Приготовление рабочей эмульсии или суспензии из готовых препаратов

Концентрация ДДТ, ГХЦГ. хлорофоса и других препаратов, имеющихся в продаже (в процентах)	Количество препарата (ДДТ, ГХЦГ, хлорофоса и др.) в граммах, требуемое для приготовления 1 л рабочей эмульсии нужной концентрации.
0,5 %	1%	2 %	3 %	5 %
	33,3	66,7	133,3		333,3
	16,7	33,3	66,6		166,7
	14,3	20,6	57,2	85,8
	12,5

1%-ной рабочей эмульсии, нужно взять 66,7 г препарата и долить до 1000 г (1000—66,7=933,3 г воды). Доливать воду надо не сразу всю, а сначала столько, чтобы после размешивания получилась однородная густая масса, в которую потом долить остальную воду. Для приготовления 5%-ного раствора ДДТ в органических растворителях следует взять 5 г технического ДДТ на 100 см³ растворителя. Для приготовления контактной смеси ДДТ и хлорофоса смешивают равные объемы 0,5 — 1%-ного раствора хлорофоса и 3%-ную эмульсию ДДТ. Перед употреблением смесь взбалтывается.

 

Простейшая аппаратура, применяемая в практике дезинсекции. Простейшим прибором для дезинсекции является пневматический ручной ороситель «Дезинфаль», предназначенный для распыления небольших количеств инсектицидов в виде растворов и суспензий. Он состоит из резервуара емкостью 1 — 2 л и нагнетательного насоса в центре корпуса.

Резервуар в верхней части оканчивается удлиненным носиком с распылителем на конце (рис. 23). Для распыления небольших количеств инсектицидных жидкостей применяется парикмахерский пульверизатор. Поршневой пневматический пульверизатор «Флит» устроен по принципу парикмахерского пульверизатора. Его емкость 100 — 200 см³.

Для распыления порошкообразных препаратов применяются ручной поршневой распылитель или ручной вентиляторный опылитель РВ-1.

 

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИРАБОТЕ С ИНСЕКТИЦИДАМИ

 

При работе с инсектицидами необходимо пользоваться спецодеждой (халат, косынка, резиновые перчатки). Для защиты дыхательных путей нужно ис-

пользовать респиратор или марлевые повязки.

Нельзя допускать попадания растворов ДДТ и ГХЦГ в органических

Рис. 23. Пневматический ороситель «Дезинфаль»

растворителях на кожу, в глаза, на слизистые оболочки носа и рта.

Приготовление рабочих растворов и суспензий следует проводить в вытяжном шкафу, а при его отсутствии — вне помещения или при открытом окне; работу производить только в резиновых перчатках, респираторах изащитных очках. Посуда, употреблявшаяся для приготовления эмульсий, суспензий, растворов и контактных смесей, не должна применяться для приготовления пищи.

Помещение и вещи, обработанные инсектицидами, должны быть хорошо проветрены (до исчезновения резкого запаха).

При работе с хлорофосом необходимо через каждые 45 минут работы на 10 — 15 минут выходить на свежий воздух.

После окончания работы спецодежду следует снять, не внося в жилое помещение. Лицо, руки, тщательно вымыть теплой водой с мылом, а еще лучше — принять душ.

 

Первая помощь при отравлении. При начальных признаках отравления (головная боль, слабость, тошнота), необходимо удалить пострадавшего из рабочего помещения или отравленной зоны, освободить от стесняющей и загрязненной одежды, дать прополоскать рот кипяченой водой, обеспечить покой и вызвать врача. При головных болях до прихода врача дают пирамидон (0,3 г на прием), при сердечной слабости — валериано-ландышевые капли (20 капель на прием), при носовых и других кровотечениях — 10%-ный раствор хлористого кальция (1 столовая ложка на прием).

В случае попадания ДДТ и гексахлорана в глаза необходимо промыть их теплой водой или 2%-ным раствором питьевой соды, а в случае поражения кожи — обмыть пораженное место водой и наложить повязку, смоченную 2%-ным раствором соды. При явлениях раздражения слизистой и верхних дыхательных путей рекомендуется пить небольшими глотками теплое молоко с содой (чанная ложка соды на стакан молока) или с боржомом (¹/₃ стакана боржома на ²/₃ стакана молока); в зависимости от общего состояния на область груди можно поставить горчичники или банки.

При попадании препарата внутрь — немедленно вызвать рвоту. Промыть желудок 2%-ным раствором питьевой соды, после чего дать солевое слабительное. Жиры и масло противопоказаны. Давать пить крепкий чай, кофе.

Лица, постоянно работающие с ДДТ и гексахлораном, должны находиться под наблюдением врача.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ГРУПП НАСЕКОМЫХ, ПОВРЕЖДАЮЩИХ МУЗЕЙНЫЕ ЭКСПОНАТЫ ИЗ ДЕРЕВА, И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМИ

 

Точильщики (семейство Anobiidae). Жуки этого семейства имеют цилиндрическое тело, небольшие размеры (2 — 7 мм), пятичлениковые лапки. Личинки белые, покрыты волосками и шипиками, изогнуты.

Представители этого семейства в музеях повреждают деревянную основу живописи, подрамники, рамы, скульптуру из дерева, мебель и другие экспонаты из дерева, деревянные конструкции здания.

Мебельный точильщик (Аnоbium domesticum Geoffr) встречается в Европейской части СССР, в Закавказье. Казахстане, Западной Сибири. Жуки темно-бурого цвета, цилиндрической формы, величина 3 — 4 мм. Переднеспинка с бугорком (рис. 24). Ос-

Рис. 24. Мебельный точильщик (Anobium domesticum Geoffr) Рис. 25. Западный точильщик (Oligomerus ptilinoides L.)

новная масса жуков вылетает в мае — июне. В это же время происходит их спаривание, и самки начинают откладывать яйца на шероховатые поверхности и в старые летные отверстия древесины. Спустя две-три недели из яиц появляются личинки, которые сразу же вбуравливаются в дерево, проделывая в нем многочисленные ходы, расширяющиеся по мере их роста. Личинки линяют несколько раз. Длительность жизни личинки и ее жизненный цикл зависят от температуры и влажности среды. Перед окукливанием личинка приближается к поверхности деревянного объекта, а затем уходит немного вглубь. Здесь она строит колыбельку и окукливается. Фаза куколки длится около двух педель. Жуки прогрызают тонкую перегородку и выходят наружу. Мебельный точильщик повреждает экспонаты и архитектурные детали из хвойных и лиственных пород дерева (илл. 50).

Мягкий точильщик (Ernobius mollis L.) встречается в южной передней полосе СССР. Жук красно-коричневого цвета, величина 3 — 4 мм. Повреждает изделия из хвойных пород. Яйца жук откладывает под кору дерева. В музеях может повреждать стеллажи, сделанные из неошкуренной древесины.

Западный точильщик (Oligomerus ptilinoides L.) распространен в Крыму и на Украине. Крупный жук красно-бурого цвета, размером 5 — 6 мм. Лет жуков — в конце июня — начале июля (рис. 25).

В музеях повреждает мебель, подрамники и другие изделия из дерева. Поселяется на древесине только лиственных пород. Личиночные ходы и летные отверстия значительно крупнее, чем у мебельного точильщика.

