Titel: Overview of Archaeological Iron: The Corrosion Problem, Key Factors Affecting Treatment, and Gaps in Current Knowledge
Autor / Verfasser: Selwyn, Lyndsie S. Dies liegt darin begründet, dass in sauren Elektrolyten zusätzlich Wasserstoff-Ionen vorliegen, die zum Ladungsausgleich ebenfalls Chlorid-Ionen anziehen.
Bei archäologischen Eisenfunden aus chloridhaltigen Böden kann davon ausgegangen werden, dass Risse und Poren innerhalb der Korrosionsschicht mit sauren Eisen(II)-chlorid Lösungen (FeCl2) gefüllt sind.[Selwyn.etal:2005]Titel: The corrosion of excavated archaeological iron with details on weeping and akaganeite
Autor / Verfasser: Selwyn, Lyndsie S.; Sirois, P. Jane; Argyropoulos, Vasilike
Ein frisch ausgegrabenes Eisenobjekt erfährt in der Regel eine neue Umgebung mit einer geringeren relativen Luftfeuchtigkeit (rF) und einer höheren Sauerstoffkonzentration. Chemische und physikalische Reaktionen sind die Folge. Diese wiederum können Schäden am Objekt verursachen.[Selwyn:2004b]Titel: Overview of Archaeological Iron: The Corrosion Problem, Key Factors Affecting Treatment, and Gaps in Current Knowledge
Autor / Verfasser: Selwyn, Lyndsie S.
Für die Beschreibung der Beteiligung von Chlorid-Ionen am Korrosionsprozess nach dem Ausgraben existieren zwei Modelle. Der Unterschied zwischen den Modellen liegt darin, dass bei einem Modell die Chlorid-Ionen direkt am Korrosionsprozess und beim anderen indirekt beteiligt sind. Bei beiden Modellen entsteht lösliches Eisen(II)-chlorid.[Scott.etal:2009]Titel: Iron and steel in art, corrosion, colorants, conservation
Autor / Verfasser: Scott, David A.; Eggert, Gerhard Es ist diese Löslichkeit, die eine fortwährende Beteiligung des Chlorids an den Korrosionsprozessen erlaubt
[Selwyn:2004b]Titel: Overview of Archaeological Iron: The Corrosion Problem, Key Factors Affecting Treatment, and Gaps in Current Knowledge
Autor / Verfasser: Selwyn, Lyndsie S.. Die katalytische Wirkung der Chlorid-Ionen induziert eine völlige Zerstörung der Funde[Schmutzler.etal:2006]Titel: Erhalt von technischen und musealen Kulturgütern -ist eine nachhaltige Restaurierung möglich?
Autor / Verfasser: Schmutzler, Britta; Ebinger-Rist, Nicole.
Physikalisch verursachte Schäden können zum einen in der Kristallisation der Eisensalze im Objekt bei einsetzender Trocknung begründet liegen [Herold:1990]Titel: Konservierung von archäologischen Bodenfunden, Metall, Keramik, Glas
Autor / Verfasser: Herold, Karl. Zum anderen kommt es in Folge einsetzender Oxidation zur Bildung neuer Feststoffe, wie zum Beispiel Eisenoxydhydroxid (FeO(OH)). Das molare Volumen von Eisenoxydhydroxid ist dreimal größer als das molare Volumen von Eisen. Die Volumenzunahmen durch die Bildung neuer Feststoffe oder durch die Kristallausblühungen der Salze verursachen Spannungen im Objekt, die wiederum zu Rissbildungen führen können. Die Chloridbelastung von ausgegrabenen Eisenobjekten bei einer erhöhten rF ist visuell zu erkennen an der Bildung von orangefarbigen sauren Tropfen (auch weinendes/schwitzendes Eisen genannt) und durch trockene pustelartige rötliche Hohlräume auf der Oberfläche. Die Tropfenbildung ist darauf zurückzuführen, dass die Eisenchloride hygroskopisch sind.[Selwyn:2004b]Titel: Overview of Archaeological Iron: The Corrosion Problem, Key Factors Affecting Treatment, and Gaps in Current Knowledge
Autor / Verfasser: Selwyn, Lyndsie S.
