Реставрация пожелтевших архивных документов в условиях химической лаборатории

- 24 -

13 открытая юношеская

научно-исследовательская конференции

имени С.С. Молодцова

Секция _____общая и техническая химия __________

Исследовательская работа

Реставрация пожелтевших архивных документов в условиях химической лаборатории

Рахматуллина Гульназ

11 а класс,

МБОУ «СОШ №26 с углубленным изучением отдельных предметов»,

г. Нижнекамск

Научный руководитель:

Ларина Светлана Вячеславовна,

учитель химии высшей квалификационной категории

Нижнекамск, 2015 г.

Оглавление

Введение………………………………………… 3-5

Глава 1. Теоретическая часть

1.1 Общие сведения о бумаге и ее свойства…… 5-6

1.2 Факторы, определяющие старение и угасание документов…7

1. Реставрация документов………………… 9

1. Дезинфекция и дезинсекция……………… 9

2. Расцементирование листов и механическая очистка их от пыли и других загрязнений………………………… 10

3. Промывание…………………………… 10

4. Пропитка документального материала…… 11

5. Химическая обработка…………………… 12

6. Реставрация и консервация………………… 12

7. Отделочные работы………………………… 13

Глава 2. Практическая часть

2.1. Отбеливание перекисью водорода. ………… 14

2.2. Отбелка бумаги перманганатом калия. ……… 15

2.3. Отбеливание бумаги гипохлоритом натрия. … 16

2.4. Отбеливание боргидридом натрия. …………… 17-19

2.5.Результаты эксперимента. ……………………… 19 -20

Выводы……………………………………………… 20-21

Список литературы и Интернет ресурсы……………21

Приложение………………………………………… 22-24

Введение

Актуальность работы: Традиционно носители информации на бумаге стареют и разрушаются при длительных сроках использования и хранения в библиотеках, архивах, музеях. Обеспечение сохранности архивных документов - проблема исторической значимости. Восстановление архивных документов может помочь приобрести уникальным документам «вторую жизнь».

Известно, что бумага желтеет из-за сложного и до конца пока не понятного процесса окисления целлюлозы, сопровождающегося не только изменением цвета, но и изменением структуры бумаги и ее физических свойств.

Ученые использовали спектральный анализ и численные методы (на основании теории функционала плотности) чтобы определить, какие именно хромофоры – группы атомов, обуславливающие цвет химического соединения – отвечают за желтый цвет (4).

Оказалось, что за изменение цвета отвечают хромофоры, состоящие из атома углерода, связанного двойной связью с кислородом и одной связью с водородом. Исследователи считают, что их открытие поможет реставраторам

при восстановлении старых документов. Кроме того, возможно, исследования будут полезны при создании бумаги, которая со временем не желтеет.

Созданный в нашей школе несколько лет назад Музей татарской культуры содержит небольшое количество бумажных экспонатов, которые со временем потеряли свой первоначальный вид: пожелтели.

Объект исследования: архивные документы (газетные вырезки, книги, письма) школьного музея.

Предмет исследования: химические способы восстановления документов от пожелтения.

Цель работы: Внедрение новых химических методов защиты архивных документов от пожелтения в условиях школьной лаборатории.

Задачи: 1.Изучить и проанализировать научно-методическую литературу по данной теме.

2.Экспериментально проверить эффективность разработанного способа защиты архивных документов боргидридом натрия. Выявить какие методы восстановления документов наиболее эффективны.

3.Использовать цифровую лабораторию «Архимед» для определения изменения рН раствора во время восстановления бумаги.

Гипотеза: Архивные материалы от пожелтения можно восстановить с помощью реактивов школьной химической лаборатории.

Практическая значимость и новизна работы: 1. Восстановление архивных документов боргидридом натрия может помочь приобрести уникальным документам «вторую жизнь».
2. Этим методом можно восстанавливать полностью или частично не только архивные документы, но и библиотечные книги.
3. Метод восстановления документов от пожелтения можно использовать как в условиях школьной лаборатории, так и в домашних условиях.

4.Определять рН раствора и изменение температуры можно с помощью датчиков цифровой лаборатории «Архимед», следить за изменением параметров используя графики.

Проблема восстановления и отбеливания бумаги изучается давно.