Красноногий точильщик (Anobium rufipes L.). Очень похож на мебельного точильщика, но, в отличие от последнего, живет в неотапливаемых помещениях. Повреждает скульптуру и экспонаты из лиственных и хвойных пород.

ДРЕВОГРЫЗЫ

 

Семейство Lyctidae. Бороздчатый древогрыз (Lyctus linearis Goeze). Жуки желто-коричневого цвета, имеют узкое тело длиной 4 — 5 мм. На переднеспинке имеются продольные углубления в виде ямок. На надкрыльях проходят ряды продольных точек. Личинка похожа на личинку точильщиков. Часто повреждают паркет. Вредит древесине только лиственных пород. Распространен в южных районах СССР (рис. 26).

Рис. 26. Бороздчатый древогрыз (Lyctus linearis Goeze) Рис. 27. Капуцин (Bostrychus capucinus L.)

Семейство Bostrychidae. Капуцин (Bostrychus capucinus L.). Крупный жук длиной 8 — 14 мм, черного цвета с красными надкрыльями; тело покрыто волосками (рис. 27). Его личинки старших возрастов — белого цвета, с утолщенным передним концом и подогнутым последним члеником у брюшка. Повреждает древесину лиственных пород, особенно дуба, сильно вредит паркету. Встречается в южных районах СССР.

 

Семейство долгоносиков (Curculionidae). В гниющей древесине, подвергающемся периодическому увлажнению, можно встретить личинок жуков долгоносиков-трухляков, повреждающих дерево с поверхности. Жуки мелкие, темно-коричневого цвета, блестящие, длина тела 3 мм. Голова вытянута в трубку в виде хоботка. Личинка похожа на личинку точильщика, но не имеет ног. Вредят личинки и жуки.

 

Меры борьбы. Профилактические мероприятия. В целях предохранения деревянных основ живописи, подрамников и других экспонатов из дерева от заражения надлежит один-два раза в год просматривать фонды для своевременного обнаружения зараженных экспонатов. О поражении экспоната насекомыми можно судить по ряду внешних признаков. На поверхности зараженных экспонатов или под ними появляются продукты жизнедеятельности личинок — просыпи, а после вылета жуков — летные отверстия.

Однако наличие этих признаков не дает еще основания утверждать, что экспонат находится в процессе разрушения: просыпи и летные отверстия могут быть старыми. Выявить живых личинок можно путем вскрытия зараженного объекта, что, однако, неприемлемо в музейной практике. Поэтому для выявления живых личинок в музейных экспонатах целесообразно применять рентгенологическое исследование. Пораженный насекомыми предмет дважды рентгенографируют с интервалом в два-три месяца. Если личинки живы, их контуры на рентгенограмме оказываются четко выраженными; кроме того, за время, прошедшее со времени первого рентгенографирования, они заметно изменят свое положение и вторая рентгенограмма это зарегистрирует (илл. 51). В этом случае надо принять меры, направленные на истребление насекомых. Если же изображение личинок на обеих рентгенограммах оказы-

вается идентичным, а их контуры расплывчаты, плохо различимы, это свидетельствует о том, что они мертвы и произведению не угрожает опасность дальнейшего разрушения.

Зараженные экспонаты нужно обязательно изолировать, вынеся в другое помещение. Нельзя вносить в фонды и экспозицию экспонаты, не проверенные на зараженность.

Истребительные средства борьбы. В качестве истребительных средств против точильщиков и других деревогрызущих насекомых применяют 5 — 10%-ные растворы ДДТ в органических растворителях (скипидар, ацетон и др.). При сильном поражении раствор наносится на зараженную поверхность кистью или опрыскивателем в 2 — 3 приема с промежутками в 2 — 3 дня. Если заражение небольшое, можно использовать шприц, с помощью которого раствор вводят в летные отверстия. Обработку лучше проводить весной, так как в это время личинки находятся близко к поверхности. Иногда приходится повторно обрабатывать экспонат и на следующий год. При массовом заражении точильщиком более эффективна газовая обработка бромистым метилом. Обработку проводят в специальных камерах. Норма расхода — 100 — 150 г бромистого метила на 1 м ³помещения, при экспозиции 24 часа и температуре 18 — 20°С. Бромистый метил очень ядовит и действует на все стадии насекомых. Газация проводится только специальными организациями и подготовленными к этой работа людьми*.

__________

* В лабораторных условиях проведены испытания по применению для борьбы с точильщиками некоторых четвертичных солей аммония. Хорошие результаты дал при испытании 5%-ный раствор ГИПХ-34 (алкилтриметилбензиламмонийхлорид) в скипидаре. Однако этот метод дезинсекции пока не может быть рекомендован для практического применения, так как промышленность еще не освоила массовый выпуск этого препарата.

Эффективным и быстродействующим средством борьбы с жуками-точильщиками является обработка пораженного объекта током высокой частоты. В музейной практике этот метод не получил широкого применения, так как пока не изучено действие токов высокой частоты на сохранность экспонатов.

Мухи. Мухи относятся к отряду двукрылых (Diptera, семейство настоящих мух Muscidae). Они не повреждают живопись и другие музейные экспонаты, но сильно загрязняют их. Местами размножения мух являются уборные, скопления отбросов, мусорные ящики. В музеи мухи попадают через открытые окна и двери. Максимальная численность мух наблюдается в июле и августе.

 

Меры борьбы. Главную роль в борьбе с мухами играют профилактические мероприятия — создание условий, неблагоприятных для их развития. Для этого следует вблизи музеев систематически убирать мусор, всякого рода отбросы, навоз и содержать в чистоте территорию двора. Тогда не будет мест для откладки яиц и развития личинок. Сбор мусора нужно производить в металлические мусороприемники и ежедневно его увозить. Устанавливать мусороприемники надо на бетонированных или асфальтированных площадках. Необходимо уничтожать мух, находящихся в зимнее время между рамами, в щелях полов, за плинтусами. Чтобы мухи не залетали в помещения, окна следует затягивать металлическими сетками или в крайнем случае марлей.

Для уничтожения личинок в местах их выплода и куколок выгребные ямы, навоз и скопления мусора обрабатывают дустами, суспензиями, эмульсиями ДДТ и гексахлорана и растворами хлорофоса. Норма расхода — 10 г (12% дуста) на 1 м ². Норма расхода водной эмульсии — 0,2 л на 1 м ². Обработку проводят не реже двух раз в не-

делю. Для уничтожения окрыленных мух в помещениях применяются хлорофосные мухоморы в виде таблеток или хлорофосной бумаги. Лист хлорофосной бумаги или таблетки раскладывают на тарелки и добавляют 40—50 см^г подслащенной воды. Тарелки с мухоморами расставляют в местах наибольшего скопления мух.

Водные растворы хлорофоса применяют также для уничтожения окрыленных мух. Берут 2 — 3%-ный раствор хлорофоса и орошают окна, двери, стены и другие места, где скапливаются мухи. Норма расхода — 50 — 100 см ³/ м ². Повторную обработку проводят через 20 — 25 дней. В последнее время широкое распространение получили аэрозольные препараты «Дихлофос», «Аэрозоль», которые также используют для уничтожения окрыленных мух.