Untersuchungen über die ablaufenden Oxidations- und Hydrolyseprozesse von Eisen(II)-chlorid haben gezeigt, dass bei niedrigen Chlorid-Ionenkonzentrationen die Korrosionsprodukte Goethit und/oder Lepidokrokit entstehen. Ist die Konzentration der Chlorid-Ionen im Objekt hoch entsteht Akaganeit (ß-FeOOH).[Selwyn:2004b]Titel: Overview of Archaeological Iron: The Corrosion Problem, Key Factors Affecting Treatment, and Gaps in Current Knowledge
Autor / Verfasser: Selwyn, Lyndsie S. Akaganeit ist ein Eisen(III)-oxyhydroxid. Neuere Studien erwähnen bei hohen Chloridgehalten neben dem Akaganeit auch das Vorhandensein von Eisen(II)-hydroxychlorid (ß-Fe2(OH)3Cl).[Reguer.etal:2009]Titel: Structural evidence for the desalination of akaganeite in the preservation of iron archaeological objects, using synchrotron X-ray powder diffraction and absorbtion spectroscopy
Autor / Verfasser: Reguer, S.; Mirambet, F.; Dooryhee, E.; Hodeau, J.-L.; Dillmann, P.; Lagarde, P. Akaganeit und die Eisenhydroxychloride sind vor allem an der Grenzfläche Metallkern/Korrosion anzutreffen [Watkinson.etal:2008]Titel: Towards quantified assessment of aqueous chloride extraction methods for archaeological iron: de-oxygenated treatment environments
Autor / Verfasser: Watkinson, David; Al-Zahrani, Abdulnaser.
Der Chloridgehalt im Akaganeit liegt mit bis zu 12 Gew.% unter dem Chloridgehalt des Eisenhydroxychlorids mit bis zu 20 Gew.%[Reguer.etal:2009]Titel: Structural evidence for the desalination of akaganeite in the preservation of iron archaeological objects, using synchrotron X-ray powder diffraction and absorbtion spectroscopy
Autor / Verfasser: Reguer, S.; Mirambet, F.; Dooryhee, E.; Hodeau, J.-L.; Dillmann, P.; Lagarde, P.. Genauere Kenntnisse über die Beweglichkeit der Chloride im Eisenhydroxychlorid und der Verfügbarkeit der Chloride um Korrosion zu verursachen bedürfen weiterer Untersuchungen [Watkinson.etal:2008]Titel: Towards quantified assessment of aqueous chloride extraction methods for archaeological iron: de-oxygenated treatment environments
Autor / Verfasser: Watkinson, David; Al-Zahrani, Abdulnaser.
Im Folgenden werden grundlegende Kenntnisse über die Bildung und die Struktur von Akaganeit aufgeführt. Sie sind wichtig um die Effizienz von Eisenentsalzungsverfahren annähernd beurteilen zu können.
In der Regel bildet sich Akaganeit in chloridbelasteten Objekten erst nach der Ausgrabung[Greiff.etal:2000]Titel: Eisenkorrosion und Natriumsulfitentsalzung: Theorie und Praxis
Autor / Verfasser: Greiff, Susanne; Bach, Detlef. Wenn ein chloridbelastetes Objekt im Zuge der Ausgrabung trocknet, verdunstet dabei ein großer Teil der Feuchtigkeit. Die im Objekt verbleibende Chloridlösung wird dabei konzentrierter. Ferner erfährt das Objekt eine erhöhte Sauerstoffbelastung. Das Zusammenspiel dieser beiden Faktoren führt zur Bildung von Akaganeit. Akaganeit ist ein Oxidationsprodukt der Eisenchloride.[Watkinson.etal:2005]Titel: Desiccated Storage of Chloride-Contaminated Archaeological Iron Objects
Autor / Verfasser: Watkinson, David; Lewis, Mark T. Umso länger chloridbelastete Objekte der Luft ausgesetzt sind, desto mehr Akaganeit kann sich bilden[Reguer:2005]Titel: Phases chlorées sur les objets archéologiques ferreux corrodés dans les sols: caractérisations et mécanismes de formation
Autor / Verfasser: Reguer, Solenn. Es ist in Form von orangefarbenen, nadelförmigen Ausblühungen auf dem Eisen zu erkennen[Schmutzler.etal:2006]Titel: Erhalt von technischen und musealen Kulturgütern -ist eine nachhaltige Restaurierung möglich?
