AREA I - ARTE TECNICO SCIENTIFICA (ATS)
Capitolo ATS.F01: "Chimica dei Materiali e dei Beni Culturali" - Pagina 02

Gli argomenti di questa pagina sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel 2012, aggiornati il 21/04/2016, e sono desunti dalla Bibliografia riportata a fondo pagina.

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Programma di Chimica dei Beni Culturali

 

 

 

INDICE:

 

Qui di seguito si riporta un esempio dell'elenco degli argomenti che devono essere appresi al fine di divenire esperti di Chimica dei Beni Culturali, necessaria per realizzare restauri, in particolare  di metalli e delle loro combinazioni (leghe).

Nei capitoli dedicati alle proprietà dei metalli si analizzeranno alcune tematiche specifiche.

 

 

Programma di Chimica dei Beni Culturali

 

Stati della materia

Forze intermolecolari.

Cambiamenti di struttura di fase.

Diagrammi di fase dell’acqua e dell’anidride carbonica.

Diagrammi binari ed eutettico.  

Il legame nei solidi e le loro proprietà elettroniche: modello delle bande, livello di Fermi.

Conduttori, semiconduttori e isolanti.

Grafite e diamante quale esempio di solidi covalenti

 

INDICE

 

Termodinamica

Energia interna.

Entalpia.

Spontaneità delle trasformazioni chimiche.

Entropia.

Energia libera.

La funzione di Gibbs e la composizione di un sistema.

Equilibrio chimico e DG.

 

INDICE

 

Cinetica chimica

Velocità di una reazione.

Forma integrata della legge cinetica.

Tempo di dimezzamento.

Ordine di reazione.

Molecolarità di una reazione.

Reazioni di primo ordine.

Effetto della temperatura sulla velocità di reazione.

Teoria delle collisioni.

Cenni sulla funzione di un catalizzatore.

 

INDICE

 

Elettrochimica

Celle galvaniche.

La forza elettromotrice della pila; rappresentazione convenzionale delle semipile; il potenziale elettrodico e la concentrazione: derivazione dell’equazione di Nernst da considerazioni termodinamiche; alcuni esempi di applicazione dell’equazione di Nernst con bilanciamento redox; i potenziali standard e la previsione del decorso di una reazione; l’uso della tabella dei potenziali standard.

Pile a concentrazione.

Altri tipi di semicelle.

Elettrolisi.

Tensione di decomposizione elettrolitica e sovratensione.

La purificazione elettrolitica del rame quale esempio di applicazione industriale dell’elettrolisi.

Altre applicazioni dei processi elettrolitici.

Elettrodeposizione di Ni o Zn (processi di nichelatura o zincatura).

Corrosione: le reazioni redox nell’ambiente: reazione anodica e catodica.

Protezione dalla corrosione: inibizione anodica, protezione catodica, anodo sacrificale.

 

INDICE

 

Chimica degli elementi dei gruppi principali

Idrogeno, l’acqua e sue proprietà chimiche e fisiche.

Proprietà generali del gruppo dei metalli alcalini: preparazione degli elementi, composti e loro utilizzo.

Proprietà generali del gruppo dei metalli alcalino-terrosi: preparazione degli elementi, composti e loro utilizzo.

Impieghi dei metalli alcalino-terrosi e di loro composti particolari.

Elementi del gruppo 13: Proprietà generali.

Proprietà dell’alluminio e del boro e loro composti; impieghi di elementi del terzo gruppo.

Elementi del gruppo 14: Proprietà generali. Preparazione degli elementi.

Proprietà del carbonio, allotropia: grafite, diamante e fullereni.

Il Silicio: Diossido di silicio e silicati.

Germanio.

Stagno.

Piombo.

Elementi del gruppo 15: Proprietà generali, preparazione degli elementi.

Azoto.

Fosforo.

Elementi del gruppo 16: Proprietà generali, preparazione degli elementi.

Proprietà chimiche dell’ossigeno.

Zolfo.

Elementi del gruppo 17: Proprietà generali, preparazione degli elementi.

Fluoro e suoi composti.

Cloro e suoi composti.

Elementi del gruppo 18 o zero: Proprietà generali.

Elementi transizione: proprietà generali.

Elementi della prima e seconda serie di transizione.

Gruppi del rame e dello zinco, in particolare: Oro e sue caratteristiche, applicazioni, valore commerciale, disponibilità, carato. Argento e sue caratteristiche, applicazioni, storia.

INDICE

 

Leghe

Bronzo: storia, usi del bronzo.

Cuprallumini.

Ottone: usi, proprietà.

Titanal.

Peltro.

Nordic gold.

Alcuni esempi di degrado e alterazione dei materiali.

Cause e processi di formazione.

Piogge acide.

 

INDICE

 

Chimica dei materiali

Tavola periodica e materiali.

Struttura e legame.

I silicati: composizione chimica e struttura molecolare dei silicati.

Struttura molecolare dello ione [SiO4]4- libero, natura del legame Si-O e sua variabilità.

Carbonio e silicio.

Concetto principale delle strutture dei silicati.

Gli alluminosilicati.

Classificazione dettagliata dei silicati.

INDICE

 

Chimica nucleare

Natura della radioattività.

Reazioni nucleari: equazioni delle reazioni nucleari, Decadimento alfa, beta e gamma.

Radioattività naturale.

Stabilità dei nuclei atomici.

Velocità di decadimento radioattivo, tempo di dimezzamento.

La datazione radiochimica: tipi di isotopi utilizzati.

Materiale databile.

Esame del carbonio 14: applicazione alla Sacra Sindone e sue critiche.

INDICE

 

Tipi di decorazione

Doratura: a guazzo, a missione, a conchiglia e a pastiglia, galvanica e a fuoco.

INDICE

 

Cenni a materiali inerenti il restauro

 Laterizi: recupero del materiale antico, patologie del materiale: umidità e gelività.

Materiali lapidei.

Pigmenti, pittura ad olio, la tempera, lacche.

Leganti; vetri e ceramiche.

Materie plastiche.

INDICE

 

Uso della spettroscopia quale strumento per la datazione scientifica di oggetti d’arte

Metodi spettroscopici.

Esempio: applicazione della spettroscopia IR su oggetti in legno e suoi vantaggi rispetto ad altri metodi di datazione usati.

INDICE

 

 


Bibliografia


 
Bib-TS-076 - Mark Pollard and Carl Heron,  Archaeological Chemistry. The Royal Society of Chemistry (1996).
Bib-TS-077 - Autori Vari,  Calcestruzzi antichi e moderni, Storia Cultura e Tecnologia, Progetto Editore, (1993) Padova
Bib-TS-078 - A.Ravaglioli, C.Fiori e B.Fabbri, Materie Prime Ceramiche, Faenza Editore, Faenza (1989).
Bib-TS-079 - Mauro Matteini e Arcangelo Moles, La Chimica del Restauro. Nardini Editore (1989).
Bib-TS-080 - J.B.Lambert Traces of the Past. Helix Book (1997)
 

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