Czyszczenie monet elektrolizą.docx

Czyszczenie monet wykopkowych elektrolizą
Część I Sprzęt

Monety antyczne (i nie tylko takie) pochodzące z wykopków są trudne do czyszczenia. Z reguły pokryte są twardymi, zmineralizowanymi osadami.



Na ogół zaleca się tu długie ich moczenie w oliwce a potem pracochłonne, ręczne oczyszczanie przy użyciu narzędzi dentystycznych. Nie przepadam za tą metodą, szczególnie za tymi stalowymi narzędziami dentystycznymi które – przy usuwanie zmiękczonego w oliwce zmineralizowanego osadu - grożą trwałym pocharataniem monety. Jest inna metoda pozwalająca na usunięcie tych nawarstwień bez naruszenia patyny – elektroliza.

Pogadamy więc o elektrolizie ale nie będzie tu żadnej chemii czy elektrotechniki, żadnych wzorów i teorii a jedynie czysta praktyka.

Elektrolizę robi się prądem stałym o napięciu obniżonym do 12 – 24 V lub nieco więcej.

Z pewnością wielu z Was trzyma w piwnicy lub na pawlaczu wśród starych „przydasiów” (od „przyda się”) jakieś zasilacze pozostałe po dawno zepsutych i wyrzuconych drukarkach, lampach halogenowych czy wreszcie po telefonach komórkowych. To się do tego celu świetnie nadaje.

Całkiem właściwe natężenie prądu stałego dla jednej monety to ok. 0,3 – 0,5 A. Jeśli przyjmiemy średnio 0,4 A na jedną monetę a nasz zasilacz daje na wyjściu np. 1,6 A to znaczy, że można go użyć do jednoczesnej elektrolizy 4 monet (praktycznie od 3 do 5 monet).

Szybki przegląd używanych aktualnie u mnie w domu tego rodzaju zasilaczy, a szczególnie tego co dają one na „wyjściu” czyli po stronie prądu stałego (jest to napisane na zasilaczu, określone zwykle jako „output DC”), prowadzi do następujących ustaleń:
- laptop: 20V ; 3,25 A - czyli można go użyć do jednoczesnego czyszczenia 8 – 10 monet,
- drukarka atramentowa: 32 V ; 0,75 A - .... 1 - 2 monet,
- modem: 9 V ; 1,6 A - ..... 3 – 5 monet,
- skaner: 12 V ; 1,25 A - …..2 – 4 monet
- telefon komórkowy: 5,7 V ; 0,8 A – .....2 – 3 monety.
- telefon komórkowy: 5 V ; 0,35 A - ......1 moneta.

A teraz jak rozpoznać gdzie na wyjściu z takiego zasilacza jest biegun „+” a gdzie biegun „-" (a jest to bardzo ważne i nie wolno się tu pomylić zamieniając wzajemnie obydwa bieguny)? Proszę przyjrzeć się uważnie tabliczce znamionowej na zasilaczu oraz jego stałoprądowej wtyczce wkładanej do gniazda zasilanego urządzenia. To np. tabliczka zasilacza którego ja używam.



Pochodzi on ze starej, dawno nieistniejącej elektrycznej maszyny do pisania. Na wyjściu po stronie prądu stałego (OUTPUT) ma 24 V i 1,5 A. A niżej jest znaczek, widoczny też w powiększeniu w górnej części kolejnego rysunku:



Oznacza to, że biegun „+” jest wewnątrz a biegun „-" na zewnątrz widocznej wyżej metalowej tulejki będącej końcówką (wtyczką) zasilacza. A sama tulejka i jej wnętrze są zatopione w miękkim tworzywie sztucznym, gumie itp.