При обработке помещений музеев необходимо следить, чтобы препараты хлорофоса не попадали на красочный слой живописи. Поэтому обработку помещения нужно проводить после того, как все экспонаты будут из него вынесены.

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

МИКРООРГАНИЗМЫ

 

1. Воронина Л, И., Некоторые сведения о грибах, разрушающих произведения живописи. — Сообщения» ВЦНИЛКР, № 17 — 18, 1966; № 24 — 25, 1969.

2. Воронина Л. И., Меры борьбы с плесневыми грибами на произведениях живописи. — «Сообщения» ВЦНИЛКР, № 20, 1968, стр. 57 — 65.

3. Воронкевич И. В., Горленко М. В. и др. Грибы — друзья и враги человека. М., 1956.

4. Германов Н. И., Микробиология. М., 1969.

5. Герчук Л. П., Эрекаев В. П. Поверхностно-активные четвертичные аммониевые соли, М., 1960.

6. Горбунова Н. П., Кмошникова Е. С. и др. Малый практикум по низшим растениям. М, 1967.

7. Курицына Д. С, Микрофлора, вредящая произведениям искусства. — В кн. «Московское общество испытателей природы». Доклад «Зоология и ботаника». кн. 2. М., 1969.

8. Курицына Д. С, Плесневые грибы, разрушающие древнерусскую монументальную живопись, и борьба с ними. — «Труды НИИ культуры», т. 1, 1971, стр. 111 — 132.

9. Леликова Д. С, Плесневые грибы, разрушающие произведения изобразительного и прикладного искусства, — «Сообщения» ВЦНИЛКР, № 27, 1971, стр. 124 — 140.

10. Курсанов Л. И., Микология, М., 1940.

11. Федоров М. В., Руководство к практическим занятиям по микробиологии, М., 1957.

12. Черемисинов Н. А., Практикум по микробиологии, М., 1967.

13. Шварц А. и Перри Д., Поверхностно-активные вещества, их химия и технологическое применение, М., 1953.

14. Хохряков М. К., Вредные и полезные грибы, М., 1969.

 

НАСЕКОМЫЕ

 

1. Вашков В. И. Дезинсекция, дезинфекция и дератизация, М., 1956.

2. Виктурина М. П. и Фалеева 3. И., Рентгенография в диагностике пораженных насекомыми деревянных музейных экспонатов. — «Сообщения» ВЦНИЛКР, № 14, 1965.

3. Воронцов А. И., Скрытые враги нашего дома. Насекомые — разрушители древесины, М., 1961.

4. Воронцов А. И., Лесная энтомология, М., 1962.

5. Парфентьев В. Я., Домовый точильщик Anobium pertinax L, (Coleoptera, Anobiidae). — «Энтомологическое обозрение», т. 31, № 1 — 2, 1950.

6. Парфентьев В. Я., Жуки-точильщики рода Oligomerus (Coleoptera, Anobiidae) в Крыму. — «Энтомологическое обозрение», т. 33, 1953.

7. «Справочник по дезинфекции, дезинсекции и дератизации», М., 1962.

8. Тоскина И. Н. Насекомые, разрушающие произведения искусства и памятники архитектуры, М., 1966.

9. Тоскина И. Н., Защита древесины от мебельного точильщика. — «Сборник материалов Московского лесотехнического института», т. 26, 1969.

_

Часть IV

 

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ХИМИИ ДЛЯ РЕСТАВРАТОРОВ ПРОИЗВЕДЕНИЙ СТАНКОВОЙ МАСЛЯНОЙ И ТЕМПЕРНОЙ ЖИВОПИСИ (ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ)

 

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАСТВОРАХ. ПОНЯТИЕ О КИСЛОТНОСТИ И ЩЕЛОЧНОСТИ СРЕДЫ

 

РАСТВОРЫ

 

Растворы находят широкое применение при реставрации произведений живописи. Реставраторы используют растворы клеев, смол, лаков, пластификаторов, моющих веществ, антисептиков и др.

Концентрация растворов. Одной из основных характеристик растворов является их концентрация. Концентрацией раствора называется весовое (или объемное) содержание растворенного вещества в определенном весовом количестве или в определенном объеме раствора. Процентная концентрация раствора показывает, сколько процентов составляет масса растворенного вещества от массы всего раствора. Зависимость между процентной концентрацией раствора (С%), массой растворенного вещества (m ₁ ) и массой раствора (m ₂) выражается формулой С%=100 . Например, для приготовления 5%-ного раствора клея готовят раствор с таким расчетом, чтобы в 100 г раствора содержалось 5 г клея и 95 г воды. (В производственных условиях часто пользуются растворами, концентрация которых выражается количеством граммов вещества, растворенного в 100 миллилитрах (мл) растворителя.) Часто удобно вместо веса (m) растворителя отмерить его объем v. Если плотность (d) * растворителя известна, вычисляют объем v по формуле v= . Например, для приготовления 5%-ного раствора смолы в скипидаре (плотность 0,85) растворяют 5 г смолы в = 111,7 мл скипидара. Для приготовления водных растворов отмеривают количество мл воды, равное весовому количеству в граммах (принимая массу 1 мл воды за 1 г).

Для практических целей пользуются определением концентрации растворов по содержанию сухого остатка. Самый

__________

* Плотностью тела называется масса единицы объема d = . Единица плотности в международной системе — кг/м ³. Единицей плотности в лабораторной практике принята считать г/см ³. Она с точностью до пятого знака может быть выражена через г/мл, так как 1 мл = 1,000028 см³. Плотность жидкости зависит от температуры.

доступный и легкий способ определения концентрации по содержанию сухого остатка, например в клеевом растворе, следующий. Стаканчик для взвешивания (бюкс) вывешивается на технохимических весах или, для большей точности, на аналитических. Массу стаканчика с крышкой обозначают через а. В стаканчик вносят несколько мл раствора, накрывают крышкой и снова взвешивают. Массу стаканчика с крышкой и раствором обозначают через б. Для удаления растворителя стаканчик с раствором ставят в сушильный шкаф (чаще при 100 — 105°С) до достижения постоянного веса, то есть до полного улетучивания растворителя. После чего стаканчик накрывают крышкой и ставят в эксикатор над хлористым кальцием примерно на 1 час. После остывания в эксикаторе стаканчик с осадком взвешивается; масса стаканчика с крышкой и осадком обозначается через в. Тогда концентрация раствора с%=

Если не требуется особенно большой точности, концентрацию раствора можно определить по плотности*. В соответствующих справочниках приводятся таблицы, в которых для большого количества растворов указываются концентрации, соответствующие их плотности. Таким способом часто определяют концентрацию растворов спиртов, кислот, щелочей. Плотность жидкости, а также раствора может быть определена при помощи пикнометра, гидростатических весов, ареометра и других приборов. Наиболее быстро, с точностью до 1%, плотность жидкости измеряется ареометром. Ареометр представляет собой пустотелый стеклянный поплавок, шарик которого заполнен дробью или ртутью. Верхняя часть его вытянута в виде узкой трубки, на которой нанесены де-

__________

* Плотность растворов меняется в зависимости от их концентрации.

