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古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

 莲花广圆 2014-04-07

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

     古人仰望天空时,认为云端就是宇宙的边缘,但我们进行越多的探索便发现宇宙范围的越大,我们已不再相信太阳是宇宙的中心......

 

 

 

对古钱币锈蚀机理分析的质疑:

  下图为各大拍卖公司拍卖成交的和各大藏家的藏品,各钱币上的色彩五彩纷呈,十分醒目,说上面的红绿迹是锈的人大有人在。上面的色彩是不是锈?让我们先分析研究一下现用的“锈蚀机理”理论。我们用上述理论来研究、观测铜质钱币,反映出红绿特征,可铁质、银质、铅质、锡质古钱币为什么也反映出和古铜钱一样的红绿表面特征?铅、锡、铁、银质古钱的锈理机制难道也和铜钱一样吗?

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

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古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

 

酸性土壤中的锈蚀机理分析

    古铜钱埋在酸性土壤中的锈蚀机理分析: 古铜钱长期埋在酸性(pH4一7)土壤中的锈蚀颜色一般呈绿色(颜色由苹国绿—淡绿一中绿一深绿一橄榄绿逐渐变化,并产生碱式碳酸铜[CuCo3.3cu(OH)3]呈淡绿色,有时还会产生碱式硫酸铜[CuSO4.3Cu(OH)2],呈橄榄绿色,并在钱表面形成稳定保护膜。由于锈蚀的厚度不同,锈的化学成份不同,含量多少也不同,因此便会形成各种深浅不同的绿色。俗称松绿,瓜皮绿,纯绿,绿漆古,靛青绿等。这类锈往往是全面腐蚀和局部腐蚀的综合产物,同时还会产生电化学腐蚀。故钱面会呈斑状,糟状及坑眼,又因有晶间腐蚀和选择腐蚀,铜钱内部的锡,铅等易腐部分腐蚀掉,使铜钱的比重减少就变轻了,并产生微细的小针眼,使钱声变哑,绿锈从孔中产生,俗称"入骨锈"。

 

   碱性土壤中的锈蚀机理分析

 

    古铜钱埋在碱性土壤中的锈蚀机理分折:古铜钱一般在民间使用流通数十年甚至数百年之久,就会锈蚀产生碱式硫酸铜,后又埋在碱性土壤中(PH7一1O)与还原类物质如有机糖类发生化学反应而生成氧化亚铜Cu2O呈深红色,还会生成铅丹Pb3O4呈大红色。俗称朱砂锈,鸡血斑,枣皮红,黄斑等。同时还保留部分碱式硫酸铜,故保存部分绿锈,所以古铜钱呈红绿锈。由上述可知古铜钱必须先产生绿锈后才会还原而生成红锈。故是红锈盖绿锈。

 

   上面的理论说得对不对呢?我们来分析一下。铜是少数有颜色的金属之一,纯铜在约700毫微米波长有较高的反射率而呈现橙红。铜极易与其它元素形成合金,不同的合金,不同的元素含量又具有不同的色泽。铜与锌的合金称为黄铜,随着锌含量的增加,黄铜颜色由红变为金黄。铜与铝、锡等元素形成的合金称为青铜,其颜色为黄带绿色泽。在实验室中,铜和硫酸、盐酸是不发生化学反应的,也就是说把铜,放在酸液中没有气泡或其它物质生成。(王水除外,在自然界中不存在王水。)“铜”氧化后才和酸反应,生成硫酸铜或碳酸铜。

初中化学教材的金属活泼顺序表:

       Ca   Na    Mg   Al   Zn   Fe  Sn  Pb (H)  Cu   Hg   Ag   Pt   An
      钾  钙  纳    镁   铝   锌   铁  锡   铅(氢) 铜   汞   银    铂  