Наличие в архивах большого количества угасающих и полностью угасших документов послужило тому, что с середины 60-х годов была основана специальная лаборатория по фотореставрации архивных документов (ФРАД). За время ее существования разработан ряд методических пособий и рекомендаций архивным работникам и специалистам-фотографам. Применение сложной химико-фотографической обработки материалов делали ее способы в технологическом отношении весьма трудоемкими.

В настоящее время в качестве ее альтернативы выступает цифровая фотография, в которой отсутствуют химические растворы, имеются гибкие графические программы по обработке изображений и представляется возможность воспроизведения архивных документов на обычной бумажной основе и в электронной форме на магнитных и лазерных дисках, что удобно для архивирования восстановленных копий угасающих документов. В то время как в обычной нецифровой фотографии копия документа получается на фотоматериале, содержащим желатин, являющийся питательной средой микроорганизмов.

1. Теоретическая часть

1. Общие сведения о бумаге и ее свойства

Бумага - очень древнее изобретение. Её знали в Древнем Китае. Отцом бумаги считают китайца Пай Луня, который придумал бумагу в 105 году новой эры. Делали её тогда так: клочки шелковой ваты, тряпье, старые рыболовные сети измельчали и бросали в чан с водой, взбалтывали, пока не получалась однородная, водянистая кашеобразная масса, которую черпали бамбуковой сеткой. Осадок, оставшийся лежать ровным слоем на сетке, просушивали. Этот принцип работает и сегодня, изменились только средства производства, масштабы, скорости и сырье.
В России бумага появилась в XIV веке. До этого времени писали на пергаменте. 
Бумага - это тонкие и ровные листы или ленты материала, состоящего в основном из целлюлозных волокон (древесная целлюлоза, древесная масса, волокна хлопка, льна, макулатурная масса и некоторые другие вспомогательные добавки). Длина растительных волокон, из которых образована бумага, 1- 2 мм при диаметре около 25 мкм. Масса одного квадратного метра бумаги достигает 250 грамм. 
Свойства бумаги зависят от волокнистого состава, природы растительных волокон, характера их обработки, содержания наполнителя, проклейки, а также технологии отлива и отделки, благодаря чему бумага получается с разными свойствами. 

Истинная белизна бумаги связана с ее яркостью или абсолютной отражательной способностью, то есть с визуальной эффективностью. Белизна базируется на измерении отражения света белыми или почти белыми бумагами с одной длиной волны (ГОСТ предусматривает 457 миллимикрон, то есть в видимом спектре) и определяется как отношение количеств упавшего и распределено отраженного света (%). Пожелтение бумаги — это термин, которым условно называют снижение ее белизны от воздействия световых лучей или повышенной температуры. От светового разрушения бумага может быть защищена хранением ее в помещении без окон или с такими окнами, которые закрыты плотными шторами.

Большой объем исторически ценных бумаг и документов с малым сроком жизни на предприятиях состаривается раньше отведенного им времени. В некоторых случаях виной становятся непредвиденные ситуации, как например, несоблюдение влажностного и температурного режима, затопление архивных помещений, пожар и др. Однако даже если вам кажется, что документы хранятся в соответствии со всеми нормативными требованиями, не лишним будет провести внимательный осмотр бумаг.(3)

1. Факторы, определяющие старение и угасание документов

Документ как субстанция окружающего нас мира не может сохраняться вечно. С точки зрения хронометрии время жизни различных форм материи, в том числе и документов, неодинаково, таблица 1.(2)

Таблица 1

Из этой таблицы видно, что природа и вселенная предоставляет нам огромный промежуток времени в своем пространстве. Животный и растительный мир долговечен благодаря своему воспроизводству. Точно также и документ, с записанной на нем текстовой, графической или иной информацией, может быть сохранен на длительный период путем своевременного воспроизведения и восстановления того, что по каким-либо причинам было на нем утрачено. Очевидно, полное клонирование, особенно угасающих и угасших документов, технически не представляется возможным. Поэтому задача заключается в сохранении не столько его физического состояния, а той полезной информации, которую он содержит. Восстановление документальной информации на угасающих документах может быть успешной и эффективной тогда, когда известны причины ее потери и имеются достаточные технико-технологические средства для этого.