ления, соответствующие различным значениям плотности. Ареометр калибруется при определенной температуре, которая указывается на шкале. Для того чтобы увеличить точность измерения, изготавливаются наборы ареометров, каждым из которых можно измерять плотность в очень узком интервале. Такие наборы имеются для измерения плотности жидкостей легче и тяжелее воды. При определении плотности жидкости (раствора) в раствор, налитый в стеклянный цилиндр, опускают ареометр. Следует подобрать такой ареометр, который погрузится в жидкость на такую глубину, что уровень жидкости в цилиндре попадет на шкалу ареометра. Во всех случаях следует отметить по нижнему мениску деление шкалы ареометра, совпадающее с уровнем жидкости в цилиндре. Существуют специальные ареометры, сразу дающие нужную характеристику жидкости.

Для этилового спирта, например, имеются специальные спиртометры, сразу показывающие процентное содержание спирта.

Плотность растворов можно определять и с помощью пикнометров той или иной конструкции. Предварительно взвешенный сухой пикнометр заполняют дистиллированной водой и помещают в термостат*. После 5-минутного выдерживания в термостате доводят уровень воды в пикнометре до метки. Если уровень окажется выше метки, избыточное количество жидкости удаляют фильтровальной бумагой. Затем вынимают пикнометр из термостата, вытирают фильтровальной бумагой и через 5 — 10 минут взвешивают на аналитических весах. Обозначив: g ₂— вес пустого пикнометра в г, g ₁ — вес пикнометра с водой, d ₀ — плотность воды (в г/см³) при выбранной

__________

* Для поддержания постоянной температуры употребляют водяной термостат, снабженный терморегулятором.

температуре термостата получаем объем пикнометра в см ³:

V =

Таким же образом заполняют сухой пикнометр исследуемой жидкостью, взвешивают (g₃) и находят плотность (в г/см³) по формуле:

d=

Определение плотности производят три раза и берут среднее арифметическое с точностью до третьего знака.

 

АКТИВНАЯ КИСЛОТНОСТЬ СРЕДЫ (рН) И ЕЕ ИЗМЕРЕНИЕ

 

Диссоциация на ионы растворенных в воде электролитов (кислот, оснований, солей). Вещества, молекулы которых под действием растворителя диссоциируют (распадаются) на ионы, называются электролитами. Растворы электролитов проводят электрический ток. К ним относятся кислоты, основания и соли. Так как диссоциация представляет собой обратимый процесс, то в растворе между диссоциацией и моляризацией (переход в недиссоциированные молекулы) наступает состояние подвижного равновесия. Степень диссоциации (ά) представляет собой ту долю растворенного электролита, которая распалась на ионы

ά =

По способности к диссоциации на ионы различают сильные и слабые электролиты. Сильные электролиты в значительной степени или целиком диссоциируют на ионы. К сильным электролитам относятся минеральные соли щелочных и щелочно-земельных металлов, а также галогениды, перхлораты и нитраты некоторых металлов. Минеральные кислоты и щелочи являются сильными электролитами, но в концентрированных растворах они диссоциированы не полностью. К слабым электролитам относятся почти все органические соли, кислоты и основания, фенолы, амины, некоторые минеральные кислоты, например Н₂СО₃, H₂S, многие основания металлов (кроме оснований щелочных и щелочно-земельных металлов), а также нашатырный спирт — NH₄OH. Слабые электролиты в воде частично распадаются на ионы, и диссоциация их обратима, например уксусная кислота СН₃СООН СН₃СОО^-+Н⁺*

К растворам слабых электролитов приложим закон действующих масс. На основании этого закона константа равновесия, например, для уксусной кислоты, имеет следующее выражение: К=

В квадратных скобках указаны равновесные концентрации Н⁺, СН₃СОО^- — ионов в г-ион/л, а концентрация недиссоциированных молекул уксусной кислоты — в молях/ л **.

Константа равновесия для случаев ионизации получила название константы электролитической диссоциации. Эта константа у слабых электролитов не зависит от концентрации раствора. С изменением температуры константа диссоциации электролита изменяется. Константа диссоциации имеет постоянное значение (при данной температуре) только для слабых электролитов. Для сильных электролитов подобного

__________

* —обозначение обратимости реакции.

** Грамм-ионом (г-ион) называется весовое количество иона, выраженное в граммах и численно равное сумме весов атомов, составляющих данный ион. Например, веса грамм-ионов равны: Н⁺ — 1 г, ОН^- — 17 г, СН₃СОО^- —59 г. Молем, или грамм-молекулой, называют количество вещества, масса которого в граммах численно равна молекулярному весу вещества; например, грамм-молекула (моль) водорода — Н₂ равна (округленно) 2 г, моль воды — Н₂О — 18 г, уксусной кислоты — СН₃СООН — 60 г.

постоянства не наблюдается. Чем константа диссоциации кислот и оснований меньше, тем слабее данный электролит. Например, уксусная кислота (К=1,85Х10^-5) приблизительно в 10 раз слабее муравьиной (К=1,8Х X10^-4).

Диссоциация воды. Концентрация водородных ионов. Вода, хотя и очень слабо, проводит электрический ток, то есть обладает электропроводностью. Она диссоциирует в малой степени на ионы по уравнению H₂O H⁺ + OH^-. Диссоциация воды — это обратимый процесс, для нее можно записать выражение константы диссоциации: К= . (1) где [H⁺] — концентрация ионов водорода, г-ион/л [ОН^-] — концентрация ионов гидроксила, г-ион/л [H₂O] — количество молей воды в 1 л.

Константа диссоциации воды (К) определена опытным путем и равна 1,8X10^-16 при 22°. Концентрация ионов водорода и гидроксила очень незначительна, так как расчет показывает, что из 556 миллионов молекул воды на ионы распадается только одна. Тем не менее, ионизация воды имеет очень большое значение.

Из выражения (1) имеем: [Н⁺][ОН^-]=К[Н₂О]. [Н₂О] — концентрация воды в литре = 55.56 молей воды в одном литре ее. [Н+]^.[ОН^-]=1,8^.10^-16[55,56]=10^-14 (при 22^o).

Произведение концентрации водородных [Н⁺] и гидроксильных [ОН^-] ионов в воде и разбавленных водных растворах (выраженных в грамм-ион на литр) называется ионным произведением и обозначается через Кв=10^-14 (при 22°).

В чистой воде и нейтральных водных растворах концентрации водородных и гидроксильных ионов (в г-ион/л) равны между собой, так как при диссоциации образуется одинаковое число ионов Н⁺ и ОН^-: [Н⁺]=[ОН^-] =10^-7 г-ион/л.

Таким образом, для нейтральной среды имеем: [Н⁺]=10^-7 г ион/л [ОН^-] =10^-7 г-ион/л.

В кислых средах [Н⁺] больше [ОН^-].

При повышении [Н⁺] величина [ОН^-] уменьшается, но так, что произведение концентрации водородных и гидроксильных ионов остается постоянным и равным Кв=10^-14.

В щелочных средах [Н⁺] меньше [ОН^-] и в этом случае произведение концентрации водородных и гидроксильных ионов остается постоянным и равным 10^-14. О степени кислотности и щелочности среды можно судить по концентрации ионов водорода.