  以氢(H)为标准,氢前面的为活泼金属,后面的为不活泼金属
从左到右金属活动性由强减弱
(1)理论上讲,排在氢前的金属才能和酸反应,置换出氢 ↑。

(2)在常温水溶液中,排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

(3)排在越后的金属越容易,也越先从它们的化合物中被置换出来。
(4)排在越前的金属越容易,也越先把其他化合物中的金属置换出来。
    再看金属腐蚀的原理:
    根据腐蚀的作用原理,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀:金属或合金直接与外部介质进行异相化学反应而使表面遭受的腐蚀损坏。.在腐蚀过程中不起电化学作用。
    电化学腐蚀:金属与周围介质(主要指电解质溶液)相互作用, 在界面上发生电化学反应而造成的腐蚀。
    电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀类型,当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池,相对活泼的金属作为阳极发生氧化反应,被溶解腐蚀,相对不活的金属(或者可导电物质)作为阴极,一般只起传递电子的作用(而被保护),阴极上发生还原反应。
    比如钢铁,实际上是合金,即除铁之外,还含有碳石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质,它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁,而阴极为杂质,又由于铁与杂质紧密接触,使得腐蚀不断进行。有些在土壤的铜钱腐烂得只剩一点残余即如此。这是朴素的自然科学真理,到目前为止属于颠扑不灭的。

   铜,是一种不活泼的金属,在日常条件下一般不容易发生锈蚀。在古代墓葬或土壤中,发生锈蚀的途径一般说来有这样几条:在潮湿的条件下,有空气或氧气存在时,发生锈蚀、氧化,生成铜盐;在潮湿的条件下与贵重金属(如金、银等)接触,产生电化学腐蚀。不可否认,在一定的条件下铜是会生绿锈的,这是氧化铜和酸反应的结果,通过大量实际观察,在自然环境下氧化铜和酸生出的少量锈即碳酸铜是一种纯净物质,它生成后浮于铜的表面,与铜钱粘接极松散、不牢靠,极易脱落或分解。
   铜的活动性比氢弱,单质铜和酸不反应。钱币在酸性土壤中应不能和铜直接反应生出绿色铜锈。土壤也是一种矿物颗粒,土壤中存在弱酸也会先和土壞中的矿物先反应。铜钱表层氧化后是会和酸发生化学反应的,但请注意是土壤中的酸,也就是说是混浊的液体,混泥汤子的酸液和氧化铜反应生成的铜锈会把土壤裏携其中,如生锈,锈会无节制性生长,土壤会被铜锈包裏其中。而事实并不是这样。
   铜(Cu)跟H2SO4不直接反应.。铜的氧化物CuO 和酸反应。  CuO 分子量79.54  棕黑色无定形近粉末。密度6.30~6.49g/cm3。熔点l326℃。溶于稀酸、氯化铵、碳酸铵和氰化钾溶液,不溶于水和醇。氨溶液中缓慢溶解。高温下通入氢气或一氧化碳可还原为金属铜。CuO+H2SO4===CuSO4+H2O生成物是液体会向低处流淌,沉淀后会有堆积,古钱币上也没有这种积聚性堆积现象。碱式碳酸碱或碳酸铜化学式为CuCO3·Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。浅绿或翠绿色细小颗粒的无定形粉末,有毒。密度4.0g/cm3。在200℃分解成黑色的氧化铜。不溶于水但可溶于酸,并形成相应的铜盐。也溶于氰化物,铵盐和碱金属碳酸盐的水溶液而形成铜的铬合物。可将硫酸铜与碳酸氢钠研细混合后加入沸水沉淀而制得。碳酸铜 Cu2(OH)2CO3====2Cu0+H2O+CO2↑(加热) 。Cu2(OH)2CO3。碱式碳酸铜可看做由氢氧化铜与碳酸铜组成的,实际有氢氧化铜合一个碳酸铜与氢氧化铜合二个碳酸铜两种。前者化学式为CuCO3·Cu(OH)2,是一种草绿色的单斜系结晶纤维状的团状物,或深绿色的粉状物。由溶液中所得沉淀物初显绿色,放置后在溶液中变成暗绿色。它也以矿物的形式存在于自然界中。后者化学式为Cu2(OH)2CO3深天蓝色,很亮的单斜系晶体,或紧密的结晶团状物。用途,碱式碳酸铜可用来制造信号弹、烟火、漆颜料、(注意颜料,钱币上的绿迹有没有外来的可能性?),杀虫剂和解毒剂,也用于电镀等方面。   
      我们观察钱币,反映在实物上的红绿迹在钱的正背都很均平。钱币上的红绿迹任你在沸水中长时间浸泡也不会脱落,且从水中捞出后很快水气就挥发。钱币或钱范上有泥土,很少发现有土壤被包襄其中的,用水冲洗即掉,所说的锈和土壤可谓泾渭分明。在一些罐藏钱币保存得特别好的钱币上会看到红绿迹反而要多、钱肉上还没有腐蚀现象、根据物质守恒定律学说,物质不会凭空产生,也不会凭空消失,只会从一种形态转化成另一种形态,铜钱氧化后在钱币表面形成一种稳定的保护模,使铜钱不再继续氧化,前面说过铜氧化后才和酸反应,没有足够的氧化铜也生不出众多的碱式碳酸碱或碳酸铜。这又与形成机理有出入。近年来,我国化学工作者对该反应的机理也进行了研究,得出如下结论:在较低温度下,铜与浓硫酸长时间作用后,先生成的黑色物质为Cu2S;提高温度后,生成的黑色物质为CuS。二物质都不是绿色,显然与钱币上的绿或红无关。
      从实际上来讲、古线币多是由合金构成的、如金银合金、金铜合金、银铜合金、铜锡合金构成了众多的青铜器和古钱币、如果说酸和铜钱反应、从原素表中看也应是和锡或铅发生置换反应、铜是排不上号的。酸和锡的反应方程式为Sn+H2SO4=SnSO4+H2↑ “硫酸锡 ”
   英文名称: Stannous sulfate   英文别名: Tin sulphate 分子式: SnSO4    分子量: 214.75 熔点:360℃  水溶性:330 g/L (20℃) 它是白色或浅黄色结晶粉末不是绿色,,无毒。 能溶于水及稀硫酸,水溶液迅速分解:2SnSO4+2H2O==Sn2(OH)2SO4↓+H2SO4 。360℃以上开始分解成为碱式盐,在空气中会缓慢氧化,变成微黄色。锡的化学性质是十分稳定的。它与水不会发生化学反应,即使让它长期与潮湿空气接触,也只会在它的表面逐渐形成一层密密的氧化物薄膜,这层薄膜能防止锡的继续氧化。