Autor / Verfasser: Schmutzler, Britta; Ebinger-Rist, Nicole.
Die kristallografische Struktur besteht aus Oktaedern, in denen Fe3+-Ionen lokalisiert sind. Ein Oktaeder wird gebildet aus sechs O2-- und OH--Ionen.[Reguer.etal:2009]Titel: Structural evidence for the desalination of akaganeite in the preservation of iron archaeological objects, using synchrotron X-ray powder diffraction and absorbtion spectroscopy
Autor / Verfasser: Reguer, S.; Mirambet, F.; Dooryhee, E.; Hodeau, J.-L.; Dillmann, P.; Lagarde, P. Im Kristallgitter liegen Doppelketten von diesen Fe(O, OH)6-Oktaedern vor, die über Ecken und Kanten so verknüpft sind, dass ein annähernd quadratisches Muster aus 2 mal 2 Oktaedern entsteht. Akaganeit weist in seiner Struktur tunnelartige Hohlräume auf. In diesen etwa 0,5 x 0,5 nm2 großen Tunneln sind Chlorid-Ionen eingelagert, die die Struktur stabilisieren.[Genz:2005]Titel: Entwicklung einer neuen Adsorptionstechnik zur Entfernung natürlicher Organika mit granuliertem Eisenhydroxid
Autor / Verfasser: Genz, Arne Vermutlich führt eine vollständige Entfernung der Chlorid-Ionen aus den Tunneln zu einem Abbau der originalen Struktur[Watkinson.etal:2005]Titel: Desiccated Storage of Chloride-Contaminated Archaeological Iron Objects
Autor / Verfasser: Watkinson, David; Lewis, Mark T.. So scheint es nicht möglich den Chloridgehalt im Akaganeit unter um die 2 Gew.% zu senken ohne eine Destabilisierung der Struktur zu verursachen[Ellis.etal:1976]Titel: Anion Exchange Properties of ß-FeOOH
Autor / Verfasser: Ellis, J.; Giovanoli, R.and Stumm, W..
Neben den Chlorid-Ionen in den Tunneln können auch Chlorid-Ionen an der Oberfläche des Akaganeits adsorbiert sein.[Reguer:2005]Titel: Phases chlorées sur les objets archéologiques ferreux corrodés dans les sols: caractérisations et mécanismes de formation
Autor / Verfasser: Reguer, Solenn Im Gegensatz zu den in den Tunneln befindlichen Chlorid-Ionen sind die an der Oberfläche adsorbierten Chlorid-Ionen beweglich[Watkinson.etal:2005]Titel: Desiccated Storage of Chloride-Contaminated Archaeological Iron Objects
Autor / Verfasser: Watkinson, David; Lewis, Mark T.. Sie können mit destilliertem Wasser ausgewaschen werden. Die Chlorid-Ionen in den Tunneln können auf diese Art nur mit wenig Effizienz entfernt werden. Die Anzahl an enthaltenden Chlorid-Ionen im Akaganeit variiert und auch das Verhältnis zwischen der Menge an wasserlöslichen adsorbierten Chlorid-Ionen und in den Tunneln befindlichen Chlorid-Ionen kann nicht verallgemeinert werden[Reguer.etal:2009]Titel: Structural evidence for the desalination of akaganeite in the preservation of iron archaeological objects, using synchrotron X-ray powder diffraction and absorbtion spectroscopy
Autor / Verfasser: Reguer, S.; Mirambet, F.; Dooryhee, E.; Hodeau, J.-L.; Dillmann, P.; Lagarde, P..
