Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ẩn hiện trước mắt: xem lại quá trình tổng hợp, đặc trưng, sự phân hủy và mối quan hệ phức tạp giữa màu xanh Scheele và màu xanh Emerald
Tóm tắt
Sắc tố độc hại nổi tiếng của Carl Wilhelm Scheele, thường được gọi là “màu xanh Scheele”, thường tạo ra một hỗn hợp các sản phẩm với thành phần hóa học không xác định. Việc xác định chính xác sắc tố này đã bị giới hạn ở các phương pháp phổ Raman và phân tích gián tiếp bằng các phương pháp FTIR và XRD. Mặc dù đã có những kỹ thuật này, nhưng các trường hợp sắc tố được báo cáo trong các mẫu di sản lại rất hiếm, cho thấy rằng màu xanh Scheele ít khi được báo cáo không phải vì việc sử dụng không thường xuyên mà vì những thách thức trong việc xác định của nó. Về sự phân hủy của các sắc tố xanh Cu-As, những giả định phổ biến cho rằng sự phân dissociate trong điều kiện pH axit, tạo ra các ion asen và đồng di động, tiếp theo là quá trình oxy hóa thành As(V), có thể đồng kết tủa với các ion Fe, Al và Ca. Nghiên cứu này reproduces việc chế tạo màu xanh Scheele bằng cách sử dụng các công thức lịch sử, tập trung vào việc duy trì pH của dung dịch arsenit ở mức 9.3. Nghiên cứu khám phá mối quan hệ giữa nó với màu xanh Emerald, các thách thức liên quan đến việc xác định của chúng và giải quyết những hiểu lầm phổ biến về sự phân hủy của các sắc tố này. Việc duy trì pH ở mức 9.3 đã chứng tỏ ảnh hưởng trong việc thu được một sản phẩm tinh thể với tín hiệu Raman mạnh, phù hợp với quang phổ được chấp nhận rộng rãi của màu xanh Scheele. Tuy nhiên, quang phổ Raman từ các mẫu Cu-As vô định hình liên tục thể hiện các dải rộng ở 288 và 845 cm−1, dẫn đến một đề xuất sửa đổi cho một đại diện kép của sắc tố này: dạng “thông thường” với các dải rộng và dạng “không thông thường” hoặc tinh thể như đã được báo cáo trong tài liệu. Việc chứng minh rằng dạng tinh thể chia sẻ quang phổ Raman và FTIR gần như giống hệt nhau ám chỉ thành phần hóa học giống hệt Trippkeite. Bằng chứng được trình bày làm nổi bật rằng các sắc tố dựa trên Cu-As chứa ion đồng tự do, arsenit và arsenat dễ di động, thách thức các con đường phân hủy thường được mô tả. Giả thuyết được trình bày ở đây, rằng tổng hợp màu xanh Emerald có thể vô tình tạo ra một lượng nhỏ màu xanh Scheele, cảnh báo về việc xác định sắc tố bằng phương pháp quang phổ Raman. Thêm vào đó, nghiên cứu tiết lộ, lần đầu tiên, sự hiện diện của màu xanh Scheele trong một quyển sách, với các hạt thể hiện dạng spherulite, thách thức việc xác định màu xanh Emerald chỉ dựa trên hình thái học.
Từ khóa
#màu xanh Scheele #màu xanh Emerald #sắc tố độc #quang phổ Raman #phân tích FTIRTài liệu tham khảo
West JB. Carl Wilhelm Scheele, the discoverer of oxygen, and a very productive chemist. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014;307(11):L811–6.
Fiedler I, Bayard. Emerald green and Scheele’s green. In: Feller RL, editor. Artists’ pigments : a handbook of their history and characteristics. Washington: National Gallery of Art; 2007.
Lizun D, Kurkiewicz T, Szczupak B. Exploring Liu Kang’s Paris practice (1929–1932): insight into painting materials and technique. Heritage. 2021;4:828–63.
Jv L. Darstellung der unter dem Namen Wienergrün im Handel vorkommenden Malerfarbe. In: Buchner JA, Kastner KWG, editors. Repertorium für die Pharmacie. Nürnberg: Schrag; 1822. p. 446–57.
Sharples SP. Scheele's Green, Its Composition as Usually Prepared, and Some Experiments upon Arsenite of Copper. Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 1876; 12. p. 11–25 https://doi.org/10.2307/25138431.
Herm C. Emerald Green versus Scheele’s Green: Evidence and Occurrence. In Acta Artis Academica 2020: The colour Theme : proceedings of the 7th Interdisciplinary ALMA Conference, 16th-18th october 2019 University Library Bratislava, Slovak Republic. Academy of Fine Arts in Prague, 2020. 2019; 189–202 ISBN 9788088366140.
Scott DA. Copper and bronze in art: corrosion, colorants, conservation. Los Angeles: Getty Trust Publications; 2002.