   锡在加热下与氧发生反应,生成二氧化锡。在高温下,锡与氯作用,生成四氯化锡(气体),与硫作用,生成硫化锡,与盐酸、硫酸、稀硝酸反应,生成氯化亚锡、(无色单斜棱柱体结晶。结晶或溶液都能从空气中吸收氧成为不溶性氧氯化物。强热时分解。)硫化亚锡和(褐黑色斜方晶体。)硝酸亚锡,与浓硝酸作用,生成二氧化锡,与浓氢氧化钠溶液反应,生成亚锡酸钠。这生成物都不是绿色,显然与古铜钱上的绿无关。

   (埋在碱性土壤中(PH7一1O)与还原类物质如有机糖类发生化学反应而生成氧化亚铜Cu2O呈深红色,还会生成铅丹Pb3O4呈大红色。俗称朱砂锈,鸡血斑,枣皮红,黄斑等。同时还保留部分碱式硫酸铜,故保存部分绿锈,所以古铜钱呈红绿锈。由上述可知古铜钱必须先产生绿锈后才会还原而生成红锈。故是红锈盖绿锈。)这句话对不对呢?有很多青铜器、钱范,古铜钱上的红迹在下绿迹在上又该怎样解释?红迹在下、绿迹在上必然有另外的形成原因、也就不是所谓的与还原类物质如有机糖类发生化学反应而生成氧化亚铜Cu20。从发现的金币、银币其表面的红渌迹也表现出和铜钱一样的迹象又说明了什么?众所周知金和银是不生红绿锈的。从种种现象上分析说明所谓的锈不是生出来的。(主要指红锈绿锈)。

 

钱币上的红绿迹是不是硝酸铜?