No to teraz bierzemy mały ostry nóż i kuchenną deskę do krojenia. Na deskę kładziemy poziomo końcówkę zasilacza i delikatnie, z wyczuciem, prowadząc ostrze noża wzdłuż wchodzącego do obudowania tulejki dwużyłowego przewodu, rozcinamy je. Nie musimy całkowicie usuwać tego tworzywa, zresztą są z tym trudności bo jest mocno wklejone w metalowe części. Musimy za to bardzo dokładnie prześledzić która żyła przewodu do czego jest tam w środku podłączona.. Oczywiście żyła dochodząca do zewnętrznej tulejki to biegun „-" a do wewnętrznej to „+”. Rozdzielmy teraz dwie żyły przewodu na długości ok. 20 – 25 cm i trwale oznaczmy każdą żyłę, oklejając je np. taśmą izolacyjną w różnych kolorach (i notując sobie na boku co który kolor oznacza) a ostatecznie paskiem plastra, który opisujemy symbolem odpowiedniego bieguna. A jeśli się tu pomylicie to nie martwcie się zbytnio – jest jeszcze jeden sposób na sprawdzenie prawidłowej biegunowości zasilania ale o nim później, w drugiej części.

A teraz do każdej z obu żył przewodu zasilającego podłączmy zacisk typu "krokodylek”. Na zdjęciu niżej są pokazane trzy różne rodzaje takich krokodylków:



Takich „krokodylków” będziemy potrzebowali więcej, bo będą one też wykorzystane do podłączenia monet do obiegu prądu (wersje [2] i [3] z metalowymi haczykami). Ten najmniejszy [1] może być użyty wyłącznie do pracy „na sucho”, poza zasięgiem elektrolitu. Jest wykonany z cienkiego materiału i szybko ulega korozji. Natomiast do podłączenia monet, do pracy „na mokro”, w elektrolicie, należy zastosować krokodylki większe, wykonane z grubszego materiału: [2] lub [3]. Najlepszy jest tu ten środkowy [2].

Samo połączenie przewodu do krokodylka najlepiej wykonać poprzez jednobiegunową wtyczkę typu „bananek” którego metalowy bolec wkłada się do tulejki krokodylka.



I jeszcze jedna rada wynikająca z doświadczenia: bardzo dobrze jest rozdzielone dwie żyły przewodu zasilającego przyciąć na różną długość – mniejsze jest wtedy prawdopodobieństwo powstania przypadkowego zwarcia gdy dwa „krokodylki” wzajemnie się zetkną:



No a teraz naczynie w którym będziemy przeprowadzać elektrolizę. Najlepsze byłoby coś w miarę głębokiego z fajansu czy innej wypalonej gliny. W żadnym wypadku nie może to być naczynie metalowe, nie ma prawa przewodzić prądu. Pamiętać też należy, że osad usunięty z monet jest bardzo brudzący (paluchy, otoczenie ale też ścianki naczynia) i jest to trudne lub wręcz niemożliwe do zmycia. Gdy w ten sposób zniszczyłem w domu pamiątkową salaterkę i żona nakazała: „...nigdy więcej...” to zaadoptowałem pojemnik po lodach z dość grubego tworzywa sztucznego:

Jako jeden biegun posłużył pasek blachy mosiężnej (taka akurat była pod ręką, ale może być w miarę dowolny metal, jednak dość gruby bo elektroliza go „wyżre”) a drugi, w formie płaskiego wieszaka, został wykonany z grubego trzyżyłowego przewodu instalacyjnego z żyłami z miedzianego drutu. W środkowej jego części izolacja przewodów została usunięta, same druty skręcone i całość uformowana w rodzaj stabilnego poziomego wieszaka, którego jeden z końców (na zdjęciu poniżej ten w lewym dolnym rogu) ma przewody odizolowane na długości ok. 1 cm, wzajemnie skręcone i wywinięte do góry. Jak się domyślacie do tej końcówki będzie podłączony jeden z krokodylków zasilania, drugi zaś do paska blachy odpowiednio wywiniętego na krańcu do góry.






Jak widać, na poziomym wieszaku wiszą na metalowych haczykach krokodylki na których będą wisieć monety.



