Capita prima o poi di avere a che fare con il problema dell’annerimento dell’argento. Si tratta di un fenomeno molto comune osservabile negli oggetti/gioielli costituiti di questo materiale e che abbiamo in casa. Gli oggetti di argento, infatti, tendono con il passare del tempo a oscurarsi perdendo la lucentezza originale e risultando così opachi.

In questo appunto descriviamo dal punto di vista chimico il processo che porta all’annerimento dell’argento. Vedremo poi quali sono i rimedi più efficaci utilizzabili in casa per far ritornare questi oggetti al loro stato iniziale ed il motivo per il quale tali metodi sono efficaci.

Meccanismo di annerimento dell’argento

Lo strato scuro che si forma sulla superficie degli oggetti di argento è uno strato di Ag2S. Esso si forma a causa della presenza di componenti a base di zolfo all’interno della nostra atmosfera (in particolare H2S). La reazione che porta alla formazione del solfuro di argento è la seguente:

annerimento dell'argento. reazione con formazione di strato di acantite

Dove Ag2S, solfuro di argento, è detto acantite. Un altro modo per scrivere la reazione è il seguente:

annerimento dell'argento

La reazione è tanto più veloce quanto maggiore è la concentrazione di H2S nell’atmosfera. Questa evenienza accade soprattutto in aree inquinate e fortemente umide. Un altro gas a base di zolfo che è presente nell’atmosfera è il solfuro di carbonile OCS. Anche questo gas, fortemente presente in aree vulcaniche, può favorire l’annerimento dell’argento in superficie:

annerimento dell'argento: solfuro di carbonile

Non sempre l’annerimento dell’argento è dovuto alla sola presenza di acantite. Nel caso di oggetti di argento non puri ma in cui sono presenti quantità di rame, si può anche formare un altro materiale il Cu2S.

Colore dello strato di acantite

Abbiamo parlato di annerimento dell’argento, ma il colore con cui si presenta un oggeto di argento aggredito da gas sulfurei può avere diverse intensità. Lo strato annerito di argento assume un colore tanto più scuro quanto maggiore è lo spessore. Questo effetto è dovuto a fenomeni di riflessione e rifrazione tra i vari strati del materiale. Una parte della luce incidente, infatti, è riflessa dallo strato di Ag2S mentre un’altra parte lo penetra e viene poi riflessa dallo strato sottostante di Ag puro. Quando i due fasci di luce si ricombinano sulla superficie dello strato di Ag2S, fenomeni di interferenza costruttiva e distruttiva producono dei colori che dipendono dallo spessore dello strato di Ag2S.

Velocità di reazione

La velocità di reazione con la quale l’Ag si annerisce dipende da numerosi fattori:

  • Concentrazione di gas sulfurei
  • Temperatura
  • Spessore dello strato di Ag2S già presente

Maggiore è la concentrazione di gas sulfurei e più elevata sarà la velocità di reazione. Lo stesso accade all’aumentare della temperatura. La temperatura infatti, aumenta la pressione di vapore dei gas sulfurei le cui molecole tendono di conseguenza ad essere più vicine alla superficie di argento.

Lo spessore dello strato di Ag2S già presente agisce da inibitore rallentando la velocità della reazione. Tale spessore infatti, agisce da protezione. Per questo motivo è consigliabile non eseguire polishing frequente su componenti di argenti che vanno conservati, ma eseguire tale operazione solo quando strettamente necessario.

La velocità di reazione aumenta se l’argento non è puro. Piccole percentuali di altri metalli, come il rame, possono presentare maggiori affinità con i reagenti aggressori ed annerirsi prima.

Metodi per recuperare la lucentezza della superficie di argento

Esistono diversi metodi che consentono di recuperare la lucentezza delle superfici di questo metallo. In generale questi si suddividono in metodi elettrochimici e meccanici. L’applicabilità di uno o dell’altro metodo dipende molto dal tipo di oggetto che si ha a disposizione. Un oggetto ad esempio con inserti di un altro materiale (es. legno) può non essere adatto ad essere immerso in acqua. Al contrario altri oggetti potrebbero presentare zone sensibili ad azioni meccaniche. Quindi bisogna prestare molta attenzione alla scelta del metodo perché potrebbe comportare danni irreversibili all’oggetto. Oggetti molto vecchi/preziosi dovrebbero essere maneggiati solo da mani esperte.