Если [H⁺] = 10⁰, 10^-1, 10^-2, 10^-3, 10^-4, 10^-5, 10^-6, то среда кислая; в щелочной среде [Н⁺] = 10^-8, 10^-9, 10^-10, 10^-11, 10^-12, 10^-13, 10^-14.

Водородный показатель рН. Для количественной характеристики реакции среды на практике обычно приводят не концентрацию водородных ионов, а ее отрицательный десятичный логарифм. Эта величина называется «водородным показателем» и обозначается через рН.

Таким образом, рН=-lg[H⁺]. Например, если [Н⁺]=10^-5, то рН=5; если [H⁺]=10^-7, то рН=7.

Водородный показатель — величина, характеризующая концентрацию водородных ионов и численно равная отрицательному десятичному логарифму этой концентрации, выраженной в грамм-ион на литр. В более кислом растворе концентрация ионов водорода выше, а значение рН меньше, в более щелочном растворе концентрация

Tаблица 9

Концентрация ионов водорода и водородный показатель в различных средах

Концентрация водородных ионов и водородный показатель	Кислая среда	Нейтральная среда	Щелочная среда
сильнокислая	слабокислая	слабощелочная	сильнощелочная
[H+]	100, 10-1, 10-2, 10-3	10-4, 10-5, 10-6	10-7	10-8, 10-9, 10-10	10-11, 10-12, 10-13, 10-14
рH	0, 1, 2, 3	4, 5, 6		8, 9, 10	11, 12, 13, 14

ионов водорода ниже, а значение рН больше (см. табл. 9).

Общая и активная кислотность. Определение рН. Следует различать общую и активную кислотность или щелочность. Общая кислотность (щелочность) характеризуется нормальностью, то есть числом грамм-эквивалентов* кислоты (щелочи), содержащейся в литре раствора. Но количество свободных (активных) ионов водорода (или ионов гидроксила) может быть меньше общего их количества в растворе.

Под активной кислотностью понимают концентрацию свободных (диссоциированных) ионов водорода (или гидроксила). Величина рН дает количественную оценку только активной кислотности или щелочности. При одинаковой нормальной концентрации у различных по силе кислот активная кислотность различна. Так, например,

__________

* Грамм-эквивалентом называется количество граммов вещества, равное его эквиваленту. Эквивалент кислоты равен ее молекулярному весу, деленному на валентность, то есть на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться металлами. Эквивалент основания равен его молекулярному весу, деленному на валентность соответствующего металла. Раствор, содержащий в литре 1 грамм-эквивалент растворенного вещества, называется однонормальным или просто нормальным раствором и обозначается буквой «Н»; 0,1 грамм-эквивалент растворенного вещества — децинормальным — 0,1 Н; 0,01 грамм-эквивалент — сантинормальным — 0,01 Н.

децинормальные (0,1 Н) растворы соляной (НСl) и уксусной (СН₃СООН) кислот, имея одинаковую общую кислотность, показывают различные значения рН (для HCI рН=1,02, для СН₃СООН рН = 2,89). Так как общая кислотность раствора включает в себя как диссоциированную (активную) часть, так и недиссоциированную часть кислоты, то практически определить ее можно титрованием. При этом к раствору кислоты добавляют столько щелочи, сколько нужно для того, чтобы связать всю кислоту. Так же определяется общая щелочность, только титрование ведут кислотой.

Активную кислотность определяют рН-метрией двумя методами: колориметрически и электрометрически. Колориметрический метод определения рН основан на свойстве некоторых веществ, называемых кислотно-щелочными индикаторами, изменять свою окраску в зависимости от степени активной кислотности или щелочности.

Обычно это азосоединения, производные трифенилметана и другие органические соединения, молекулы которых претерпевают структурные изменения в зависимости от реакции среды. Индикаторы эти (по теории Оствальда) являются слабыми кислотами или слабыми основаниями, окраска которых зависит от степени диссоциации. Например, лакмус окрашивается в красный цвет в кислых растворах и в синий цвет — в щелочных.

Кислотная форма лакмуса, то есть недиссоциированные молекулы, имеет красную окраску, а щелочная форма (анионы) — синюю. При концентрации обеих форм, равных между собой, окраска раствора индикатора будет фиолетовой.

Наш глаз имеет ограниченную способность к восприятию окрасок и обычно перестает замечать присутствие одной из окрашенных форм индикатора наряду с другой его формой, если концентрация ее раз в 10 меньше концентрации последней. Вследствие этого окраска любого индикатора изменяется не при всяком изменении рН, а лишь внутри определенной области значения рН, называемой интервалом перехода индикатора. Каждый индикатор характеризуется интервалом перехода. Так, например, лакмус меняет окраску от красного до синего в пределах рН 5 — 8, фенолфталеин — от бесцветного до красного в пределах 8,2 — 10, метиловый оранжевый — от красного до желтого в пределах 3,1 — 4,4. Покраснение лакмуса указывает на то, что рН используемого раствора 5 или ниже. Посинение лакмуса указывает на то, что рН раствора 8 или выше. Внутри области перехода (рН 5 — 8) глазом будет восприниматься фиолетовая окраска лакмуса.

Для определения рН испытуемого раствора пользуются реактивными бумагами, которые приготавливаются пропиткой тонкой фильтровальной бумаги раствором соответствующего индикатора. Полоску индикаторной бумаги погружают в испытуемый раствор или наносят на нее каплю раствора.

В реставрационной практике удобно пользоваться приблизительным определением рН с помощью универсальных индикаторов. Они представляют собой смеси двух или нескольких индикаторов, подобранных так, чтобы окраска их менялась в широком интервале значений рН.

Одним из удобных универсальных индикаторов является смесь из индикаторов метилового красного и тимолового синего (в 100 мл 70%-ного раствора этилового спирта растворяют 0,375 г тимолового синего и 0,125 г метилового красного) (см. табл. 10).

Таблица 10

Влияние рН раствора на окраску индикатора, приготавливаемого из смеси метилового красного и тимолового синего

рН	окраска	рH	окраска
	красная		бледно-зеленая
	оранжевая		зеленая
	желто-розовая		сине-зеленая
	желтая

Можно применять универсальный индикатор, представляющий собой смесь нескольких индикаторов. Такой индикатор выпускается в продажу под маркой ЭИ В—1.

Еще удобнее проводить приблизительное определение рН с помощью универсальной индикаторной бумаги*. Точность данных, полученных с помощью универсальных индикаторов, — около одной единицы шкалы рН.

В лабораторных условиях после приблизительного определения рН с помощью универсального индикатора проводят точное определение рН раствора методом колориметрического титрования.

Для колориметрического определения рН растворов определяют цвет, который принимает индикатор в испытуемом растворе и в серии стандарт-

__________

* Универсальная индикаторная бумага выпускается лабораторией латвийского отделения Всесоюзного химического общества им. Л. И. Менделеева, Прилагаемая к индикатору цветовая шкала показывает, какие окраски соответствуют различным значениям рН в пределах от 1 до 10.

ных буферных* растворов с различным рН: рН испытуемого раствора равен рН того буферного раствора, к которому цвет испытуемого раствора наиболее близок.

