《四川大学文化素质公选课 化学与现代生活 期末开卷考所用的 Lecture-4_Art and Jewelry》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四川大学文化素质公选课 化学与现代生活 期末开卷考所用的 Lecture-4_Art and Jewelry（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化学与现代生活化学与现代生活 Chemistry in Modern Life and SocietyTopic 4: Chemistry and Art Works 化学和艺术品、珠宝化学和艺术品、珠宝Dr. Xiaoming Jiang (蒋小明蒋小明) Analytical & Testing CenterE-mail: 颜色中的化学颜色中的化学赤 橙 黄 绿 青 蓝 紫谁 持 彩 练 当 空 舞电磁波谱电磁波谱电磁波谱电磁波谱无机染料（无机染料（Inorganic DyeInorganic Dye） 纯铁（Fe）：银白色 二价铁离子（Fe2+）：绿色 三价铁离子（Fe3+）：黄色 铁锈
2、（Fe2O3）：红褐色 磁铁（Fe3O4）：黑色有机染料有机染料（Organic Dye）植物植物菘蓝属菘蓝属植物：蓝色和紫色植物：蓝色和紫色藏红花和红花藏红花和红花：黄色：黄色茜草属茜草属植物：红色植物：红色动物动物胭脂虫胭脂虫：红色颜料的昆虫：红色颜料的昆虫骨螺骨螺：紫色颜料的软体动物：紫色颜料的软体动物人工合成人工合成笔和颜色的化学笔和颜色的化学笔铅笔圆珠笔自来水笔粉笔钢笔铱金笔金笔铅笔铅笔 ( (Pencil)Pencil)铅笔芯是由石墨掺合一定比例的粘土制成的 粘土石墨：铅笔芯硬度增大笔上标有H （Hard）。 粘土石墨：硬度减小，黑色增强笔上标有B（Black）。粉笔（粉笔（cha
3、lkchalk）生石膏 CaSO42H2O加热脱水熟石膏 CaSO4H2O加入颜料加水搅拌糊状物灌模成型电电 笔笔 ( (Test Pencil)Test Pencil)用于测量物体是否有电的一种笔。电笔的外型有的象钢笔、用于测量物体是否有电的一种笔。电笔的外型有的象钢笔、 有的象圆珠笔、还有的象螺丝刀。有的象圆珠笔、还有的象螺丝刀。构造原理：其外壳多为塑料绝缘体，里面由构造原理：其外壳多为塑料绝缘体，里面由金属导体、小灯金属导体、小灯 泡和电阻丝泡和电阻丝组成。小灯泡中充有一种无色惰性气体（组成。小灯泡中充有一种无色惰性气体（氖气氖气） 在电场激发下能产生透射力很强的红光，当物体带电时，用在
4、电场激发下能产生透射力很强的红光，当物体带电时，用 电笔测试氖泡发红，否则氖泡不亮。电笔测试氖泡发红，否则氖泡不亮。打印机的化学打印机的化学为什么喷墨式打印机的墨汁能在纸张上迅速干透？喷墨式打印机的墨汁是碱性的（pH值7.59.0）， 而纸张是酸性的（pH值4.56.5）。B.B.化学与文物考古化学与文物考古 我国是一个历史悠久的文明古国，文物不胜枚举。 化学在文物的鉴定、保护等方面有重要的应用。化学在文物考证上的应用化学在文物考证上的应用 化学上的很多仪器分析方法都可应用于文物考证 上，我们可以利用这些仪器考证文物的制作时间 、制作地点、制作工艺以及文物的真伪等等。14C断代法：活的有机体中
5、14C/12C之比保持恒定，而死的 有机体中14C的含量由于衰变而逐渐减少。(1950年，美 国芝加哥大学教授WFLibby 创立了14C断代法，并因而 获得了诺贝尔化学桨)热释光技术：用于推断古陶的年代。(热致化学发光)X-射线荧光分析方法：不同元素具有不同的特征x-射线 荧光，且其强度反映了元素含量。可用于鉴定文物的制 作工艺和分辨文物的真伪。X X- -荧光光度法辨别邮票真伪荧光光度法辨别邮票真伪初版与再版邮票通常是在不同的年份印制的，就是在同一印 刷厂，用同一印模印刷的初版、再版邮票，采用的油墨颜料 (同一色彩)的化学元素的成分，含量不会完全相同；所用纸 张因生产工艺的改变，选用的填料