Для возвращения документальному материалу утраченных качеств его восстанавливают — реставрируют. Реставрацией называется последовательность операций по восстановлению механической прочности основы документа и придание его разрушенным; местам первоначального формата. При реставрации удаляются посторонние наслоения, устраняются причины и последствия разрушительных процессов. Для увеличения долговечности документального материала часто проводятся операции по его полной обработке, повышающие сопротивляемость вредным влияниям окружающей среды. Это называется консервацией. Реставрация и консервация взаимно связаны и дополняют друг друга в процессах обработки документального материала.

1.3 . Реставрация документов

1.3.1. ДЕЗИНФЕКЦИЯ И ДЕЗИНСЕКЦИЯ

Прежде чем документальные материалы будут рассмотрены для определения характера дефекта и степени их разрушенности, что необходимо для последовательности их обработки, они должны пройти процесс обеззараживания для уничтожения в них плесневых грибов и их спор. Эта стадия называется дезинфекцией. Дезинфекция проводится в газовой фазе в специальных камерах с использованием обычно для этих целей формалина. Расход 40-процентного формалина на 1 ма камеры — 300 см3, вес обрабатываемых материалов — 40 кг, время обработки — 24 часа, температура — не ниже 24°.

В малых количествах документальные материалы целесообразно обрабатывать формалином в эксикаторе, вакуумных сушильных шкафах или ватным тампоном, смоченным 5— 10-процентным раствором формалина, хорошо отжатым. Увлажнение производится равномерно по всей поверхности, затем листы просушиваются при комнатной температуре. Если листы имеют плесневый налет, то он снимается сухой ватой перед увлажнением формалином.

Когда основа документа повреждена насекомыми и их надо уничтожить, этот процесс проводится, например, или в жидкой фазе 5-процентным раствором ДДТ в четыреххлористом углероде, или в газовой фазе парами дибромметана (на 1 м3 объема камеры 75 г дибромметана). Такое обеззараживание носит название дезинсекции. При дезинсекции или дезинфекции материалы в камере располагаются так, чтобы они имели свободный доступ паров химикалия ко всей поверхности документов.

Все работы, связанные с обеззараживанием, следует производить с соблюдением мер личной и общественной безопасности.

1.3.2. РАСЦЕМЕНТИРОВАНИЕ ЛИСТОВ И МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ИХ ОТ ПЫЛИ И ДРУГИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Процесс раскрытия сцементированных документов является сложным и ответственным. От этого процесса зависит сохранность документов и их содержания, поэтому работа эта производится весьма осторожно.

а)С помощью глазного скальпеля, осторожными колебательными движениями, стараясь не повредить текста и бумагу, скальпель передвигается между листами до полного их разъединения.

б) Применяется специальный ребристый валик, при прокатывании которого по диагонали происходит смещение листов. Дальнейшее расцементирование происходит с помощью скальпеля.

Механическая очистка от пыли и других загрязнений документального материала проводится в вытяжном шкафу ватным тампоном, кистью или чистой марлей поочередно с той и другой стороны. Механическая очистка документального материала от поверхностных наслоений (наслоения грибницы, плесневых грибов, засиженность насекомыми) проводится в сухом состоянии при помощи скальпеля и мягкой резинки.

1.3.3. ПРОМЫВАНИЕ

Если документальный материал нуждается в общей промывке или влажной обработке, то в таких случаях производится проба на неответственном участке документа на растекаемость текста. Затем документ промывается 25—30 минут в дистиллированной теплой воде в кювете. Основа освежается, наклейки отстают и отделяются, подтеки ликвидируются.

При ветхости реставрируемого материала он погружается в воду и вынимается из воды на оргпленке. При растекании чернил или печатной краски реставрируемого материала проводится предварительное их закрепление полимером или химическим путем, что является сложным процессом.

1.3.4. ПРОПИТКА ДОКУМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

С целью увеличения механической прочности ветхие документы, выполненные на бумаге, не содержащей древесной массы, пропитываются обычно желатино-глицериновым составом. Укрепление бумажной основы рекомендуют также производить натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы и другими средствами.

1.3.5. ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Если документальные материалы требуют частичной химической обработки, то эта обработка проводится после процесса обеспыливания.