В лабораториях, где постоянно приходится определять рН, пользуются специальным прибором Михаэлиса, а котором имеется комплект пробирок, содержащих рассчитанное количество индикаторов **. Во всех определениях, требующих точности свыше 0,1 рН, а также при исследованиях в мутных и окрашенных растворах пользуются электрометрическим — потенциометрическим способом.

Для таких измерений рН в лабораториях используются рН-метры различных марок, позволяющие производить измерения как в милливольтах, так и в единицах рН по одной и той же шкале. Устройство приборов и правила работы с ними подробно изложены в инструкциях, прилагаемых заводом-изготовителем.

Влияние кислотности и щелочности среды на сохранность произведений. Реакция нейтрализации. Кислотные свойства среды определяются действием водородных ионов; щелочные свойства определяются действием гидроксильных ионов. Водородные и гидроксильные ионы занимают особое место среди других ионов благодаря резко выраженному влиянию их на физико-химические свойства материалов и течение многих химических реакций.

__________

* Буферными называются растворы с устойчивой концентрацией водородных ионов и, следовательно, с определенным рН, почти не зависящим от разведения и лишь слабо изменяющимся при прибавлении к раствору небольших количеств сильной кислоты и щелочи. Такими свойствами обладают растворы, содержащие слабую кислоту или слабое основание совместно с их солью, например уксусную кислоту и уксуснокислый натрий.

** К прибору прилагается подробная инструкция колориметрического определения рН исследуемого раствора.

Многие процессы, обусловливающие ускоренное разрушение произведений живописи, протекают при высокой кислотности или щелочности среды. При наличии кислой среды интенсивно разрушаются целлюлозосодержащие материалы: дерево, бумага, картон, ткани из хлопка, льна, пеньки. Многие пигменты неустойчивы к действию кислот или щелочей. Жиры и масла под действием водных растворов щелочей и минеральных кислот омыляются (гидролизуются), то есть разлагаются на глицерин и жирные кислоты или их соли. Белковые клеи (желатина, рыбий клей, казеин) под действием кислот и щелочей подвергаются либо денатурации, либо гидролизу*. Кислоты вызывают разрушение желтковой эмульсии, а также расщепление комплексов жировых и белковых соединений, из которых состоит желток. Крепкие кислоты и щелочи денатурируют белок яйца. Щелочи омыляют (гидролизуют) воски на спирт и соли жирных кислот.

Перед тем как решиться применить тот или иной реставрационный материал (раствор, препарат), реставратор должен заинтересоваться степенью его кислотности или щелочности. Реакцию среды контролируют путем определения рН. В тех случаях, когда это возможно, производят реакцию нейтрализации. При обнаружении высокой активной кислотности — низкого рН — ее нейтрализуют щелочью (основанием). Гидроксильные ионы ОН^- основания связывают водородные ионы Н⁺ с образованием воды Н⁺+ОН Н₂О. При обнаружении значительной активной щелочности — высокого содержания гидроксильных ионов, то есть высокого значения рН — производят реакцию нейтрализации кислотой ОН^-+H⁺ H₂O

__________

* Гидролиз клея выражается в разрушении межмолекулярных и молекулярных связей.

Перед реставрацией рН проверяется по изменению цвета индикатора, обычно по индикаторной бумаге. Бумагу смачивают свежепрокипяченной дистиллированной водой, прикладывают с помощью чистого пинцета к исследуемой поверхности и прижимают чистой стеклянной пластинкой.

 

ПРОЦЕССЫ УДАЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ С ПРОИЗВЕДЕНИИ ЖИВОПИСИ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ЭТОМ МАТЕРИАЛЫ

 

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

 

Кроме обычных (истинных) растворов, в которых частицы растворенного вещества достигают предельной дисперсности (раздробленности), то есть равны размерам молекул и ионов, в реставрационной практике находят широкое применение такие системы, отдельные частицы которых включают много сотен и тысяч атомов или молекул, имеют свою внутреннюю поверхность раздела со средой, в которой они распределены (но не растворены). Такие системы называются дисперсными системами. Раздробленные вещества называют дисперсной фазой, а среда, в которой распределена дисперсная фаза, носит название дисперсной среды. По степени дисперсности системы делятся на два класса: грубодисперсные (размер частиц от 10^-3 до 10^-5 см) и коллоиднодисперсные (размер частиц от 10^-5 до 10^-7 см). По агрегатному состоянию грубодисперсные системы делятся на суспензии, эмульсии, пены и аэрозоли. В суспензиях частицы твердой дисперсной фазы распределены в жидкой дисперсной среде. В эмульсиях мельчайшие капельки жидкой дисперсной фазы распределены в жидкой дисперсной среде. В пенах ячейки (пузырьки), наполненные воздухом или другим газом, отделены друг от друга жидкими пленками. В аэрозолях дисперсной средой является воздух или иной газ, а дисперсной фазой — капельки жидкости или диспергированное твердое вещество.

Эмульсии. Их применение в реставрации живописи. Эмульсии находят применение при удалении загрязнений с поверхности живописи. В процессе расчистки масляной живописи используют следующие составы, дающие эмульсии: вода + пинен + масло (льняное очищенное) + спирт + аммиак (несколько капель нашатырного спирта), вода + масло (льняное) + аммиак (несколько капель нашатырного спирта); а для древней темперной живописи: вода + толуол + ОП-7 (1 часть на 7 частей воды); вода + спирт + подсолнечное масло + аммиак (несколько капель нашатырного спирта). Эмульсии также применяются для укрепления красочного слоя и в качестве связующих для темперных красок: природная эмульсия — яичный желток — и синтетические дисперсии на основе поливинилацетата, полиакрилатов и др.

Различают эмульсии неполярной (или слабо полярной) жидкости в полярной (например, эмульсии масла в воде) — эмульсии первого рода — и эмульсии полярной жидкости в неполярной (например, эмульсия воды в масле) — эмульсии второго рода. Эмульсии первого рода часто обозначают через м/в, где под буквой «м» подразумевается масло или иная неполярная жидкость, а под буквой «в» — вода или иная полярная жидкость. Эмульсии второго рода обозначают соответственно через в/м.

Применяемые для удаления загрязнений с поверхности живописи эмульсии масла, а также толуола в воде относятся к эмульсиям м/в; масло или толуол образуют дисперсную фазу, а вода — дисперсионную среду. В желт-

ке куриного яйца дисперсной фазой являются мельчайшие капельки липидов (жиров), дисперсионной средой — вода. В поливинилацетатной дисперсии частицы поливинилацетата являются дисперсной фазой, а вода — дисперсионной средой.