Kupfersalze[Bearbeiten]
Kupfercarbonate[Bearbeiten]
Im Boden wird die Korrosion von Kupfer hauptsächlich von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser verursacht. Es kommt zur Bildung von basischen Kupfercarbonaten, wie Malachit (CuCO3 ∙ Cu(OH)2) und Azurit (2 CuCO3 ∙ Cu(OH)2).[Stambolov.etal:1990]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall I.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert Malachit ist von grüner und Azurit von blauer Farbigkeit.[Selwyn:2004a]Titel: Metals and Corrosion: A Handbook for the Conservation Professional
Autor / Verfasser: Selwyn, L.. Dichte Malachitschichten können aufgrund ihrer schweren Löslichkeit eine Schutzwirkung ausüben[Grohmann.etal:2002]Titel: Wasser: Nutzung im Kreislauf: Hygiene, Analyse und Bewertung
Autor / Verfasser: Grohmann, Andreas; Nissing, Werner.
Kupferchloride[Bearbeiten]
Kupfer oxidiert bei Raumtemperatur unter Anwesenheit von Sauerstoff zu braunrotem Kupfer(I)-oxid (Cu2O)[Herold:1990]Titel: Konservierung von archäologischen Bodenfunden, Metall, Keramik, Glas
Autor / Verfasser: Herold, Karl. Kupfer(I)-oxid ist bekannt unter dem Namen Cuprit. Die Schicht aus Kupfer(I)-oxid besitzt bis zu einer Schichtstärke von 100Å Schutzeigenschaften.[Stambolov.etal:1990]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall I.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert
Geringe Mengen an vorhandenen Chlorid-Ionen können zur Zerstörung der Oxidschichten führen[Stambolov.etal:1990]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall I.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert. Das Einwirken von Chloriden ist nach überwiegender Ansicht ein zyklischer Prozess, in dessen Verlauf immer wieder Kupfer(I)-chlorid, das so genannte Nantokit (CuCl) neu gebildet wird.[Bauer:1990]Titel: Grundzüge der Metallkorrosion - Unter dem Gesichtspunkt der Metallkonservierung
Autor / Verfasser: Bauer, Wilhelm P. Nantokit ist ein blassgraues, wachsartiges Salz[Stambolov.etal:1990]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall I.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert. Es ist schlecht in Wasser löslich [Scharf.etal:2000]Titel: Schutz archäologischer Funde aus Metall vor immissionsbedingter Schädigung
Autor / Verfasser: Scharff, Werner;; Arnold, Christian; Gerwin, Werner; Huesmann, Ingrid; Menzel, Klaus; Pötzsch, Anke; Tolksdorf-Lienemann, Eva; Tröller-Reimer, Andrea. Die Anreicherung von Nantokit innerhalb der Korrosionsschicht kann nach der Ausgrabung zu einem Korrosionsproblem, der so genannten Bronzekrankheit führen [Selwyn:2004a]Titel: Metals and Corrosion: A Handbook for the Conservation Professional
Autor / Verfasser: Selwyn, L..
Nantokit ist so lange stabil wie Sauerstoff und Feuchtigkeit nicht vorhanden sind[Fischer.etal:1997]Titel: The Influence of Chloride Ions and Light on the Corrosion Behaviour of Copper Alloys in Aqueous Environments with Special Regard to Bronze Disease
Autor / Verfasser: Fischer, W.R.; Wagner, B.D.; Siedlarek, H.; Füßinger, B.; Hänßel, I.; von der Bank, N..
Die Korrosionsschichten aus basischen Kupferchloriden und geringen Mengen basischer Kupfercarbonate sind sehr inhomogen und haben keine Schutzwirkung[Bauer:1990]Titel: Grundzüge der Metallkorrosion - Unter dem Gesichtspunkt der Metallkonservierung
Autor / Verfasser: Bauer, Wilhelm P.. Weitere basische Kupferchloride, die im Zusammenhang mit der Einwirkung von Chloriden auf Kupfer entstehen können sind das Atacamit (Cu(OH)2 ∙ Cu(OH)Cl) und das Botallocit (Cu(OH)2 ∙ Cu(OH)Cl∙ H2O). Atacamit ist grün bis schwärzlichgrün und Botallacit ist grünlich-blau.[Stambolov.etal:1990]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall I.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert
Zink[Bearbeiten]
Zinkchlorid[Bearbeiten]
Im Falle des Vorhandenseins von Chloriden im Boden kommt es zur Ausbildung von Zinkchloriden (ZnCl2). Diese sind stark hygroskopisch und gut in Wasser löslich.[Scharf.etal:2000]Titel: Schutz archäologischer Funde aus Metall vor immissionsbedingter Schädigung
Autor / Verfasser: Scharff, Werner;; Arnold, Christian; Gerwin, Werner; Huesmann, Ingrid; Menzel, Klaus; Pötzsch, Anke; Tolksdorf-Lienemann, Eva; Tröller-Reimer, Andrea Die Chloridkorrosion bei bodengelagerten Objekten aus Zink zeigt sich optisch durch tiefen Lochfraß [Selwyn:2004a]Titel: Metals and Corrosion: A Handbook for the Conservation Professional
Autor / Verfasser: Selwyn, L..