   常见的是三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O,式量241.60。蓝色柱状晶体,密度2.32克/厘米。易溶于水,易潮解。加热至170℃时失去硝酸生成碱式硝酸铜,加热至200℃分解为氧化铜。有氧化性,与碳、硫等物混和撞击容易爆炸或燃烧。用于镀铜、制农药和搪瓷及染料等。CuCl2·2H2O为蓝绿色斜方晶体。易潮解,从硝酸铜的特性出发看,它易溶于水,易潮解,判定绿迹不是硝酸铜。

 钱币上的绿迹是不是氯化铜?

   氯化铜,化学式CuCl2,式量134.44。棕黄色粉状结晶。共价化合物。密度3.386克/厘米3,熔点620℃,993℃分解为氯化亚铜。有毒!易潮解,易溶于水。很浓的溶液显黄绿色,稀溶液显蓝色。黄色是由于〔CuCl4〕2-络离子存在,蓝色是由于有〔Cu(H2O)4〕2+的存在,两者共存时显绿色。受热分解失去氯化氢生成碱式盐Cu(OH)2·CuC12。从易潮解,易溶于水的特性看钱币上的绿色也不是氯化铜。

 

钱币上的红绿迹是不是硫酸铜?

   一般来讲,硫酸铜和硫酸铜溶液就是代指的一种物质.无水硫酸铜的试验作用是:检验水的存在。也叫蓝矾 ,性质:硫酸铜在干燥空气中受热易风化,表面变为白色粉状物,从本质上来说,硫酸铜是强酸弱碱盐,所以水解显酸性,加入某些强酸弱碱盐可以双水解产生大量Cu(OH)2沉淀。其次,由于水解产生了Cu(OH)2,所以溶液呈蓝色。无水硫酸铜是硫酸铜的无水状态的盐,白色。五水硫酸铜是蓝色,硫酸铜溶液因为水解才显蓝色。我们收藏钱币时经常会水洗钱币,水中没有什么色彩呈现出来,说明了什么?硫酸铜是一种物质,无水硫酸铜和5水硫酸铜是这种物质的自然界中存在的形态,无水硫酸铜和五水硫酸铜溶于水就是溶液了。化学性质都一样,就是Cu离子和硫酸根的性质。把钱币放入水中钱面上的红绿迹如是上述任何物质,都会在水中溶解。实际上把钱币投入水中,任你在沸水中长时间浸泡决不会脱落,且从中捞出很快水气会挥发,即其没有吸水性,无色彩变化。也就是说,钱币表面的物质不是单质的上述任何物质。   

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑
 

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑
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   再看下一个例证。我们研究钱币要从多角度出发来观测钱币的迹象,金银是不生绿红锈的,银的氧化锈为黑色,为什么金银币也和铜钱表面有一样也有红绿迹?下两图为金银币。我国古代金银币中,就至今出土和被发现的情况来看,其品种类别数量较多,在钱币面文方面,有历代的年号钱,压胜钱,吉语钱,花钱。在币值方面有小平钱,折二,折五,折十各种不同形态的大小钱。金银的含量不等,纯金币含量95%以上。,如五台山出土的淳化元宝经化验含金量为96%。图白金三品的银含量为89。30%,铜含量为10。07%。至宁元宝色金黄质软,可弯折,掷在硬地上无金属回声弹跳不高呈扑哒声。众所周知“金”是不生锈的,银氧化锈为黑色,为什么其表面的迹象也和铜钱一样?也和铜钱一样布满红绿蓝等迹特征?金银钱币上的红绿蓝迹能说是锈吗?我们想过没有?它们为什么也有红绿迹是哪里来的?它们的铸造工艺流程也应和铜钱一样。这证明了另一个事实说明铜钱表面的红绿迹不是锈。而是另有来由。

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   自古至今,白银在历史进程中起着至关重要的作用,早在四千多年前,中国人、希腊人、埃及人就已掌握了开采、冶炼白银的技术,其中大部分银被用来制做货币或饰品,秦汉时期是白银的发展时期,人类早期对白银的应用多用之于为制做货币。春秋战国时期的爰金、齐国的银币及秦汉时期的金银钱币相继出土说明了这一点。随着现代科学分析仪器的发展,一些无需取样(即所谓的无损分析)或少取样、微取样的分析仪器被用于古钱币合金成分的分析,如电子探针(EPMA)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光分析(XRF)、原子吸收分光光度分析(AAS)、GY---IV型黃金成色仪,中子活化分析(NAA)等,这些新兴的实验分析手段大大推动了古钱币合金成分检测工作的开展。科学技术被引进古钱币的研究,从而使钱币学家的视野更加开阔,以往一些难以明断的古钱得到了明确验证,为更全面、更准确地研究古钱币,提供了有效途径。所以说这是钱币学研究的突出变革。以上四图所有钱币的材质为银质,其含银量都很高,有的达80%以上。都是经仪器设备(GY---IV型黃金成色仪)确定了的。从外表来看与普通钱币没有太大不同,上面的红绿迹能说是银生出的锈?