А) Удаление чернил. Чернила из красителей трифенилметанового ряда не стойки к окислителям и смываются «жавелевой водой», раствором перманганата калия..

Б) Удаление пятен органического происхождения. В этом случае приемлемо правило: «Подобное удаляется подобным». Например, если документальный материал испачкан битумом (нефтью), то он может быть отмыт бензолом или ксилолом. Шеллачный лак смывается спиртом. Пятна от парафина удаляются толуолом, бензолом, серным эфиром; стеариновые пятна удаляются эфиром, спиртом или их смесью 1:1. Для масляных и жировых пятен применяются бензол, бензин, четыреххлористый углерод, пиридин10. Если жировое пятно этим способом не удаляется, то оно омыляется и удаляется обработкой 0,5—3-процентным раствором щелочи, нагретой до 30°. Удаление жирового пятна можно проводить только на чистом участке бумажной основы, так как текст часто тоже удаляется.

В) Удаление ржавых пятен. Ржавые пятна на документе могут быть продуктами жизнедеятельности погибших бактерий, аккумулировавшими окислы железа, внесенными в основу или печатную краску, а также образоваться от соприкосновения документа с железным предметом во влажном состоянии.

Для удаления ржавчины рекомендуется водный раствор щавелевой кислоты (до 5%), который лучше действует в подогретом состоянии. После удаления ржавчины с документа материал тщательно отмывается водой.

Химическая частичная обработка материала проводится на силикатном или на оргстекле, на которое по действуют выбранные химикалии.

При этом снизу под пятно документа подводится фильтровальная бумага.

После химической обработки неорганическими химикалиями или органическими кислотами, растворяющимися в воде, документальный материал, если это возможно, 2—4 часа промывается в проточной воде.

Кроме рассмотренных трех случаев химической обработки, могут быть и другие случаи.

1.3.6. РЕСТАВРАЦИЯ И КОНСЕРВАЦИЯ

Документальный материал после дезинфекции, обеспыливания и промывания водой, если такая промывка требовалась, кладется на реставрационный стол со стеклом, снизу которого помещается подсветка электролампами или лампами дневного света. Материал, подлежащий реставрации, внимательно рассматривается и определяется последовательность его реставрации.

Если документы сильно разрушены, ветхие и имеют текст с двух сторон, то для упрочения их основы применяется конденсаторная бумага, которая наносится на документ, в данном случае с двух сторон. На реставрационный стол кладется документ, равномерно промазывается мучным клеем, и на него накладывают конденсаторную бумагу, предварительно слегка увлажненную водой и хорошо растянутую руками. Быстро прикатывают конденсаторную бумагу фотоваликом через фильтровальную бумагу, удаляя избыток клея. Хорошо прикатанные документ и конденсаторную бумагу перевертывают на другую сторону и производят ту же операцию.

Если документ имеет текстовые утраты или утраты вообще, то после перевертывания его на другую сторону вырезаются скальпелем заплаты встык, а если заплаты вырезаются не по тексту, то они делаются с допуском в 1—2 мм. После этого документ промазывают равномерно клеем и прикатывают фотоваликом конденсаторную бумагу.

При одностороннем тексте применяют микалентную бумагу, так же, как и при частичной реставрации. По тексту ее наклеивать не следует, т. к. снижается прозрачность.

Чтобы избежать деформации документального материала при реставрации, нужно учитывать направление и расположение волокон у конденсаторной бумаги, оно должно соответствовать фактуре документа.

Бумага для реставрации подбирается аналогично фактуре документа из чистых листов бумаги архивных материалов. Клеи, разрушающие бумажную основу, употреблять нельзя.

1.3.7. ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ (ПРЕССОВКА, ПОДРЕЗКА И Т. Д.)

После реставрации документального материала он, слегка увлажненный, закладывается между листами гладкого картона в обжимной пресс, где выдерживается 24 часа. Для этих же целей можно употребить обычный переплетный пресс.

Увлажнение документа производится марлей, ватным тампоном, смоченным водой и отжатым, или пульверизацией. «Мягкое увлажнение» производится таким способом: смачивается лист фильтровальной бумаги и помещается между другими листами. Через некоторое время мокрый лист вынимают и на его место кладут отреставрированный материал. Степень увлажнения регулируют временем.

