文物出土后是被瞬间氧化还是碳化?为什么?能从化学和生物学的角度分别说说吗
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/18 09:43:34
文物出土后是被瞬间氧化还是碳化?为什么?能从化学和生物学的角度分别说说吗
文物出土后是被瞬间氧化还是碳化?为什么?能从化学和生物学的角度分别说说吗
文物出土后是被瞬间氧化还是碳化?为什么?能从化学和生物学的角度分别说说吗
并不是所有的文物在出土后都会氧化,主要看出土内外环境差异.
很多文物由于出土后湿度,空气成分,甚至光照都能引起文物的腐蚀.这些腐蚀的真正原理其实都是氧化.
文物在未出土之前可能已经生成一些结合物,在出土之前,氧气或水汽被这些结合物吸附,产生化学反应,有电解,光电解和化学腐蚀等.
影响古文物腐蚀取决于两方面因素：即文物材料自身的特性和文物所处的环境.考古文物能保存下来,在某种程度上取决于它的抗腐蚀性及所处的环境.环境中有能影响考古文物腐蚀因素,如温度、湿度、气体酸、碱、盐、有机体、光等.腐蚀的产生往往是各种环境因素并存时产生的协同效应.
（1）温度、湿度.文物在自然环境中起化学反应这就意味着文物受到损害.而化学反应的速度与温度有关.Arrhenius经验公式,以活化能相关温度,反应速度表示其关系式为：log10R1/R2=52E(1/T2/1/T1)式中,R1、R2分别为T1、T2温度时的反应速率.E为活化能：KJ/mol温度升高10℃,反应速度成倍增长.湿度与古文物潜伏的“粉装锈”其保存的临界状态相对湿度为42%RH—46%RH,相对湿度超过55%RH,氯化亚铜迅速与空气中的水反应：CuCl+H2O←→Cu2O+HCl.随着湿度的加大,其反应速度加快.不同相对湿度的实验结果是氯化亚铜在97%、78%、58%RH环境中分别经2、4、24h反应生成碱式氯化铜.而在此35%RH中氯化物是无限稳定.实验还证明相对湿度RH为55%时,氯化亚铜将非常快地反应.然而潮湿的空气含水率高达80%-90%以上,水分常被称为“通用催化剂”,它不但可以促使许多化学反应发生,同时还能使有机体滋生.
（2）气体：氧气占大气含量的21%,氧作为一种气体主要存留在存放考古文物的环境中,被发掘出来的古文物平衡破环后,不稳定的氯化亚铜与潮湿的空气中的水、氧相互作用会立即和新的铜体表面发生反应形成白色粉状锈[CuCl2 3Cu(OH)2].反应式：4CuCl(s)+4H2O+02(g)→CuCl2 3Cu(OH)2(s)+ 2HCl(aq),白绿色的粉状锈CuCl2 3Cu(OH)2俗称“粉状锈”.粉状锈在形成初期,其颗粒度极为微小,略近于球形的锈体颗粒径大约为0.8—1.2nm,均匀一致.此微小的粒子有两个突出特点：基本可摆脱重力场的影响而随空气的流动迁移,在适当的条件下,落在其他古文物上可进行下述反应：2Cu2(OH)3Cl+Cu+6H+→2CuCl+3Cu++6H2O（酸性环境）,4CuCl+O2+4H2O→2Cu2(OH)3Cl+2H++2Cl-（碱性或中性环境）这就是为什么称“粉装锈”像瘟疫一样的传染和蔓延的原因.
利用CO2、O2和H2O以及一些可利用的微量元素,微生物菌体增殖繁衍.在这一过程中,将其代谢产物逐步释放出来,堆积在古文物表面,代谢产物有微酸性,能在漫长的岁月里对古文物进行腐蚀形成锈状物.微生物菌体在干燥的环境中一般是呈孢子状态存在,一旦条件适宜,特别是环境湿度增大的条件,微生物容易随空气飘浮和流动在青铜器上大量滋生.这可能是“粉装锈”传染和蔓延的另一个原因.
氮氧化物：氮氧化物是主要来源于汽车排放的废气.发动机高速运转时排放出的NOX含量高.NO2气体在空气中或物体表面形成硝酸、亚硝酸、硝酸盐.加速古文物腐蚀.
二氧化硫：SO2气体在温度、湿度适宜的条件下腐蚀古文物.实验表明当RH75%-96%时古文物腐蚀速度显著增加,这是SO2参与阴极去极化作用使松散腐蚀产物吸湿能力加快所致.
（3）光：古文物表面紧贴基体部位有氧化亚铜存在,在光的照射下产生光生空穴和光生电子,高能量的光生空穴可以从金属原子得到电子发生腐蚀.同时在光的照射下,氧化亚铜可吸附氧,高活性的吸附氧就会沿着松散的孔隙向铜合金基体接近,腐蚀合金组份,使表面锈刨层不断增厚.