Chimica per il materiali di restauro

H O

L’acqua

Ex. = quindi composta da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno.

2 s

l’idrogeno è composto da un unico elettrone orbitale che viene messo in

•

condivisione; s

l’ossigeno invece presenta 8 elettroni e ne distribuisce: 2 nell’orbitale del 1°livello;

• s p

2 nell’orbitale del 2°livello e 4 nell’orbitale del 2° livello.

- > i due elettroni spaiati dell’ossigeno si legano con l’elettrone spaiato dell’idrogeno;

- > gli elettroni coinvolti quindi non ruotano intorno al proprio nucleo ma anche

nella zona intermedia tra i due atomi (legame covalente);

covalente polare

- > il legame dell’acqua è un poiché gli elettroni stanno maggior

tempo intorno all’ossigeno, quindi una parziale e maggiore carica negativa legata al

nucleo.

L’acqua in stato liquido presenta le molecole ordinate con idrogeno vicino all’ossigeno tramite un legame tratteggiato debole

(legame idrogeno), esso infatti viene spezzato dal calore alla temperatura di 100° (ebollizione). È un legame importante perché ci permette di avere

l’acqua nei 3 stati: 0° il ghiaccio, tra 0° a 100° acqua liquida, dai 100° in poi il vapore.

N.b.

- i cambiamenti sici = non cambia la struttura atomica;

- i cambiamenti chimici = cambiano i legami;

▪ Composti inorganici

I composti inorganici sono quelli composti dal resto dei componenti della tavola periodica. Gli elementi della tavola periodica sistemati in un certo

criterio, con il susseguirsi di gruppi, elencati con il proprio numero di protoni (numero atomico).

Nella tavola periodica è presente una linea a scaletta più marcata la quale delinea la divisione tra:

- metalli

i (sinistra della tavola) che presentano minore elettronegatività;

- non metalli

i (destra della tavola) che presentano maggiore elettronegatività;

1. Composti binari: ossidi e anidridi

Tutti gli elementi della tavola tranne i gas nobili (no tendenza a reagire) reagiscono con l’ossigeno, arrivando a creare i cosiddetti ossidi. Nella vecchia

ossidi binari);

nomenclatura i metalli che si legano con l’ossigeno, formano degli (composti da due elementi e quindi detti i non metalli che si legano

anidridi.

con l’ossigeno formano gli

L’ossigeno si lega con un altro elemento e a seconda della sua caratteristica oltre che a differenziarsi per la nomenclatura, si differiscono anche per la

composizione chimica. ternari

I composti possono essere anche quando vediamo l’ossigeno con l’elemento aggiungendo acqua, essi possono neutro

formare: n.b. = il neutro per

eccellenza è l’acqua poiché

- acidi o ossiacidi ph

= cedono ioni H+ (il vada 1 a 4), la sostanza più acida è la “soda caustica”; presenta H+ e H- in numero uguale;

ex. CO + H O —> H CO

2 2 2 3

- basici o idrossidi (metallo legato ad un gruppo -OH) ph

= cedono ioni H- (il va da 8 a 14);

ex. CaO + H O —> Ca(OH)

2 2 Compone la maggior parte dei materiali come il marmo. È un sale che deriva da Ca++

Nel caso in cui l’acido reagisca con l’idrossido, quindi una sostanza basica, si formano dei sali

ex. H CO + Ca(OH) —> CaCO + 2H O

2 3 2 3 2

ex. SO + H O —> H SO

3 2 2 4

CaO + H O —> Ca(OH) = CaSO + 2H O

2 2 4 2

▪ Composti organici

I composti organici sono composti da carbonio, idrogeno ed ossigeno. I composti organici comprendono tutti quei materiale che sono leganti con la

varietà della loro composizione, cellulosa della carta, vernici. Il carbonio è l’unico elemento capace di legarsi fortemente con se stesso e formare

lunghe catena o anelli e allo stesso tempo capace di legarsi fortemente con elementi non metalli come: idrogeno, ossigeno, azoto e alogeni.

idrocarburi = (idrogeno + carbonio) i composti organici più semplici. Essi si classi cano:

• - aromatici = per via del loro odore e sono composti legati al benzene;

- alifatici saturi

= sono costituiti da catene più o meno lunghe di idrocarburi che possono essere distinti in (costituiti da catene di carbonio legati

insaturi

tra loro con legami singoli -> C- C ) o (costituiti da catene di carbonio legati tra loro con legami doppi o multipli -> C = C );

1. Idrocarburi saturi: alcani Il carbonio che generalmente crea 4 legami, se presento C con quattro H si trova l’idrocarburo più piccolo, il

metano CH4. Man mano che si aggiunge il carbonio si arriva: C2H6 (etano); C3H8( (propano); C4H10 (butano).

Con l’aggiungersi di atomi di carbonio la nomenclatura si sempli ca.

ex. Butano C4H10

La formula generale degli idrocarburi è CnH2n+2, cioè il numero degli atomi di idrogeno presenti nella

molecola è uguale al doppio del numero degli atomi di carbonio.

2. Idrocarburi insaturi: alcheni e alchini

acheni

Gli sono idrocarburi che hanno un legame doppio del carbonio C = C. Negli alcheni si moltiplicano ancora di più i composti per vi del doppio

- ene.

legame che il carbonio effettua. Il nome di base degli idrocarburi acheni nisce per in

La formula generale degli alcheni è CnH2n

alchini

Gli sono idrocarburi che presentano un legame triplo tra carbonio e carbonio.