Документ вынимается из обжимного пресса и подрезается на резаке для бумаги или ножницами. Срезаются излишки конденсаторной и микалентной бумаги, размеры и особенности документа при этом сохраняются. Если бумага ручной отливки и имеет неровные края, эти неровные края сохраняются.

Документальный материал для ликвидации различных натяжений может быть снова помещен в обжимной пресс, где выдерживается в течение необходимого времени. После окончательной отпрессовки документы вынимаются, просматриваются и складываются по порядку.

Методы реставрации и консервации архивных документов исключают дорисовки и различные дополнения в документе, в отличие от методов восстановления художественных произведений, где этот принцип не соблюдается.

Рекомендации составлены таким образом, что вначале они содержат предложения по диагностике фотографических свойств документов, выбора на ее основе наиболее эффективных как галогенсеребряных, так и цифровых компьютерных способов и технологий. Рассмотрены возможности обработки восстановленных копий документов средствами компьютерной графики, выбор носителя восстановленной копии документа, оценка качества изображения и потери информации, а также сохранение документов.

Архивист в настоящее время – первый, кто имеет дело с информацией, созданной в прошлом. Он обязан её отобрать и сохранить. Но архив – это не склад, а научное учреждение, выполняющее задачу формирования долговременной социальной памяти общества.

2. Практическая часть.

Пожелтение бумаги происходит из-за окисления лигнина, который содержится в волокнах целлюлозы, способы полного удаления которого из древесины еще не найдены. Отбеливание бумаги окислителями является наиболее радикальным средством очистки ее от загрязнений различного происхождения. При этом происходит окисление волокон целлюлозы.

Мы произвели отбеливание бумаги боргидридом натрия, он является сильным восстановителем, не очень устойчивым в кислой среде.
В ходе исследовательской работы рассматривались следующие вопросы:

- выбор наиболее качественного и щадящего реагента для устранения пожелтения архивных документов в условиях школьной лаборатории;

- восстановление от пожелтения архивных документов школьного музея.

В условиях школьной лаборатории мы тестировали 4 метода отбеливания бумаги .

2.1.Отбеливание перекисью водорода. Описано несколько способов отбеливания бумаги перекисью водорода. Мы попробовали производить отбеливание бумаги перкарбонатом натрия, который, растворяясь в воде, выделяет перекись водорода и создают щелочную среду, необходимую для отбеливания. Для отбеливания используют препарат "Персоль", который можно приобрести в хозяйственных магазинах.

Обработку производят в эмалированной ванне. Количество "Персоли", в зависимости от степени загрязнения от 5 до 20 г на один литр воды. Если отбелке подвергается много листов с однотипными загрязнениями, отбеливают один лист, устанавливают режим отбеливания, а затем бумагу отбеливают по описанной ранее методике.

По достижении нужной степени очистки, осторожно сливают отбеливающий состав и промывают бумагу водой для удаления из нее щелочи. Промывку производят 3-4 раза, каждый раз выдерживая бумагу в воде по 10-15 минут (контроль с помощью кислотно-основного индикатора). Если необходимо, бумагу укрепляют, погружая ее на 10 минут в 0,5%-ный раствор желатины. После отбеливания и укрепления ее раствором желатины прочность бумаги значительно больше прочности исходной бумаги.

Ветхие бумаги отбеливают таким же способом, но перкарбонат натрия растворяют в смеси воды с этиловым спиртом или ацетоном в соотношении 1:1 (по объемам). Отбеливание ветхих бумаг производят полистно, постоянно наблюдая за процессом отбелки. Отбеливание бумаги в водно-спиртовой или водно-ацетоновой среде идет значительно медленнее, чем в водной и может продолжаться 2-4 часа.Волокна бумаги меньше набухают, меньше теряют прочность, чем в воде и опасность повреждения бумаги значительно меньше, чем при отбелке в водной среде. Бумага после отбеливания промывается водно-спиртовым или водно-ацетоновым раствором и укрепляется раствором желатина. Известен также способ отбелки бумаги перекисью водорода в смеси этилового спирта и воды в соотношении 1:1. Щелочную среду отбеливающего раствора создают добавлением аммиака.