6、以及纸浆原料中的微量元 素成分，含量也很难完全一致。依据测得的初版、再版邮票 的x荧光能谱，就可以得到不同的元素种类及其含量，从而 可以将它们区分。拉曼光谱与古文物鉴定拉曼光谱与古文物鉴定文物腐蚀及损害过程文物腐蚀及损害过程 除去人为因素的破坏，也可能有细菌侵蚀、虫蛀等生物作用会腐蚀及损害文物，但文物与化学物质作用是文物发生腐蚀和损害的一个重要因素。壁画中溶有二氧化碳的水可缓慢溶解碳酸钙（CaCO3） 形成碳酸氢钙Ca(HCO3)2 ，经蒸发干燥后又沉淀出碳酸 钙凝结在壁画表面形成一种白色覆盖膜。空气中的氮氧化合物（NXOY）、二氧化硫（SO2）等都 是酸性气体，它们都易使纸质文物的酸性增大，
7、而对文 物造成损害。化学与文物保护化学与文物保护 苯三氮唑(BTA)是铜及铜合金优良的缓蚀剂。 明矾KAl(SO4)212H2O法用于漆木文物脱水定形，防止漆木文物发生干缩、变形、弯曲、脱皮、干裂。 壁画颜料中的铅白Pb2(OH)2CO3由于受空气中硫化氢（H2S）气体的作用而变成黑色的硫化铅（PbS），影响画面的色泽。当用过氧比氢（H2O2）处理时，就可使黑色的硫化铅氧化成白色的硫酸铅（PbSO4）。C. C. 珠宝珠宝 ( (Gem/Jewelry )Gem/Jewelry ) 珠宝是个人装饰物的统称。如胸针、戒指、 项链、耳环、手镯。 金属如黄金（gold）、铂金（platinum）与
8、银（silver）。 珍珠是砂粒微生物进入贝蚌壳内受刺激分泌 的珍珠质逐渐形成的具有光泽的美丽小圆体 ，化学成分是碳酸钙及少量有机物。 宝石一般指硬度在7度以上，色泽美丽，受 大气及药品作用不起化学变化，产量稀少， 极为宝贵的矿物统称。宝石的颜色是由Ti钛 、V钒、Cr铬、Mn锰、Fe铁、Co钴、Ni镍、 Cu铜等致色元素引起的。1818K K金的含义金的含义K K金是金混合其他金属而成的合金。金是金混合其他金属而成的合金。加入其他金属后，金改变了本来的结构，加入其他金属后，金改变了本来的结构， 以致不容易扭曲。以致不容易扭曲。纯金为纯金为24克拉（克拉（24K）。）。18K金里，只金里，只
9、有有75是金，其余是金，其余25则是银和铜。则是银和铜。 1K（Karat）=1/24。用“用“K”来计算黄金含量的方法出于地中海沿岸来计算黄金含量的方法出于地中海沿岸 的一种角豆树的一种角豆树。这。这种树无论长在何处，所结的种树无论长在何处，所结的 豆仁大小都完全一样，所以，古时候人们把它豆仁大小都完全一样，所以，古时候人们把它 作为测定重量的标准。久而久之，它便成了一作为测定重量的标准。久而久之，它便成了一 种重量单位，以用来测量珍贵、细微的物品。种重量单位，以用来测量珍贵、细微的物品。珠宝玉石珠宝玉石宝石所以有颜色，是因为宝石所以有颜色，是因为透明的晶体内含有有颜色的离子。透明的晶体内含
10、有有颜色的离子。宝石宝石离子离子离子的颜色离子的颜色绿宝石绿宝石铬（铬（III）离子离子, Cr3+绿色绿色翡翠翡翠铬（铬（III）离子离子, Cr3+绿色绿色紫水晶紫水晶锰（锰（III）离子离子, Mn3+紫色紫色橄榄石橄榄石铁（铁（II）离子离子, Fe2+浅绿色浅绿色黄玉黄玉铁（铁（III）离子离子, Fe3+黄色黄色绿松石绿松石铜（铜（II）离子离子, Cu2+蓝绿色蓝绿色金刚石金刚石 ( (Diamond)Diamond)亦名金刚，俗称金刚钻、钻石。成分为C,是碳元素的一种同素异形体 ，常为无色透明。硬度为10，是矿物中最硬的。硬度不代表不烂（断裂韧性），钻硬度不代表不烂（断裂韧性）
11、，钻 石断裂韧性好于玻璃，但远低于金属石断裂韧性好于玻璃，但远低于金属 。刚玉刚玉 ( (Corundum)Corundum)透明晶体，硬度为9，主要成分 为Al2O3。无色透明的也叫白玉白玉。含Ti(IV)或Fe(II)、Fe(III)呈蓝 色的叫青玉，也叫蓝宝石蓝宝石。含Cr(III)呈红色的叫红玉，也叫 红宝石红宝石。面现星彩的又叫星彩宝石星彩宝石。黄玉黄玉亦名黄宝石，外形类 似水晶。常为黄色，透明，硬 度为8。主要化学 成分为 Al2SiO4(F, OH)2。绿柱石绿柱石( (aquamarine /Greenstone) )亦称绿玉、绿宝石，透明至半透明晶体，硬度为7，主要成分为3B
