1、化学教学，2012年第3期，77古币化学知识吴凤喜，熊(安徽师范大学化学与材料科学学院，安徽芜湖241000)摘要：阐述了中国古币的化学成分和古币的分析方法，探讨了古币的腐蚀机理和除锈方法，从而体现了化学在古代命理学中的巨大作用。关键词：古币；化学成分；金相分析；腐蚀机理；除锈保护货号：10056629(2012)3007703，中文图片分类编号：G633.8，文件识别码：b硬币是商品交换的重要媒介，是人类经济活动的历史见证。中国是世界上第一个使用货币的国家，从商朝开始使用货币至今已有近4000年的历史。中国钱币学可以称为中国民族历史的百科全书。学习中国钱币学可以学习10门学科，如政治经济学、
3、22%，有时少量铅，白铜，镍和钴0.572.6%，银白色铁，白铜，镍和钴0.51锰0.51.2%锌白铜含镍和钴1216.2%，锌2328%砷白铜含砷2古钱币的成分和金相分析古钱币的传统鉴定被认为是一种“眼科”，鉴定的主要依据来自于硬币表面可直接观察到的部分。晚清古钱币学家高在讲授古钱币鉴定经验时，通过对钱币的形状、文字、书法、纹饰、大小等方面的观察，认为“鉴别古钱币有文字、质、声、色四个字”。用现代仪器分析古钱币的金属成分是近年来国际上流行的一种先进方法，包括电子探针、扫描电子显微镜和x光荧光分析(见表2)。这些方法快速、灵敏、方便、无损，但测定范围非常有限。为了使测量结果具有代表性，被测样品
6、榄绿，在硬币表面形成稳定的保护膜。由于铁锈的厚度、化学成分和含量不同，会形成各种深浅不一的绿色(颜色逐渐从苹果绿、浅绿、中绿和深绿色变成橄榄绿)。俗称松绿、瓜皮绿、纯绿、古漆绿、靛绿等。这种腐蚀通常是综合腐蚀和局部腐蚀的综合产物，也产生电化学腐蚀。因此，货币表面会出现斑点、沟槽和麻点，由于晶间腐蚀和选择性腐蚀，铜币内部的易腐部分如锡和铅会被腐蚀掉，这将降低铜币的比重，使其变轻，产生微小的针孔，使货币听起来哑，并从孔中产生绿锈，俗称“骨锈”。(2)碱性环境下的腐蚀机理。古代铜币已经在民间普遍使用和流通了几十年甚至几百年。它会生锈产生碱式硫酸铜，然后被埋在碱性土壤中，与有机糖等还原性物质反应生成深
7、红色氧化亚铜Cu2O，还会产生红色铅Pb3O4，俗称朱砂锈、鸡血斑、枣皮红、黄斑等。同时，还有一些淡绿色的碱性硫酸铜，所以古代铜币都是红色和绿色锈色。同时，还会发生局部腐蚀和电化学腐蚀，并且在形成的微小针孔中还会出现带有骨锈的红、绿锈。从上面可以看出，古代铜币在变成红锈之前一定会产生绿锈，所以是被绿锈覆盖的红锈。在沙子里，形成了“干沙锈”，也就是说，绿色的沙子上有黄色和红色的斑点。(3)中性环境下的腐蚀机理。在中性土壤中(酸碱度=7)，一般不会生锈，但一些古代铜币含锡量很高。如果锡含量为15.32%，从“铜-锡系统状态图”分析表明，形成了固溶体晶体和共析体。其中，金相(Cu3Sn)和Sn形成所
8、谓的“水银光”，也称为“浸汞”，因为锡沉淀在硬币表面。同时，锡青铜会有一种“反向偏析”的趋势，即锡从内向外析出，这就使得铜钱表面出现“白斑”，也叫“锡汗”。当锡含量为1030%时，二氧化锡(SnO2)将呈银灰色。这些现象会同时或分别发生，从而导致铜币表面出现“水银光”。由于中性土壤极其不稳定，很容易变成酸性或碱性土壤，所以一些古代铜币先形成少量的红、绿锈，然后产生“水银光”。古钱币的主要腐蚀成分和外观如表3所示。表3古钱币主要腐蚀成分及外观化学名称分子式外部氧化亚铜Cu2O为红色或深红色碱式碳酸铜CuCO33Cu(OH)2为淡绿色碱式硫酸铜CuSO43Cu(OH)2为橄榄绿色氧化铜CuO为黑色