Эмульсии получаются методом диспергирования двух несмешивающихся жидкостей. Диспергирование производят встряхиванием, взбалтыванием, разбиванием смеси в аппаратах различных конструкций. Взбалтывая, например, 5 мл растительного масла в 50 — 70 мл воды в закрытом цилиндре, получают эмульсию; при этом происходит разбивание масла на крошечные капельки, распределяющиеся в водной среде. Для придания эмульсии устойчивости, требуется ввести в систему третий компонент, понижающий поверхностное натяжение — поверхностно-активное вещество. Этот компонент называется эмульгатором. При малых концентрациях эмульсий можно повысить устойчивость системы, вводя какое-либо поверхностно-активное вещество, способное понизить поверхностное натяжение на поверхности раздела фаз. Например, добавлением бутилового спирта в систему вода — бензол можно несколько уменьшить скорость слияния капель раздробленного бензола. При больших концентрациях эмульсий взвешенные капли очень часто сталкиваются между собой, что приводит к их слиянию. Поэтому в концентрированных эмульсиях эмульгаторами могут быть те поверхностно-активные вещества, которые способны адсорбироваться на поверхности капелек и создавать на них прочную упругую пленку, предохраняющую их от слияния. Такие эмульгаторы сообщают эмульсии высокую устойчивость. Эмульсии м/в стабилизируются растворимыми в воде высокомолекулярными соединениями — белками (желатиной, казеином), поливиниловым спиртом, водорастворимыми мылами (например, натриевым мылом) и др. Эмульсии в/м стабилизируются высокомолекулярными соединениями, растворимыми в углеводородах или мылами кальция, магния.

Применяемый при эмульгировании толуола в воде препарат ОП-7 является поверхностно-активным веществом. В яичном желтке эмульгатором системы м/в является лецитин. Высокая стабильность поливинилацетатной дисперсии обусловлена поливиниловым спиртом. В акрилатных эмульсиях эмульгатором служит некаль.

В эмульсиях, применяемых для удаления загрязнений с произведений живописи, содержатся эмульгаторы — поверхностно-активные вещества. Последние способствуют смачиванию отмываемой поверхности и частиц загрязнений моющим составом, адсорбируются на поверхности частиц и тем самым препятствуют их слиянию и обратному прилипанию к отмываемой поверхности. В этих сложных системах, содержащих воду, органические растворители, масляную фазу и эмульгаторы, одни компоненты избирательно смачивают, а другие растворяют наиболее близкие им по полярности элементы поверхности и загрязняющие частицы.

Моющее действие поверхностно-активных веществ. К моющим веществам относятся мыла и разнообразные сложные по составу синтетические препараты. Под мылами в узком смысле слова подразумевают соли одноосновных, сравнительно высокомолекулярных жирных кислот, обладающие поверхностной активностью. Их принято называть «обычными мылами». Из них особое значение имеют натриевые мыла пальмитиновой, стеариновой и ненасыщенной олеиновой кислот, получаемых из животных жиров. Обычные мыла содержат в себе большое коли-

чество воды, а часто и примеси различных веществ. Для произведений живописи опасна высокая щелочность многих мыл.

Мыло туалетное, выпускаемое согласно МРТУ 18/236-68, представляет собой продукт механической обработки высококачественного ядрового мыла, состоящего, в основном, из натриевых солей жирных (натуральных и синтетических) кислот с добавлением краски и отдушки или без них. Мыло туалетное подразделяется на 80%-ное, детское, I, II и III группы. Из всех сортов туалетного мыла «детское мыло» выгодно отличается меньшим предельным содержанием свободной щелочи — 0,03% против 0,05% у остальных сортов. В первых трех сортах туалетного мыла допускаемое содержание свободной углекислой соды — 0,2%. (Только в «детское мыло» вводятся ланолин или спермацет — 1%, борная кислота — 0,5%.)

Очень часто под мылами понимают все соединения, близкие к мылам по строению молекул и обладающие аналогичными физико-механическими и техническими свойствами. Иногда такие соединения называют также моющими веществами — детергентами.

К моющим средствам, содержащим в качестве активной группы сульфо-группу, следует в первую очередь отнести соли высокомолекулярных сульфокислот. Сюда же относятся соли алкилзамещенных нафталинсульфокислот. Соединения последнего типа получили в технике название некалей.

В качестве моющих средств в настоящее время широко применяют и алкилсульфаты — эфиры серной кислоты с высшими спиртами, а также их соли.

Помимо мыл, молекулы которых диссоциируют (распадаются) на ионы, существуют так называемые неионные мыла, то есть моющие средства с молекулами, не способными к ионизации.

Примером неионных моющих средств являются соединения, получаемые в результате взаимодействия молекулы высокомолекулярного спирта (или алкилфенола) с несколькими молекулами окиси этилена С_nH_2n+1(ОСН₂СН₂)_m он (к этому типу мыл относится препарат ОП-7, применяемый при эмульгировании толуола в воде).

В настоящее время известны сотни синтетических веществ, обладающих моющими свойствами.

Растворы мыл относятся к полуколлоидным системам. Полуколлоидными называются системы, которые в одних условиях могут представлять собой истинные растворы, — то есть гомогенную систему, содержащую молекулы, а в других — дисперсную систему, частицы которой представляют собой объединение множества молекул. Такие частицы называются мицеллами. Они существуют до тех пор, пока в результате действия внешних факторов не сместится равновесие, в котором пребывала система. В системе, в которой образовались мицеллы, всегда продолжает существовать некоторое количество истинно растворенного вещества дисперсной фазы. С повышением содержания мыла в растворе в системе из отдельных молекул мыла начинает образовываться большое количество мицелл.

 

Сущность процесса удаления загрязнений с поверхности живописи с помощью растворов мыл. Моющее действие мыл связано с рядом различных эффектов. В присутствии в воде поверхностно-активного мыла понижается поверхностное натяжение на границе вода — очищаемая поверхность и улучшается смачивание этой поверхности моющей жидкостью. Это способствует проникновению жидкости в такие капилляры загрязненной поверхности, такие щели и трещины слипшихся грязевых частиц, в которые

чистая вода проникнуть не может. Молекулы мыла адсорбируются на отмываемой поверхности и частицах твердых и жидких загрязнений, создают на них хорошо гидратированный адсорбционный слой. Все это способствует отрыву частиц загрязнений от поверхности и раздроблению их на мельчайшие отдельные частицы (с образованием эмульсий или суспензий). Адсорбционные пленки на поверхности частиц загрязнений придают этим частицам высокую агрегативную устойчивость, предохраняют их от слипания и не допускают прилипания их к отмываемой поверхности.

Моющее действие в известной степени связано со способностью загрязнений, особенно если они имеют масляный характер, коллоидно растворяться (солюбилизироваться) в мыльных растворах. Солюбилизация представляет собой растворение органических веществ в углеводородной части мицелл, всегда присутствующих в достаточно концентрированных растворах мыл. Количество коллоидно растворенного органического вещества, как правило, возрастает с увеличением молекулярного веса мыла. Количество солюбилизированного вещества зависит от концентрации мыльного раствора.

После отмывки поверхности от загрязнений необходимо тщательно удалить промывкой остатки мыл, так как, оставаясь адсорбированными на отмытой поверхности, они с течением времени могут отрицательно влиять на сохранность живописи.

 

МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЛАКОВЫХ ПОКРЫТИЙ И РАСЧИСТКИ ЖИВОПИСИ

 

В живописи широко используются органические растворители. Они применяются для приготовления покрывных лаков, разбавления разжижения масляных красок, промывки картин, удаления постаревших защитных лаковых покрытий и для удаления записей.

В распоряжении реставраторов имеются многочисленные растворители или их смеси, которые используются для вышеуказанных целей. Во всех случаях использования органических растворителей приходится считаться со множеством факторов, обусловленных взаимодействием растворителей с материалами произведений, влиянием на человека (токсичностью), требованиями техники безопасности.