Oczywiście drut haczyka jest połączony z samym krokodylkiem. Nie muszę tu chyba dodawać, że długości haczyków z krokodylkami powinny być w miarę jednakowe i tak dobrane, aby zaciśnięta krokodylkiem moneta była zanurzona w elektrolicie ale nie dotykała dna naczynia.



I to już właściwie wszystko jeśli chodzi o sprzęt. Teraz trzeba poszperać w szafkach kuchennych, wyciągnąć torebkę zwykłej sody oczyszczonej używanej do pieczenia ciast (a jeśli jej akurat w domu nie ma to kopnąć się do najbliższego sklepu), rozpuścić kilka łyżeczek sody w wodzie (im więcej tym lepiej), nalać tą miksturę (to się fachowo nazywa „elektrolit”) do naczynia tak, aby przykryła wiszące monety, włączyć prąd i zabawa się zaczyna. Ale o tym będzie w następnym odcinku.

Niektóre źródła zalecają używanie jako elektrolitu roztworu soli w wodzie. Taki elektrolit znakomicie (lepiej niż soda) przewodzi prąd i monety szybciej się oczyszczają. Ja jednak tego bym nie zalecał, bo bez właściwego usunięcia z oczyszczonej monety takiego agresywnego elektrolitu (praktycznie należy monetę kilkakrotnie wygotować w wodzie destylowanej, za każdym razem zmienianej) możemy wywołać bardzo szybką jej korozję.

No i jeszcze słówko o BHP (bezpieczeństwo i higiena pracy):

1. Napięcie z którym mamy tu do czynienia po stronie prądu stałego jest zasadniczo bezpieczne i nie grozi porażeniem, przynajmniej dopóki mamy suche ręce. Nie da się jednak uniknąć kontaktu z elektrolitem. Dlatego wszelkie manipulacje: zawieszanie i zdejmowanie monet, podłączanie zasilania do obu biegunów naczynia itp., powinny być robione przy wyłączonym zasilaniu po stronie prądu przemiennego czyli – mówiąc po ludzku – przy wyciągniętej wtyczce z gniazda.

2. Obie elektrody w naczyniu, czyli u mnie pasek blachy i monety, powinny być wzajemnie rozdzielone, nie mogą się dotykać, bo powstanie zwarcie i możemy spalić zasilacz.

3. Wspomniałem już, że przy takiej elektrolizie powstaje bardzo drobnoziarnista i cholernie czepliwa zawiesina tego co usunęliśmy z monety. Brudzi ona wszystko dokoła, dlatego dobrze jest miejsce pracy wyłożyć np. warstwą folii.

4. W tej sytuacji aż prosi się robić to w zlewie, wannie itp. NIE WOLO TAM !. Te urządzenia są często metalowe, poprzez rury dobrze uziemione, w zasięgu jest bieżąca woda która też świetnie uziemia i przy nieostrożności może powstać groźne porażenie prądem.

Ja to robię np. na parapecie otwartego okna, również z tego powodu, że podczas elektrolizy w naczyniu wydziela się gaz i wskazana jest dobra wentylacja. Jaki gaz? Nie mam pojęcia. Nie jestem chemikiem. Gdzieś przeczytałem, że przy soli powstaje wodór. A co przy sodzie? A Bóg raczy wiedzieć. Ja nie muszę. I nie jest mi to do niczego potrzebne.

To się odnosi do monet wykopkowych, pokrytych warstwą skamieniałej ziemii (np. takich jak na 1szym zdjęciu w artykule). I nie tylko (będzie o tym dalej). Zasadniczo do brązów ale do srebrnych i miedzianych też. Chodzi o usuwanie tych skamieniałości oraz różnych takich "nibypatyn" grubo oklejających monetę i powodujących, że jest ona nieczytelna lub prawie nieczytelna, jak np. na tej:



Czyszczenie monet wykopkowych elektrolizą

Część II - Przebieg i wyniki

No to lecimy dalej.