9、碱式氯化铜Cu2O(OH)3Cl为深绿色硫酸铜CuSO45H2O为蓝色硫化铜CuS为靛蓝色二氧化锡SnO2为银灰色氧化亚锡SnO为棕黑色3.2古钱币除锈方法。硬币严重生锈会影响硬币的质地和价值。然而，古钱币表面适当的锈色可以增加其审美价值，保持其原有的“古体”；对于大多数生锈的古币，如果不进行除锈处理，可能会附着一层含有结晶水的无机盐化合物，在化学反应的作用下，容易形成更严重的腐蚀。本文介绍了几种简单的测试方法表4四种简单易行的除锈方法名称操作方法注意事项机械方法，如用刀子、刷子、针或牙科工具进行采摘、采摘、剥离和刷洗时，应注意硬币的中度腐蚀。对于珍贵的古币，不宜用这种加热方法将硬币放入接收容
10、器(如锅等金属容器)，适当加水，用武火加热34分钟，然后取出，再用冷湿毛巾。对于腐蚀严重的“生出来”的钱，不宜用这种浸醋的方法先将古钱洗净，放入小碟中，然后倒入少许食醋，24小时后取出，用刷子刷去残留的铁锈，最后用清水将醋洗净。用布擦去水迹并阴干的主要化学反应有：去除红锈(氧化亚铜)Cu2O2CH3COOH=2CH3COOHH2O，去除绿锈(碱式碳酸铜)，Cu2(oh)2CO3CH3COOH=2(CH3CO)2CU3H2OCO2等。将铁钱浸泡在蒸馏水中，保持白天使的温度在98。晚上冷却，及时更换蒸馏水，检查除锈程度，直到除锈适合铁硬币。4.化学知识在古钱币鉴定和保护中的作用。
11、4.用化学方法分析硬币的成分，解决钱币史上的难题。现有的硬币合金成分的研究解决了钱币学史上许多悬而未决的问题。例如，北宋的“夹锡钱”，究竟是铜钱还是铁钱，历来众说纷纭。通过对文献的重新审视和解读，特别是通过对北宋惠宗时期部分铁币中锡的检测，有人令人信服地提出“锡币”是一种添加少量锡的铁币。没有科学的分析很难解决这个问题。对于硬币识别，成分分析提供了一个可以量化古币化学成分的标准。此外，它还具有超越钱币学的意义。考古证实，大多数古钱币起源于不同的历史年代，有些有明确的铸造地点，这是研究古代金属的最佳标本。4.2用化学原理解释古钱币的锈蚀，有助于古钱币的收藏和保护，金属钱币一般由金、银、铜、铁、铝
12、、镍、铅、锡等制成。根据“金属活动顺序”，等级越高，金属化活动越强，而惰性越强。因此，由金、铂、银等材料制成的硬币被氧化剂缓慢氧化，这比由铜、铝制成的硬币要慢得多，知识开发教学参考化学教学，2012年第3期，79铁等材料。根据金属置换反应的原理，化学活性强的金属可以在离子状态下分离出含有化学活性较弱的金属的化合物。此外，具有不同化学活性的金属相互接触形成“原电池”，从而增加了钱币的腐蚀程度。因此，根据金属的化学性质，在收集和保存古币时，我们应该做到以下几点：第一，为了防止缓慢氧化，不适宜去除保护油或包装在完好的金属硬币上。对于抛光或清洗过的金属硬币，最好涂一层薄薄的黄油来保护表面。其次，存放金
13、属硬币的环境应该干燥和防潮。应选择干燥剂，而不是碱性干燥剂。如果储存环境潮湿或酸碱失衡，金属硬币表面容易出现“溶液环境”，这将使无机盐化合物以离子状态附着在金属表面，使其更容易腐蚀。第三，存放金属硬币的环境温度不应太高。因为温度越高，金属的化学活性越强。最后，不同材料的金属硬币不应相互接触存放。由于它们的化学活性不同，它们容易发生位移和电化反应4，5。参考文献：1林。中国钱币文化欣赏。郑智/前碧文华.htm.2011-4-12.2魏雄石，阎志。古钱币成分检测方法及应用J.中国钱币，1994，(3):6165.3石晓.古币除锈小贴士。收藏，1994。(3):5.4硬币的收集和保护。赵丛苍。