In search of structure - High resolution X-ray powder diffraction of metal organic salts for conservation science
Final Report Abstract
Im Zuge des Projektes konnten insgesamt 15 Kristallstrukturen aus hochauflösenden Röntgenpulverdaten aufgeklärt werden, die relevant für die Konservierungswissenschaften sind. Die vollständige Charakterisierung dieser Verbindungen bildet eine solide Grundlage zur Substanzidentifikation für Museen und Sammlungen weltweit. Im Detail stellt sich das Auffinden der Kupfer-Zink-Besetzungsfehlordnung in „Zink C“, Zn4Cu3(Zn1-xCux)6(HCOO)8(OH)18∙6(H2O), als besonders wichtig dar, da dies ein variables Verhältnis der Metalle in dieser Korrosionsphase ermöglicht und somit das Auftreten von „Zink C“ auf verschiedenen Objekten, die aus unterschiedlichen Messinglegierungen hergestellt wurden, erklärbar ist. Die Reindarstellung und Kristallstrukturbestimmung zweier basischer und des neutralen wasserfreien Kupferacetats erlaubt die bessere Differenzierung historischer Grünspanproben. In den Strukturen der Ausblühungsphasen, die auf kalkhaltigen Objekten aufgefunden wurden, konnte ein globales Motiv aus Calcium-Carboxylat-Ketten identifiziert werden, Chlorid, Nitrat und Wasser sind für diese Strukturen nicht essenziell. Dies unterstreicht die entscheidende Rolle die Ameisen- und Essigsäure bei diesen Korrosionsprozessen spielen und führt zu Empfehlung, dass diese Objekte nicht in Schränken und Vitrinen (z.B. aus Holz) gelagert werden sollten, die diese Säuren oder ihre Aldehydvorstufen emittieren können. Eine besondere Überraschung stellte die Struktur von α-Ca(CH3COO)2·½H2O dar. Dieses scheinbar einfache Salz kristallisiert in einer ungewöhnlich großen Elementarzelle von 11.794,5 ų und weist ein Tripel-Helix Motiv auf, was analog zu den Kollagen-Proteinen ist.
Publications
- „Glass-Induced Lead Corrosion of Heritage Objects: Structural Characterization of K(OH)·2PbCO3” Inorganic Chemistry (2017), 56, 5762-5770
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Bette, S., Stelzner, J., Eggert, G., Schleid, T., Matveeva, G., Kolb, U., Dinnebier, R.E.
(See online at https://doi.org/10.1002/anie.202001609)