12、eOAl2O36SiO2。含CrO3呈翠绿者叫绿柱玉，又叫翠玉或祖母绿翠玉或祖母绿。含铁呈透明蓝色的叫海蓝宝石海蓝宝石。含铯（Cs）呈玫瑰色者叫玫魂绿玫魂绿柱石柱石。玉髓玉髓 ( (chalcedony) )透明或半透明，主要成分为透明或半透明，主要成分为SiO2，硬度为，硬度为7。有肉红、淡红、浓绿、血红有肉红、淡红、浓绿、血红等，不透明者即为等，不透明者即为玛瑙玛瑙。橄榄石橄榄石 ( (Olivine) Olivine) 橄榄石是一种岛状结构硅酸橄榄石是一种岛状结构硅酸盐矿物，化学分子式为盐矿物，化学分子式为(Mg，Fe)2SiO4。属斜方晶系。属斜方晶系。硬度硬度6.5-7.0 。颜色多
13、为橄榄绿、黄绿、金颜色多为橄榄绿、黄绿、金黄绿或祖母绿色。玻璃光泽黄绿或祖母绿色。玻璃光泽，透明。其中的，透明。其中的天宝石产于天宝石产于陨石中陨石中，十分罕见，十分罕见 。玉玉 ( (Jade) Jade) 分硬玉(jadeite)和软玉(nephrite) 。硬玉成分为NaAl(SiO3)2，有浓绿、淡绿或白 色 ，略透明，硬度为6.57。较软玉难溶解 。绿色的即为翡翠翡翠。软玉 的成分为Ca2Mg5(OH)2(Si4O11)2，硬度为 5.56。和田玉即为一种软玉。玉的概念目前没有统 一严格的定义，蓝田 玉是产于中国陕西省 蓝田县的绿色或白色 大理石。水晶水晶 ( (Irish diam
14、ond/Crystal) )六方柱状六方柱状纯石英（纯石英（SiO2）晶体晶体，无色透明，折射率大。，无色透明，折射率大。含有有机构而且显烟陶色者叫含有有机构而且显烟陶色者叫烟水晶（俗名茶晶），显黑者烟水晶（俗名茶晶），显黑者为黑烟水晶（俗名墨晶）。为黑烟水晶（俗名墨晶）。含有氮的有机物，呈褐色或黄含有氮的有机物，呈褐色或黄色者叫褐石英或黄水晶。色者叫褐石英或黄水晶。含锰（含锰（Mn）而色紫者叫）而色紫者叫紫水紫水晶晶。琥珀琥珀 ( (Amber) ) 树脂化石，成分为碳氢树脂化石，成分为碳氢化合物（化合物（C10H16O）。）。非晶体，透明至半透明非晶体，透明至半透明，有赤褐等色。，有赤褐等
15、色。硬度为硬度为22.5。摩擦能生电。摩擦能生电。一种特殊的琥珀一种特殊的琥珀- -龙涎香龙涎香龙涎香：龙涎香：又叫灰琥珀，一种外 貌阴灰或黑色的固态腊状可燃 物质。粪石，抹香鲸肠道中的固态物 质。是一些聚萜（tie）烯衍生 物的集合体，具有环状分子结 构。大约100头抹香鲸中，只有一 头体内有龙涎香。价格昂贵，与黄金相当。不出名的石头不出名的石头石榴石：石榴石：一种荧硅酸盐，成分不定，有以下 式子：3ROR2O33SiO2，其中R代表钙、镁 、铁或锰，又代表铝、铁、铬或钴，硬度为 6.57.5，透明至微透明，呈双折射现象， 色泽一般美丽。蛋白石：蛋白石：含水、二氧化硅，硬度逊于石英， 表面常
16、呈葡萄状，有白灰、黄褐等色，光泽 似脂肪或珍珠，不透明至微透明孔雀石：孔雀石：成分为 Cu2(OH)2CO3，由含铜矿物 受碳酸及水的作用而形成，光泽似金刚石， 色翠绿，间有呈孔雀尾之彩绞。宝石优化处理宝石优化处理 随着宝石资源的开发，自然界产生的色泽美丽的天然优质宝石将越来越少，许多一般宝石或色彩欠佳的宝石，商业价值不高。 可通过热处理法、辐照法、染料和着色剂、注油法等等对宝石进行改色，从而改变、增强宝石的色彩、光泽、透明度，弥补由于裂隙及缺乏致色元素等造成的缺陷，提高宝石的价值。宝石鉴定宝石鉴定 紫外-可见分光光度法(UV-Vis)：各种元素都有自己特征的吸收光谱，吸收强度和浓度成正比。 X-射线荧光法(XRF)：对样品不损坏。 还有其他一些方法，如红外光谱法(IR)