Pertlik F. Verfeinerung der Kristallstruktur von synthetischem Trippkeit, CuAs2O4. Tschermaks Min Petr Mitt. 1975;22:221–217.
Parker W. An improvement in the making or manufacturing of green paint. Patent. 1812;3:594.
Schweizer F, Mühlethaler B. Einige grüne und blaue Kupferpigmente (Some green and blue copper pigments). Farbe und Lack. 1968;74:1159–73.
Saxena RS, Bhatnagar CS. Electrometric studies on the composition of Scheele’s Green (Product of mixing CuSO4 and NaAsO2). Naturwissenschaften. 1958;45(18):438.
Xiao F, Zheng Y, Jian H, Li C, XU W, et al. Preparation of copper arsenite and its application in purification of copper electrolyte. Trans Nonferrous Metals Socy China. 2008;18(2):474–9.
Marani D, Patterson JW, Anderson PR. Alkaline precipitation and aging of Cu(II) in the presence of sulfate. Water Res. 1995;29(5):1317–26.
Davies WG, Otter RJ, Prue JE. The dissociation constant of copper sulphate in aqueous solution. Discussions of the Faraday Society. 1957; 24. p. 103–107 https://doi.org/10.1039/DF9572400103.
Jekel M, Amy GL. Chapter 11 Arsenic removal during drinking water treatment. In: Newcombe G, Dixon D, editors. Interface science and technology. Amsterdam: Elsevier; 2006. p. 193–206.
Bell IM, Clark RJH, Gibbs PJ. Raman spectroscopic library of natural and synthetic pigments (pre- ≈ 1850 AD). Spectrochim Acta Part A Mol Biomol Spectrosc. 1997;53(12):2159–79.
Bahfenne S, Frost RL. A review of the vibrational spectroscopic studies of arsenite, antimonite, and antimonate minerals. Appl Spectrosc Rev. 2010;45(2):101–29.
Oh JS, Choi JE, Choi TH. Study on the copper-arsenic green pigments used on shamanic paintings in the 19–20th century. J Conserv Sci. 2015;31(3):193–214.
Doumeng M, Berthet F, Marsan O, Delbé K, Denape, et al. A comparative study of the crystallinity of polyetheretherketone by using density, DSC, XRD, and Raman spectroscopy techniques. Polymer Test. 2021;93:106878.
Seehra MS, Narang V, Geddam UK, Stefaniak AB. Correlation between X-ray diffraction and Raman spectra of 16 commercial graphene–based materials and their resulting classification. Carbon. 2017;111:380–5.
Stacey P, Hall S, Stagg S, Clegg F, Sammon C. Raman spectroscopy and X-ray diffraction responses when measuring health-related micrometre and nanometre particle size fractions of crystalline quartz and the measurement of quartz in dust samples from the cutting and polishing of natural and artificial. J Raman Spectrosc. 2021;52:1095–107.
Charpentier C, Prodhomme P, Maurin I, Chaigneau M, Roca Cabarrocas IP. X-Ray diffraction and Raman spectroscopy for a better understanding of ZnO: Al growth process. EPJ Photovolt. 2011;2:25002.
Queiroz ALP, Kerins BM, Yadav J. Investigating microcrystalline cellulose crystallinity using Raman spectroscopy. Cellulose. 2021;28:8971–85.
Keune K, Boon JJ, Boitelle R, Shimadzu Y. Degradation of Emerald green in oil paint and its contribution to the rapid change in colour of the Descente des vaches (1834–1835) painted by Théodore Rousseau. Stud Conserv. 2013;58(3):199–210.
Keune K, Mass J, Mehta A. Analytical imaging studies of the migration of degraded orpiment, realgar, and emerald green pigments in historic paintings and related conservation issues. Heritage Science. 2016;4(10):1.
Holakooei P, Karimy AH, Nafisi G. Lammerite as a degradation product of emerald green: scientific studies on a rural persian wall painting. Stud Conserv. 2018;63(7):391–402.
Shen L, Wang C, Zhang J. Cu and As containing pigments in Zhejiang architecture polychrome paintings: a case study of degradation products of emerald green. Herit Sci. 2023;11(1):9.
Li Z, Wang L, Chen H. Degradation of emerald green: scientific studies on multi-polychrome Vairocana Statue in Dazu Rock Carvings, Chongqing. China Heritage Science. 2020. https://doi.org/10.1186/s40494-020-00410-2.
Vermeulen M, Webb SM, Russick S, McGeachy AC, Muratore K, Walton MS. Identification, transformations and mobility of hazardous arsenic-based pigments on 19th century bookbindings in accessible library collections. J Hazard Mater. 2023;454:131453.
Abotaleb TAA. DECAY OF EMERALD GREEN PIGMENTS ON EASEL PAINTINGS. PalArch’s J Archaeol Egypt/Egyptol. 2021;18(8):2062–72.