Многие органические растворители действуют на белковые клеи (желатину, рыбий клей, белок куриного яйца) денатурирующим образом (понижая их растворимость в воде), вызывают сильное набухание линоксина*, анекоторые (тетралин, циклогексанол) способны его растворять. Особая осторожность нужна при удалении старой олифы и масляных записей с произведений древней темперной живописи, так как лецитин яичного желтка, являющегося связующим веществом темперных красок, хорошо растворим во многих органических растворителях (хлороформе, бензоле, этиловом эфире, этиловом спирте и др.).

 

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

 

Каждый растворитель характеризуется температурой кипения, летучестью, степенью огнеопасности, токсичности, что необходимо учитывать при подборе растворителей и работе с ними.

__________

* Линоксином называют твердые трехмерные нерастворимые и неплавкие полимеры, являющиеся конечным продуктом при «высыхании» масла. Такие масла, как льняное, ореховое, маковое, весьма быстро образуют твердую пленку. Масла этого типа называются «высыхающими». По мере «высыхания» масляной пленки происходит понижение ее растворимости в органических растворителях.

Температура кипения и перегонка (дистилляция) растворителей. Каждая жидкость кипит при вполне определенной постоянной температуре, зависящей от внешнего давления. Обычно имеют в виду температуру, при которой жидкость кипит, находясь поднормальным давлением (одна атмосфера или 760 мм ртутного столба). Температурой кипения называется температура, при которой давление пара жидкости становится равным внешнему давлению.

Когда кипение началось, повышение температуры жидкости прекращается, несмотря на то, что нагревание продолжается. Если жидкость нагревать до кипения и отводить образующиеся пары по трубке, то при их охлаждении на стенках начнется образование капель — конденсация паров. Этим свойством жидкости пользуются для очистки растворителей перегонкой (дистилляцией). Для этой цели служит прибор, состоящий из круглодонной колбы с отводной трубкой, термометра, холодильника и приемника.

Воду, очищенную от растворенных в ней примесей перегонкой, называют дистиллированной*. Когда из смеси растворителей с различными температурами кипения требуется выделить некоторые компоненты, тогда применяют дробную перегонку. При этом в горло колбы с отгоняемой жидкостью вставляется дефлегматор, снабженный термометром. Дробной перегонкой, например, получают головные отгоны скипидара; более тяжелые фракции и нелетучая часть остаются в колбе.

 

Летучесть растворителей. Удаление растворителей без повышения температуры путем испарения в токе воздуха называется летучестью. Летучесть определяется величиной молекулярного веса растворителя и другими фактора-

__________

* Для перегонки волы пользуются специальными дистилляторами.

ми, в первую очередь его полярностью. Молекулы полярных растворителей в значительной степени ассоциированы, что является причиной относительно малой упругости пара и, следовательно, высокой температуры кипения и малой летучести.

Упругость пара (давление, оказываемое паром, находящимся в равновесии с жидкой или твердой фазой) в определенной степени характеризует летучесть ряда растворителей, например, у этилового спирта при 20° упругость пара 44 мм рт. ст., а у этилового (серного) эфира 442,4 мм рт. ст. Если принять скорость улетучивания капли этилового эфира за 100, то относительная скорость улетучивания этилового спирта будет равна 12 (см. табл. 11).

Летучесть зависит и от величины скрытой теплоты испарения, теплоемкости, теплопроводности и других свойств жидкости. Так, этиловый спирт (температура кипения 78,3°) и вода (100°) улетучиваются при комнатной температуре медленнее, чем толуол (110°). Температуры кипения монометилового эфира этиленгликоля (метилцеллозольва) и бутилацетата очень близки друг к другу (около 125°), но летучесть последнего примерно в 3 раза больше.

 

Огнеопасность растворителей. К огнеопасным растворителям относятся этиловый (серный) эфир, этиловый спирт, ацетон, сероуглерод, бензол, бензин, петролейный эфир и др. Менее горючими являются растворители группы хлоропроизводных.

Для количественной оценки огнеопасности горючих жидкостей пользуются двумя характеристиками: температурой воспламенения и температурой вспышки. Температурой воспламенения называют температуру, при которой поверхность растворителя при кратковременном приближении пламени загорается и продолжает гореть.

Таблица 11

Температура кипения некоторых растворителей и величины, характеризующие их относительную летучесть.

Растворители	Температура кипения, °С	Относительная летучесть	Растворители	Температура кипения, °С	Относительная летучесть
Этиловый эфир		100,0	Бензол		33,3
Сероуглерод		55,5	Метилэтилкетон		15,9
Ацетон		47,6	Изопропиловый спирт		4,8
Метилацетат		45,5	Н-пропиловый спирт		9,0
Хлороформ		40,0	Диоксан		13,7
Метиловый спирт		45,9	Толуол		16,4
Четыреххлористый углерод		33,3	Н-бутнловый спирт		3,0
Этилацетат		34,5	М-ксилол
Этиловый спирт (96%)	78,1	12,0

Температурой вспышки называют температуру, при которой наблюдается первая вспышка паров растворителя при приближении пламени. Это та минимальная температура, при которой пары горючих жидкостей, образуя с воздухом взрывчатую смесь, дают вспышку при приближении огня. Особенно огнеопасным является этиловый (серный) эфир, он образует с воздухом взрывоопасные смеси при содержании его в воздухе от 1,85 до 36,5%. При наличии в воздухе взрывоопасной смеси паров эфира может возникнуть вспышка при наличии огня даже на расстоянии 3 — 5 м. (Взрывоопасные концентрации характеризуются минимальной концентрацией паров, при которой уже возможно воспламенение, и максимальной.)

 

Токсичность растворителей. Большинство органических растворителей вредно действует на человеческий организм. Реставраторы, применяющие ор-

__________

* Летучесть устанавливается путем определения длительности испарения 0,5 мл жидкости, нанесенной на фильтровальную бумагу, причем летучесть этилового эфира принята за 100.

ганические растворители, должнызнать степень токсичности, а также летучести каждого из них, использовать индивидуальные защитные приспособления при работе с ними, принимать необходимые меры предупреждения отравления*. Мерами, предупреждающими отравление, являются общая вентиляция помещения и использование местных вентиляционных устройств — вытяжных шкафов иместных вытяжек; индивидуальными средствами защиты служат респираторы ифильтрующие противогазы (применяются в особых случаях)**. Каждый растворитель характеризуется предельно допустимой концентрацией ввоздухе и миллиграммах налитр воздуха.

 

НАИБОЛЕЕ ПРИМЕНЯЕМЫЕ РАСТВОРИТЕЛИ. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

 

Скипидар (терпентинное масло) и пинен. Скипидар применяется как растворитель для смол, жиров (масел),

__________

* Содержание паров растворителя в воздухе контролируется санитарно-эпидемиологическими станциями.

** Соблюдение осторожности необходимо не только при работе с летучими растворителями, но и при их хранении.

восков, как разжижитель для масляных красок и лаков, а в реставрации — при удалении старых лаковых пленок. Скипидар, или терпентинное масло, получают из естественной смолы хвойных деревьев, главным образом сосны. Смолу