Zinn[Bearbeiten]
Zinnchloride[Bearbeiten]
Zinnobjekte, die aus dem Erdboden kommen zeigen neben einer stumpfen grauen Farbe, meist weißlich-graue Auflagerungen von Zinnoxid [Mazanetz:1960]Titel: Erhaltung und Wiederherstellung von Bodenfunden
Autor / Verfasser: Mazanetz, Gustav. In chloridbelasteten Böden kommt es zu einer Lokalelementbildung zwischen dem gebildeten porösen Zinnoxidfilm und dem Metall. Als Folge kommt es zur Entstehung von schwarzen Flecken, die aus ca. 75% Zinn(II)-oxid und ca. 20% Zinn(IV)-oxid bestehen.[Bauer:1990]Titel: Grundzüge der Metallkorrosion - Unter dem Gesichtspunkt der Metallkonservierung
Autor / Verfasser: Bauer, Wilhelm P. Chloride fördern somit den Korrosionsprozess [Stambolov.etal:1988]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall II.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert. Freie Sn2+-Ionen können mit den vorhandenen Chlorid-Ionen zu Chloriden wie SnCl2 oder Chloridhydroxiden wie Sn4(OH)6Cl2 reagieren [MacLeod.etal:1997]Titel: Corrosion and Conservation of Tin and Pewter from Sea Water
Autor / Verfasser: MacLeod, I.D.; Wozniak, R..
Blei[Bearbeiten]
Bleicarbonat[Bearbeiten]
Im Boden kann es bei höheren Konzentrationen an Calciumcarbonat und höheren pH-Werten zur Bildung des Bleicarbonats Cerussit (PbCO3) kommen[Bauer:1990]Titel: Grundzüge der Metallkorrosion - Unter dem Gesichtspunkt der Metallkonservierung
Autor / Verfasser: Bauer, Wilhelm P..Cerussit ist weißlich [Stambolov.etal:1988]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall II.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert. Die Schicht aus Bleicarbonat kann korrosionshemmend wirken [Seidel:1999]Titel: Werkstofftechnik, Werkstoffe – Eigenschaften – Prüfungen - Anwendungen
Autor / Verfasser: Seidel, Wolfgang.
Bleichlorid[Bearbeiten]
Unter der Anwesenheit von Chloriden im Boden kann sich u. a. Blei(II)-chlorid (Cotunnit, PbCl2) bilden. Dieses Korrosionsprodukt hat ein weißliches Erscheinungsbild.[Selwyn:2004a]Titel: Metals and Corrosion: A Handbook for the Conservation Professional
Autor / Verfasser: Selwyn, L. Blei(II)-chlorid ist schlecht in Wasser löslich[Jander.etal:1977]Titel: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum
Autor / Verfasser: Jander, Gerhardt; Blasius, Ewald. Die Anwesenheit von Chloriden wirkt korrosionsfördernd[Bauer:1990]Titel: Grundzüge der Metallkorrosion - Unter dem Gesichtspunkt der Metallkonservierung
Autor / Verfasser: Bauer, Wilhelm P..