 

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

 

  上图为铸造品,金上的红色是金子生出的锈吗?众多的铸造制成的金制品为什么上面都有这种红色?

   古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

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   上图是广东刘存忠收藏的靖康金钱。靖康是宋徽宗之子钦宗赵恒在位时的年号。靖康元年十一月,金兵攻陷了北宋京城汴京,北宋灭亡。“靖康耻,犹未雪,臣子恨,何时灭?----”每每吟诵起岳飞的诗词《满江红》,不仅为其一腔爱国之情,壮志未酬,而感慨不已。想当年,徽宗传位于钦宗,改元靖康,不到两年,北宋灭亡。短暂的时光,造成了靖康古钱币极度稀少,因此不论是何种,均为钱币学家、历史学家所高度关注。这之中,靖康元宝小平钱更属于特别珍贵。靖康钱的版别很多,近年又有金、银钱被发现。晋代葛洪在《抱朴子内篇》中说,黄金入火,百练不消,埋之,毕天不朽。是钱经国土资源部西北矿产资源监测中心检测,含金77。53%银1。59%、铜14。34%镍2。69%、锌2。51%。这枚钱币如不经科学仪器检测靠目测很多人会认为它是黄铜材质的,再用黄铜是明嘉靖后才出现的判定是假币了。我们再分析一下,金的含量这么高它生锈么?有人会说是铜生的锈,这又不对了,铜生绿锈才对,上面的红迹又是什么反应生成的?图中的白金三品、银质大朝通宝中的红绿迹用现用蚀理论能解释得了么?

 

     再看下图是铁钱,由于铁是最容易氧化的金属,古代的铁钱因在使用过程中发生碰撞或挤擦起皮脱落保存至今仍完美的及少,但仍有少部分礶藏品保存完好,铁生锈是淡红色的,铁钱不生绿锈,铁钱为什么也有和铜钱一样的表面特征?有些藏家收藏铁钱后见铁钱上有红绿迹就用利器刮削,以为是遇到了假钱。破坏了最原始的信息,原因是从来不曾有人说铁会生绿锈。这也是对原理论有质疑的主要原因之一。

 

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

 

 

   铁钱是以青铜铸币为主币的中国封建社会货币与商品经济的矛盾相对尖锐化时期的产物。

 

   我们再看下图,铅锡钱也是不生绿蓝锈的,从锈理机制来讲铅锡生绿蓝锈不合常理,也不符合化学原理,这种现象该用什么锈理机制来解释呢?也用铜钱的锈理机制来解释?

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑

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上图是出土的铅钱

   通过分析观察金、银、泥范、铁钱一系列红绿迹现象和不合理的现象。我们必须重新审视钱币的。酸性土壤中的锈蚀机理分析和  碱性土壤中的锈蚀机理分析。的理论。


  下图为出土的泥范,泥土是不生锈的,泥范上为什么也和钱范、钱币一样有红绿迹?现用理论不能全面解析古钱币、铜范、泥范、银币上的所有现象。众多的证据表明了原理论的错误。理论是指导我们进行实践活动的依据,理论不正确就会出现假亦真来真亦假的现象。会使收藏鉴定走上弯路。

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑
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   下图为大形木质古钱币,仔细观察上面的颜色不止一种,铜钱生锈,木钱也生锈吗?

古钱币研究系列之四一一一一锈之疑
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   通过以上众多的图想说明的是,钱币上的各种颜色应为外来物,不是钱币本身生成。其形成原因另有所出

 

 

                                                                  待续        李松林

 

 

 

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