2.2.Отбелка бумаги перманганатом калия. Перманганат калия относится к сильным окислителям. Он способен окислять в нейтральной и особенно активен в кислой среде. Реактив может применяться как для отбеливания бумаги, так и для удаления чернильных пятен, которые не удаляются хлорамином и перекисью водорода.

Лист погружают в раствор перманганата калия; концентрация раствора в зависимости от степени загрязнения от 0,5 до 6%. Лист вынимают из раствора и погружают во вторую ванну с водой на 30-60 секунд, чтобы удалить из бумаги непрореагиривавший перманганат калия. Бумага после этой операции приобретает коричневый оттенок за счет образования на бумаге окрашенных окислов марганца. Их удаляют из бумаги, погружая ее в 10% раствор гидросульфита натрия. После чего бумагу промывают в проточной воде. Коричневую окраску с бумаги можно удалить также кислотами - щавелевой или лимонной, однако кислоты уменьшают прочность бумаги. Если после обработки гидросульфитом и промывки бумага отбелена недостаточно, лист снова погружают в ванну с перманганатом калия, повторяют отбеливание.

2.3.Отбеливание бумаги гипохлоритом натрия. Отбеливание бумаги гипохлоритом натрия известно с XIX-ого века и используется до настоящего времени, хотя не так часто, как раньше.

Гипохлорит натрия, ГОСТ 11086-79, представляет собой жидкость, содержащую 42 г/л активного хлора и 15 г/л щелочи. Реактив применяют в тех случаях, когда загрязнение не удается удалить хлорамином или перекисью водорода, а бумага плотная, прочная, изготовленная из тряпичного сырья.

Отбеливание производят раствором гипохлорита натрия, разбавленным в соотношении 1:4 или 1:8 в зависимости от степени загрязнения. Бумагу выдерживают в растворе до нужной степени очистки (20-60 минут), после чего бумагу промывают 2% раствором гипосульфита натрия, а затем в проточной воде.

Отбеливание можно производить методом тампонирования, после чего тщательно отмыть реактив водой, а затем 0,25%-ным раствором аммиака также методом тампонирования, периодически меняя фильтровальную бумагу под реставрируемой бумагой. Неудобство отбеливания гипохлоритом натрия в том, что он выпускается только в виде раствора, а раствор не хранится длительное время. Вместо гипохлорита натрия можно применять гипохлорит кальция, который может храниться длительное время.

Бумага после удаления загрязнений окислителями отличается от остальных листов книги, она значительно белее.

2.4. Отбеливание боргидридом натрия.

Закрепить газетную вырезку на пенопластовой подложке осветляемой стороной вверх. Поместить подложку в кювету и залить дистиллированной водой. Придавить подложку куском стекла так, чтобы вырезка оказалась в воде. Через 15 мин извлечь подложку из кювета и слить побуревшую воду. Вновь поместить подложку с вырезкой в кювету и залить 1%-ным отбеливающим раствором ( боргидридом натрия) NaBH4. Через 15-20 мин слить раствор отбеливателя и промыть вырезку в кювете несколькими сменами дистиллированной воды. Последнее промывание – насыщенным раствором Ca(OH)2. Боргидрид натрия восстанавливает окрашенные хромофором формы в бесцветные и нейтрализует накопленную кислотность бумаги. Известкование бумаги гидроксидом кальция создает буфер, препятствующий дальнейшему накоплению кислотности. Отбелку боргидридом натрия проводят при рН = ¸9,5, т. к. боргидрид натрия, являясь сильным восстановителем, не очень устойчив в кислой среде. Оптимальными условиями отбелки считаются: расход боргидрида 10 кг/т древесной массы, концентрация массы — 5–10 %, температура — 22 °С, продолжительность — 30–60 мин; прирост белизны при этом составляет 8 %.

Методы определения pH

Для определения pH растворов широко используют несколько методик. Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.

1. Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1—2 единицы. Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.

2. Использование специального прибора — pH-метра — позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов. Способ отличается удобством и высокой точностью, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.

Необходимые материалы и оборудование

• компьютер Nova 5000SX;

• датчики: Ph-метр;

Порядок проведения лабораторной работы

1. Подключите к датчику Ph электрод для измерения кислотности.

2. Соедините компьютер Nova 5000SX с датчиком соединительными проводами.

3. Включите компьютер Nova 5000SX.