Silber[Bearbeiten]
Silberchlorid[Bearbeiten]
In chloridhaltigen Böden kann es bei Silber zur Bildung von Silberchlorid, dem so genannten Hornsilber kommen. Silberchlorid ist weich und kann ein Farbspektrum von weiß über graubraun bis hin zu violett aufweisen.[Herold:1990]Titel: Konservierung von archäologischen Bodenfunden, Metall, Keramik, Glas
Autor / Verfasser: Herold, Karl Es hat ein mürbes und pustelartiges Erscheinungsbild [Krebs.etal:1990]Titel: Prinzipien der Konservierung von Metallobjekten
Autor / Verfasser: Krebs, Elisabeth; Krehon, Verena. Silberchlorid ist eine in Wasser unlösliche Verbindung. Sie treibt die Silber-Ionen des metallischen Silbers in Lösung, die sich dann wieder als Silberchlorid niederschlagen. Silberchloridschichten bieten keinen Schutz. Durch die Anwesenheit von Kupfer im Silber wird der Angriff von Chloriden verstärkt. Die Reaktion gestaltet sich folgendermaßen (vgl. Gl. 3):
| Cu2+ + 2Cl- + Ag → AgCl + CuCl | (3) |
Kupfer(II)-chlorid (CuCl2) treibt die Reaktion voran, weil es als Oxidationsmittel für die Reaktion zu unlöslichem Kupfer(I)-chlorid (CuCl) dient.[Stambolov.etal:1988]Titel: Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall II.
Autor / Verfasser: Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert
Das Kupfer im Silber unterliegt ebenso Oxidationsprozessen. Ferner bewirkt der Kupferanteil im Silber die Ausbildung von Lokalelementen. Die Korrosionsprodukte des Kupfers verfärben die Oberfläche des Silbers grünlich. In extremen Fällen ist diese Oberfläche optisch nur schwer von einer Bronzepatina zu unterscheiden.[Herold:1990]Titel: Konservierung von archäologischen Bodenfunden, Metall, Keramik, Glas
Autor / Verfasser: Herold, Karl
Literatur[Bearbeiten]
| [Bauer:1990] | Bauer, Wilhelm P. (1990): Grundzüge der Metallkorrosion - Unter dem Gesichtspunkt der Metallkonservierung. In: Restauratorenblätter, 11 (), 16-33 | |
| [Ellis.etal:1976] | Ellis, J.; Giovanoli, R.and Stumm, W. (1976): Anion Exchange Properties of ß-FeOOH. In: Chimia, 30 (3), 194-197 | |
| [Fischer.etal:1997] | Fischer, W.R.; Wagner, B.D.; Siedlarek, H.; Füßinger, B.; Hänßel, I.; von der Bank, N. (1997): The Influence of Chloride Ions and Light on the Corrosion Behaviour of Copper Alloys in Aqueous Environments with Special Regard to Bronze Disease. In: Metal 95, (), 89-94 | |
| [Genz:2005] | Genz, Arne (2005): Entwicklung einer neuen Adsorptionstechnik zur Entfernung natürlicher Organika mit granuliertem Eisenhydroxid. dissertation, Technische Universität Berlin, Webadresse | |
| [Gerwin:1999] | Gerwin, Werner (1999): Die Korrosion archäologischer Eisenfunde im Boden-Zusammenhänge mit Bodeneigenschaften. In: Arbeitsblätter für Restauratoren, (1), 173-182 | |
| [Greiff.etal:2000] | Greiff, Susanne; Bach, Detlef (2000): Eisenkorrosion und Natriumsulfitentsalzung: Theorie und Praxis. In: Arbeitsblätter für Restauratoren, 33 (2), 319-339 | |
| [Grohmann.etal:2002] | Grohmann, Andreas; Nissing, Werner (2002): Wasser: Nutzung im Kreislauf: Hygiene, Analyse und Bewertung. In: Grohmann (Hrsg.):, de Gruyter, 47-108. | |
| [Herold:1990] | Herold, Karl (1990): Konservierung von archäologischen Bodenfunden, Metall, Keramik, Glas, Verlag der österreichischen Akademie der Wissenschaften | |
| [Jander.etal:1977] | Jander, Gerhardt; Blasius, Ewald (1977): Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum, S. Hirzel Verlag | |
| [Koelle:2003] | Kölle, Walter (2003): Wasseranalysen-richtig beurteilt, WILEY-VCH | |