Na sprzęcie wcześniej przedstawionym zrobiłem dla Was eksperymentalne czyszczenie trzech monet:

Klasyczny rzymski wykopek, sądząc z wymiarów i wagi z IV wieku, z dynastii Konstantynów. W stanie wyjściowym prezentował się tak (coś tam przebija ale nie za bardzo):



Oznaczmy ją numerem „1”.

Jako drugą wziąłem mosiężnego asa Hardiana z koszmarną, twardą naroślą na awersie na twarzy pozostałą po wcześniejszym czyszczeniu, na rewersie była podobna choć mniejsza:



To jest nasza moneta „2”.

Trzecia moneta to jakaś Grecja lub Rzym kolonialny, z bardzo grubą „nibypatyną”:



To jest nasza moneta „3”.

Podłączyłem bieguny zasilania do odp. elektrod: "+" do blachy a "-" do monet. A gdyby wam się wcześniej pomyliła biegunowość przewodów zasilających prądem stałym to jest na to patent: wsadzamy oba przewody do elektrolitu w odp. oddalaniu, włączamy prąd uważając aby się tam w środku nie zetknęły. Ta z której lecą bąbelki to biegun "-" - ten do podłączenia do monet.

Elektroliza odbywała się, jak przewidują zasady, w roztworze sody oczyszczonej. Na początku było spokojnie:



o kilku minutach pojawiły się na monetach i na mosiężnej elektrodzie pierwsze „bąbelki” a krawędź tej ostatniej od strony monet zaczęła pokrywać się siną barwą:



To jest po 15 – 20 minutach od włączenia prądu. Elektrolit zabarwił się na niebiesko, widać dość silne „bąblowanie" na blasze i na lewej monecie:



A to po ok. 40 minutach. (jedna z monet została wcześniej zdjęta, bo „miała już dość”). Elektrolit jest silnie niebieski, widoczne szumowiny to właśnie ten osad który usuwamy. Znacznie więcej tego leży na dnie naczynia. Elektrolit cyrkuluje, silnie się miesza. No a „bąblowanie” – sami widzicie. Ale nic nie pryska poza naczynie, wokół czysto i bezpiecznie. Ale w tym stadium raczej nie należy tego spuszczać z oczu:



Przy okazji: z lewej krokodylek na którym wcześniej wisiała zdjęta moneta. Widać ślady korozji na jego końcu.
Wniosek z tego: oczyszczaniu podlega tu nie tylko sama moneta ale też wszystko inne co jest zanurzone w elektrolicie i włączone w obwód płynącego prądu, w tym przypadku końcówka krokodylka. A że jej metal był czysty no to zabierany był sam metal.

A teraz czas na same monety (dla łatwiejszego porównania jeszcze raz w stanie wyjściowym):

Moneta nr 1. początek:



... po ok. 45 minutach, awers zasadniczo czysty i czytelny, na rewersie u góry i z lewej jeszcze brudy do usunięcia:



... i po ok. 80 minutach, moim zdaniem całkowicie czysta:



I cóż my tu widziem, proszę wycieczki? To follis AE3 Konstantyna II jako cezara przy tatusiu: Konstantynie I Wielkim, 330-335 n.e. Awers: CONSTANTINVS IVN NOB C, popiersie udrapowane, w zbroi i przepasce perłowej na włosach w prawo. Rewers: GLOR-IA EXERC-ITVS, dwaj legioniści z dwoma sztandarami i włóczniami. Mennica Antiochia. RIC VII coś koło 90 (trzeba znaleźć w katalogu tą końcówkę "Z" na odcinku i uściślić nr).

Moneta nr 2, początek (ta koszmarna narośl...):



.. po ok. 30 minutach, narośl złazi:



... i po ok. 50 minutach, moneta czysta:



Moneta nr 3, początek:



... i po ok. 50 minutach, przynajmniej można odczytać napis otokowy na awersie:




Ale awers wymaga jeszcze doczyszczenia, jakieś 20 dodatkowych minut w elektrolizie.