4. Загрузите программу (Пуск/Программы/Наука/MultiLab)

5. В подготовленную емкость наливают сначала дистиллированную воду, а затем 1%-ный отбеливающий раствор ( боргидридом натрия) NaBH4, кислотность которого будете измерять.

6. С электрода аккуратно отсоедините защитный колпачок с жидкостью (защитный колпачок отставить в сторону до завершения исследования)

7. В меню программы выберите: Регистратор/Пуск/Настройки

8. В закладке «Частота» выберите частоту замеров: «Каждую минуту»

9. Погрузите электрод в сосуд с исследуемой жидкостью

10. В верхнем меню выберите: Регистратор/Пуск

11. Произведите замеры в каждом исследуемом сосуде, вычислите среднее значение показателя: Исследование/Анализ/Статистика/Среднее.

12. Запишите данные в таблицу и постойте график. ( см. приложение)

2.5.Результаты эксперимента.

Первоначально протестировали все четыре способа отбеливания бумаги.

В процессе опытов следим за скоростью и качеством отбеливания тестируемого материала (таблица № 1)

Исходя из результатов тестирования наиболее качественный, эффективный и щадящий способ отбеливания бумаги – восстановление раствором боргидрида натрия, поэтому архивный документ из школьного музея – восстанавливаем способом № 4, при этом с помощью цифровой лаборатории «Архимед», следим за изменением рН раствора при постоянной температуре (график прилагается).

В результате проведенных реакций архивный документ отбелился(см. фото).

Для того, чтобы укрепить ветхие листы бумаги дополнительно помещаем их в 3% раствор желатина. При необходимости, отбеленные листы можно затонировать до первоначального цвета документа.
Предложенным способом можно не только восстанавливать архивные документы от пожелтения, но и удалять с документов пятна жира, кофе, и т.д. Кроме того, этот способ можно использовать при восстановлении книг школьной библиотеки, как в условиях школьной химической лаборатории, так и в домашних условиях. (фото прилагаются).

Выводы:

1. Бумажные носители информации при длительных сроках хранения или не правильном хранении стареют и разрушаются - на них проявляются пятна, подтеки, пигментные пятна грибов, что придает документам неопрятный вид. Историческая значимость проблемы - обеспечение сохранности архивных документов. С помощью химических методов можно восстановить и сохранить уникальные документы. Бумага - гигроскопичный материал. Она легко поглощает влагу из воздуха, при этом ее устойчивость к механическим воздействиям заметно снижается. 
2.Пожелтение бумаги происходит из-за окисления лигнина, способы полного удаления которого из древесины еще не найдены. Изучение процесса пожелтения архивных документов вызывает острую проблему в музеях, архивах и т.п.

Из большого количества окислителей для отбеливания бумаги в реставрации наибольшее распространение получили хлорамины, перекись водорода, перманганат калия и гипохлорит натрия, из восстановителей – боргидрид натрия.

3. Выбор реактивов и способов отбелки определяется задачами реставрации. В одних случаях лист погружают в раствор окислителя, наблюдают и регулируют процесс отбеливания, изменяя концентрацию окислителя и температуру раствора. В других случаях отбеливающий раствор наносят только на пятно, которое следует удалить.

4. Выявили наиболее эффективный метод восстановления от пожелтения архивных документов с помощью боргидрида натрия. Эффективность метода доказывает изменение кислотности бумаги с рH=4 до pH=9.

5. Восстановление архивных документов с применением боргидрида натрия может помочь приобрести уникальным документам «вторую жизнь» за короткое время, что мы доказали в результате своих исследований.

6. Предложенный метод не рекомендуется использовать для отбеливания образцов бумаги, содержащих надписи цветными чернилами или другими цветными пигментами.

7.Метод восстановления документов от пожелтения боргидридом натрия можно использовать как в условиях школьной лаборатории, так и в домашних условиях.

Использованная литература и интернет-ресурсы:

1.Банасюкевич В.Д. Актуальные научные проблемы обеспечения сохранности архивных документов //Отечественные архивы. -2001. - № 2

2. Химия в реставрации. Справочное пособие М. К. Никитин, Е.П. Мельников; Л., 1990

3.http://techno.bigmir.net

4.http://www.poznovatelno.ru

5. www.bonistikaweb.ru