Riffault J, Vergnaud AD. Nouveau manuel complet du peintre en bâtiments, du fabricant de couleurs, du doreur, du vernisseur, du vitrier et de l’argenteur. Paris: Roret; 1843.
Townsend JH. Turner’s painting techniques. London: Tate Gallery; 1993.
Townsend JH. The materials of J.M.W. Turner: pigments. Stud Conserv. 1993;38(4):231–54.
Castro K, Perez-Alonso M, Rodriguez-Laso MD, Madariaga JM. Pigment analysis of a wallpaper from early 19th century: Les Monuments the Paris. J Raman Spectrosc. 2004;35:704–9.
Petrova O, Pankin D, Povolotckaia A, Borisov E, Krivul’ko T, Kurganov N, et al. Pigment palette study of the XIX century plafond painting by Raman spectroscopy. J Cult Herit. 2019;37:233–7.
Bomford D, Kirby J, Leighton J, Roy A. Art in the making: impressionism. London: The national Gallery; 1990.
Correia AM, Clark RJ, Ribeiro MIM, Duarte MLTS. Pigment study by Raman microscopy of 23 paintings by the Portuguese artist Henrique Pousão (1859–1884). J Raman Spectrosc. 2007;38:1390–405.
Burgio L, Clark RJH, Hark RR. Spectroscopic investigation of modern pigments on purportedly medieval miniatures by the ‘Spanish Forger.’ J Raman Spectrosc. 2009;40(12):2031–6.
Mehra VR. Note on the Technique and Conservation of Some thang-ka Paintings. Stud Conserv. 1970;15(3):206–14.
El Bakkali A, Lamhasni T, Ait Lyazidi S, Haddad M, Rosi F, Miliani C, et al. Assessment of a multi-technical non-invasive approach for the typology of inks, dyes and pigments in two 19th century’s ancient manuscripts of Morocco. Vib Spectrosc. 2014;74:47–56.
Carole D, Wicky E, Bensalah-Ledoux A, Paccoud S, Le Luyer C, Pillonnet A, et al. The pigments of the painter Fleury Richard (1777–1852), a model for multidisciplinary study. Heritage. 2022;5:1276–94.
Kharbish S. Raman spectra of minerals containing interconnected As(Sb)O3 pyramids: trippkeite and schafarzikite. J Geosci. 2012;57(1):53–62.
Riffault JRD, Vergnaud AD, Toussaint GA. A Practical Treatise on the Manufacture of Colors for Painting: Comprising the Origin, Definition, and Classification of Colors; the Treatment of the Raw Materials Etc. In: François Malepeyre ed, Philadelphia, H.C. Baird; 1874.
Congress Lo. CAMEO: a free internet reference on Materials used in the production and conservation of historic and artistic works. 2008. https://www.loc.gov.item/2021688168. Accessed 18 Nov 2023.
Liu WJ, Wood BA, Raab A, McGrath SP, Zhao FJ, Feldmann J. Complexation of arsenite with phytochelatins reduces arsenite efflux and translocation from roots to shoots in Arabidopsis. Plant Physiol. 2010;152(4):2211–21.
Liu D, Ullman FG. Raman spectrum of CuSO4 · 5H2O single crystal. J Raman Spectrosc. 1991;22:525–8.
Fu X, Yang G, Sun J, Zhou J. Vibrational spectra of copper sulfate hydrates investigated with low-temperature raman spectroscopy and terahertz time domain spectroscopy. J Phys Chem A. 2012;116(27):7314–8.
Oh JS, Hwang MY, Yamato A, Arai K, Lee SR. Comparison of pigments and estimation of production period in old and new celestial charts folding screens. J Conserv Sci. 2020;36(5):351–67.
Lu P, Zhu C. Arsenic Eh–pH diagrams at 25°C and 1 bar. Environ Earth Sci. 2011;62:1673–83.
Ma Z, Wang L, Yan J, Zhou W, Pitthard V, Bayerova T, et al. Chromatographic, Microscopic, and Spectroscopic Characterization of a Wooden Architectural Painting from the Summer Palace, Beijing, China. Anal Lett. 2019;52(10):1670–80.
Poulsen SJ, Calvo C. Crystal structure of Cu3(AsO4)2. Can J Chem. 1968;46(6):917.
Magalhães MCF, Pedrosa de Jesus JD, Williams PA. The Chemistry of Formation of Some Secondary Arsenate Minerals of Cu(II), Zn(II) and Pb(II). Mineral Mag. 1988;52(368):679–90.
Starova GL, Vergasova LP, Filatov SK. Lammerite-β, Cu3(AsO4)2, a new mineral from fumaroles of the Great Fissure Tolbachik eruption, Kamchatka Peninsula. Russia Geol Ore Deposits. 2012;54:565–9.
Pantoja Munoz L, Jones H, Garelick H. The removal of arsenate from water using iron-modified diatomite (D-Fe): isotherm and column experiments. Environ Sci Pollut Res. 2014;21:495–506.