| [Krebs.etal:1990] | Krebs, Elisabeth; Krehon, Verena (1990): Prinzipien der Konservierung von Metallobjekten. In: Restauratorenblätter, 11 (), 56-63 | |
| [MacLeod.etal:1997] | MacLeod, I.D.; Wozniak, R. (1997): Corrosion and Conservation of Tin and Pewter from Sea Water. In:: Metal 95: Proceedings of the international conference on metals conservation, Semur-en-Auxois, 25-28 September 1995, 118-123. | |
| [Mazanetz:1960] | Mazanetz, Gustav (1960): Erhaltung und Wiederherstellung von Bodenfunden, Verlag für Jugend und Volk | |
| [Reguer.etal:2009] | Reguer, S.; Mirambet, F.; Dooryhee, E.; Hodeau, J.-L.; Dillmann, P.; Lagarde, P. (2009): Structural evidence for the desalination of akaganeite in the preservation of iron archaeological objects, using synchrotron X-ray powder diffraction and absorbtion spectroscopy. In: Corrosion Science, 51 (12), 2795-2802, 10.1016/j.corsci.2009.07.012 | |
| [Reguer:2005] | Reguer, Solenn (2005): Phases chlorées sur les objets archéologiques ferreux corrodés dans les sols: caractérisations et mécanismes de formation. dissertation, Université Paris XI | |
| [Scharf.etal:2000] | Landesdenkmalamt Baden-Württemberg (Hrsg.) Scharff, Werner;; Arnold, Christian; Gerwin, Werner; Huesmann, Ingrid; Menzel, Klaus; Pötzsch, Anke; Tolksdorf-Lienemann, Eva; Tröller-Reimer, Andrea (2000): Schutz archäologischer Funde aus Metall vor immissionsbedingter Schädigung, Konrad Theiss Verlag | |
| [Schmutzler.etal:2006] | Schmutzler, Britta; Ebinger-Rist, Nicole (2006): Erhalt von technischen und musealen Kulturgütern -ist eine nachhaltige Restaurierung möglich?. GfKORR-Jahrestagung 2006, . | |
| [Scott.etal:2009] | Scott, David A.; Eggert, Gerhard (2009): Iron and steel in art, corrosion, colorants, conservation, Archetype Publications Ltd. | |
| [Seidel:1999] | Seidel, Wolfgang (1999): Werkstofftechnik, Werkstoffe – Eigenschaften – Prüfungen - Anwendungen, Carl Hanser Verlag | |
| [Selwyn.etal:2005] | Selwyn, Lyndsie S.; Sirois, P. Jane; Argyropoulos, Vasilike (2005): The corrosion of excavated archaeological iron with details on weeping and akaganeite. In: Studies in Conservation, 44 (4), 217-232, Webadresse | |
| [Selwyn:2004a] | Selwyn, L. (2004): Metals and Corrosion: A Handbook for the Conservation Professional. | |
| [Selwyn:2004b] | Selwyn, Lyndsie S. (2004): Overview of Archaeological Iron: The Corrosion Problem, Key Factors Affecting Treatment, and Gaps in Current Knowledge. In: Ashton, J.; D. Hallam, D. (Hrsg.): Metal 2004: proceedings of the International Conference on Metals Conservation, Canberra, Australia 4-8 October 2004,. | |
| [Stambolov.etal:1988] | Museum für Ur- und Frühgeschichte Thüringens (Hrsg.) Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert (1988): Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall II., Museum für Ur- und Frühgeschichte Thüringens | |
| [Stambolov.etal:1990] | Museum für Ur- u. Frühgeschichte Thüringens (Hrsg.) Stambolov, Todor; Bleck, Rolf-Dieter; Eichelmann, Norbert (1990): Korrosion und Konservierung von Kunst- und Kulturgut aus Metall I., Museum für Ur- u. Frühgeschichte Thüringens | |
| [Watkinson.etal:2005] | Watkinson, David; Lewis, Mark T. (2005): Desiccated Storage of Chloride-Contaminated Archaeological Iron Objects. In: Studies in Conservation, 50 (4), 241-252, Webadresse | |
| [Watkinson.etal:2008] | Watkinson, David; Al-Zahrani, Abdulnaser (2008): Towards quantified assessment of aqueous chloride extraction methods for archaeological iron: de-oxygenated treatment environments. In: The Conservator, 31 (1), 75-86, Webadresse | |