3 . Insieme di idrocarburi: polimeri

I polimeri sono lunghe catene di carbonio ripetute tante volte. Ne esistono o naturali (polisaccaridi,

DNA) o sintesi (plastica).

ex. PE = polietilene e x . PP = polipropilene (etilene + propilene = monomeri)

4. Derivati degli idrocarburi: gruppi funzionali

fi fi fi fi

La maggior parte delle molecole organiche contiene altri elementi oltre a C e H. L’introduzione di un atomo di un elemento diverso come O (ossigeno)

o A (azoto) o di un gruppo di atomi nella struttura degli idrocarburi porta a notevoli mutamenti della loro reattività e delle proprietà siche —> sono

gruppi funzionali.

detti Di essi si può effettuare una classi cazione dei composti organici sulla base dei gruppi funzionali che la compongono.

Ognuno dei composti presenta la propria desinenza come:

- chetoni - one;

i che presentano desinenza

- gli calcoli - olo;

che hanno desina

- ammidi - oico

le che hanno come desinenza (sono i monomeri, amminoacidi, che costituiscono anche le proteine);

▪ Stati di aggregazione

I passaggi di stato sono delle trasformazioni siche, la molecola non cambia i suoi legami intermolecolari ma semplicemente cambia di stato: liquido,

solido e gassoso. Essi hanno una diserva forma, volume in base al proprio stato. Il passaggio avviene in base alla temperatura: 0° il solido, tra 0° a 100°

liquido, dai 100° in poi il vapore. Ogni stato presenta all’interno delle particelle che sono sempre in movimento:

- solido = particelle bloccate, con particelle ordinate una vicino all’altra. Oppure vediamo la formazione di "solidi amor ” che presentano le

particelle poste non in modo ordinato a causa del poco tempo per via del raffreddamento velocizzato di sistemazione come il vetro e materiali

plastici. I soldi amor non hanno la direzionalità e quindi risulta più resistente il materiale;

- liquido = particelle libere;

- gassoso = particelle disordinate;

Il calore che viene utilizzato per il passaggio si usa esclusivamente per quello, se ho acqua e ghiaccio sono certa che sia a 0°.

Chimica p c pito s i o

▪ I materiali pittorici

Lo strato pittorico è normalmente la sovrapposizione di più strati che possono essere pittorici, ovvero con stesso legante ma con pigmenti diversi. Lo

strato pittorico viene anche presentato in tutte quelle opere che possono avere supporto mobile (tavole e tele) o sso (muro). Molto spesso i supporti

possono assistere a diversi degradi a causa della temperatura, e delle sue variazioni, e umidità.

Ad un certo punto la pittura su tavola, viene sostituita quasi del tutto dalla tela poiché resiste di più al degrado; è di facile trasporto; molto più variabile

nella dimensione. Ma quale è l’aspetto negativo? La tela veniva trasportata arrotolando su se stesso il supporto, questo favorisce un sollecitamento del

supporto di tipo meccanico, l’importante quindi è garantire l’elasticità del supporto pittorico tramite il legante.

Il supporto presenta un’asperità super ciale: il legno le venature e la tela la trama, e pur applicando lo strato pittorico in trasparenza è visibile. Cosa

preparazione.

bisogna fare? Bisogna preparare il supporto nel modo corretto per accogliere lo strato pittorico: il passaggio effettuato è la

La preparazione è un ulteriore strato che è posto sotto quello pittorico, in Italia è comune nella pittura italiana utilizzare il gesso CaSO4 (solfato di

calcio), per quanto riguarda ad esempio la cultura amminga il supporto veniva ricoperto e preparato con il carbonato di calcio CaCO3; entrambi però

di colore bianco. Alcuni pittori però non utilizzano solo il bianco, ma mostrato poteva essere colorato andando dal giallognolo al rosso, ma che

automaticamente poteva modi care la resa dello strato pittorico.

Il legante maggiormente utilizzato era la colla animale, ovvero un materiale proteico ottenuto dal trattamento della pelle e del collagene, raccolto in

grani che sciolti in acqua calda producevano la soluzione collante.

- soluzione = un’unica fase in cui non distinguo il soluto dal solvente;

- mescola = particelle di pigmento rivestite dal legante, ma comunque riconoscibile e separabili;

l’imprimitura,

Gli artisti utilizzano anche ovvero un’altra fase preparatoria utile ad appianare il supporto costituito talvolta da leganti ad olio.

▪ I pigmenti organici ed inorganici I pigmenti sono delle polveri che venivano preparate nelle botteghe dagli artisti stessi, e sono

inorganica:

principalmente composti da natura gamma di elementi chimici come solfuri, solfati,

carbonati (numero disparate dei elementi). Si presentano con struttura cristallina e sono di origine

minerale o anche di sintesi.

Normalmente venivano ridotte in polveri: variano le loro proprietà coprenti e alla tipologia di legante,

tutto in base alle dimensioni delle particelle, per questo possiamo parlare di granulometria. Queste

particelle interagiscono direttamente con la luce. Il rapporto tra pigmento e legante dipende proprio

dalla tipologia di pigmento e soprattutto da come viene macinato, quindi la sua granulometria.

Quando vengono mischiate le polveri viene conferito un impasto viscoso, ovvero interine incorretto

“denso”e quindi più dif coltà a uire (dato dal legante), e coprente.

organica:

Esistono anche dei pigmenti di natura gamma di elementi costituiti da carbonio, idrogeno ed ossigeno. Questi vengono riconosciuti

principalmente come coloranti -> ex. Indaco = colorate blu utilizzato per la colorazione dei tessuti, veniva fatto assorbire su un matrice di tipo

inorganico per poi ridurlo in po