Pulizia preliminare

Prima di eseguire qualsiasi operazione è innanzitutto necessario pulire la superficie dell’oggetto per rimuovere la presenza eventuale di residui chimici/organici che potrebbero inibire l’effetto di rimozione dello strato di Ag2S.

La pulizia deve essere eseguita con detergente non ionico e acqua distillata. L’operazione di asciugatura deve invece essere eseguita tamponando.

Metodo meccanico

La rimozione meccanica della superficie annerita può essere fatta con l’utilizzo di materiali abrasivi o di paste. Poiché si agisce meccanicamente, l’utilizzo di tali metodi provoca la rimozione di strati superficiali di Ag2S. Ciò significa che oltre lo strato annerito si rimuove anche parte dell’argento sottostante. E’ molto importante il tipo di pasta/materiale scelto per eseguire questa operazione. Inoltre se la superficie del materiale non è trattata delicatamente durante questa operazione essa potrebbe graffiarsi.

Questo tipo di metodo detto “polishing”, può risultare l’unica opzione se si hanno oggetti decorati con inserti di materiali diversi quali legno o avorio. I metodi di polishing non devono mai essere eseguiti con elevata frequenza visto che rimuovono parte dello strato superficiale di argento.  Se non si vuole comprare una pasta commerciale, si può optare di utilizzare una pasta di carbonato di calcio in acqua da utilizzare con un panno di cotone.

Metodo chimico

Se non ci sono motivi particolari per i quali è necessario utilizzare metodi meccanici, allora è preferibile utilizzare metodi chimici/elettrochimici.

Un metodo semplice richiede l’utilizzo dei seguenti materiali:

  • 1 contenitore di acqua
  • 1 foglio di alluminio per ricoprire l’intera superficie del contenitore
  • Acqua calda
  • sale
  • Bicarbonato di sodio (NaHCo3)

La chimica dietro questo metodo si basa sulla maggiore affinità dell’alluminio con lo zolfo rispetto all’argento. In termini di equazione di reazione abbiamo:

annerimento dell'argento: scambio elettroni con alluminio

Si tratta di una reazione redox (si basa sul trasferimento di elettroni tra atomi) favorita dal contatto diretto dei materiali e dall’utilizzo di acqua calda. Durante la reazione avviene un passaggio di elettroni da alluminio ad argento secondo la seguente reazione ossido riduzione:

annerimento dell'argento: redox

Appoggiando l’oggetto di argento a diretto contatto con l’alluminio si avrà un passaggio diretto di elettroni.

L’utilizzo del sale aiuta il trasferimento di elettroni tra gli atomi soprattutto dove non è possibile ottimizzare il contatto diretto tra i materiali

Il bicarbonato di calcio invece aiuta ad eliminare l’eventuale strato di Al(OH)3 che si forma sulla superficie di alluminio.

Una reazione collaterale dell’intero processo sarà:

annerimento dell'argento: acido solfidrico, uova marce

H2S è un gas (acido solfidrico) dal caratteristico odore di uova marce.

Metodi elettrochimici più aggressivi

Se l’oggetto è fortemente annerito potrebbe essere utile l’utilizzo di metodi elettrochimici più aggressivi che utilizzano energia elettrica fornita dall’esterno per accelerare il meccanismo di trasferimento di elettroni visto nel paragrafo precedente.

Il metodo è esattamente uguale a quello mostrato nel paragrafo precedente ma utilizza una lamina di rame al posto dell’alluminio e un generatore di corrente in continua (es. 2 batterie da 1,5V). L’utilizzo di un generatore di corrente è dovuto alla minore tendenza del rame rispetto all’alluminio a cedere elettroni.

Il polo positivo del generatore dovrà essere a contatto con la lamina di rame mentre il polo negativo con l’oggetto di argento.

In questo modo, l’oggetto di argento si carica negativamente, acquisendo gli elettroni necessari a ritornare al suo stato originale e perdere lo zolfo dalla sua superficie. Attenzione l’oggetto di rame tende ad ossidarsi in questa reazione. Quindi utilizzare solo oggetti di rame non preziosi. Per capire l’efficacia di questo metodo si veda il seguente video:

 

Link utili:

Annerimento dell’argento: chimica e soluzioni
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