Obserwacje i wnioski:

1. Metoda jest dość łatwa i skuteczna. Przy zachowaniu odp. środków ostrożności (patrz część I – BHP) całkowicie bezpieczna.
2. Jeśli chcielibyście skopiować to wyposażenie (nie mam nic przeciwko temu) to są trzy problemy do rozwiązania:
a. Elektrolit podczas elektrolizy nagrzewa się. Nie jest to niebezpieczne, w moim przypadku, tak na oko po ok. 40 minutach do max. 50oC. Naczynie z dość w sumie miękkiego tworzywa sztucznego nie jest więc najlepszym rozwiązaniem. Powinien to być jednak fajans albo coś innego twardego. Ale ostatecznie i w tym co stosowałem można np. po 30 – 40 min przerwać tą zabawę odłączając prąd i poczekać aż toto ostygnie.
b. Mosiądz jako elektroda to też nie był najlepszy pomysł. Od niego było to niebieskie zabarwienie elektrolitu, zaś po wszystkim elektroda wyglądała dość dziwacznie – patrz zdjęcie na dole. Powinna to być jednak stal, ew. aluminium. Miedzi nie próbowałem ale zrobię to. Jednak – podkreślam – wystarczająco grube, bo jest „wyżerane” w trakcie elektrolizy. U innych widziałem stosowaną do tego celu odp. wygiętą łyżkę do zupy. Może być, ale żeby potem nie było na mnie gdy matka (żona itp.) zacznie się awanturować, że jej domowej zastawy ubywa.
c. Haczyki na których wiszą monety powinny być dość luźne, tak aby bez problemów można je było na chwilę zdjąć z poprzeczki i skontrolować monetę. Oczywiście ręce powinny być wtedy suche, przydaje się też ściereczka na podorędziu, z jakiegoś starego frotu, i to taka, którą potem bez problemu można wyrzucić. Bo będzie trwale zabrudzona tym syfkiem z monety.
d. Elektroliza będzie oczyszczała monetę tylko, jeśli metal krokodylka będzie stykał się z metalem monety. Jeśli moneta ma grube nawarstwienia mineralne i krokodylek styka się z tymi nawarstwieniami a nie z metalem monety to mamy problem, bo oczyszczana będzie zanurzona w elektrolicie końcówka krokodylka a nie moneta. W takim przypadki należy, niestety, chamsko odskrobać fragmencik monety na obrzeżu do gołego (lub prawie) metalu. I tam zapiąć krokodylek.
3. Jest to chyba dość oczywiste, ale jeszcze raz przypominam: Jeśli zasilacz daje na wyjściu np. 1,5 A a lecimy w 3 monety to każda bierze po 0,5 A, Ale gdy np. uznamy, że jedna z nich ma już dosyć i ją zdejmiemy to na dwie pozostałe zaczyna lecieć po 0,75 A. A to znaczy, że proces odbywa się szybciej i wymaga częstszej i staranniejszej kontroli. Moim zdaniem nie należy dopuścić więcej niż 1 A na monetę. A i to pod baczna obserwacją. Ale bezpieczniej te nasze 0,5 – 0,7 A.
4. No a po wszystkim monetę starannie umyć, najlepiej pod bieżącą gorącą wodą trąc ją paluchami, wysuszyć i do oliwki. Bo może być higroskopijna i chłonąć to czego nie powinna. A w oliwce to tak dzionek, dwa, nie więcej. A potem to już sami wiecie najlepiej co z nimi zrobić.

Mosiężna elektroda "po przejściach", pokryta ślicznym, seledynowym, jednolitym i szorstkim nalotem. Nalot daje się palcami wygładzić ale jego warstwa jest nadal dość ściśle związana z podłożem.