حفظ آثار تاریخی با پتاسیم نیترات

آثار تاریخی هر کشوری نمادی از عظمت تمدن و جلوه‌ای از زیبایی‌های یک کشور است. ازاین‌رو، دانشمندان در تلاش‌اند تا با ابداع راه‌های کم‌خطر به حفظ آثار با پتاسیم نیترات کمک کنند. در این مقاله قصد داریم تا با بررسی توانایی‌های بالقوه پتاسیم نیترات، شما عزیزان را با یکی از این روش‌ها آشنا کنیم.

مقدمه ای بر حفظ آثار تاریخی و چالشهای حفاظت از آنها

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های دنیای امروز باستان شناسان، حفظ آثار باستانی است! علت این امر نیز گران‌بها بودن آثار باستانی و اهمیت فراوان این آثار در گنجینه ملی یک کشور است. به همین جهت، در طی سال‌های اخیر تلاش‌های فراوانی برای پیداکردن یک راه مطمئن، کم‌خطر و درعین‌حال مقرون‌به‌صرفه انجام گرفت. پیداکردن راهی که نه‌تنها از نظر علمی مورد تأیید باشد، بلکه بتواند به‌راحتی در دسترس باشد و مورداستفاده قرار گیرد. به‌کارگیری پتاسیم نیترات یکی از این روش‌هاست که باتوجه‌به ماهیت این ماده می‌تواند گزینه‌ای مناسب باشد.

معرفی نیترات پتاسیم

پیش از پرداخت به هر موضوعی، نیاز است تا شما عزیزان را با ماهیت شیمیایی نیترات پتاسیم آشنا کنیم. از دیگر نام‌های پتاسیم نیترات می‌توان به saltpeter، saltpetre و nitrate of potash اشاره کرد. فرمول مولکولی پتاسیم نیترات، KNO3 است. این ماده دارای طعمی تیز، نمکی و تلخ است. این نمک یونی از ترکیب K+ و NO3- ساخته شده است و به همین جهت نیترات فلزی قلیایی است. در طبیعت به‌عنوان کانی nitre شناخته می‌شود. یک منبع نیتروژن است که عمدتاً در کودهای شیمیایی، حذف کنده درخت، پیشران موشک و آتش‌بازی مورداستفاده قرار می‌گیرد. این جامد سفیدرنگ از اجزای اصلی باروت است و در واکنش با هموگلوبین و میوگلوبین، رنگ قرمز ایجاد می‌کند.

خواص آنتی میکروبی نیترات پتاسیم

ممکن است برای شما جالب باشد که بدانید نیترات پتاسیم خاصیت ضدمیکروبی دارد. یکی از کاربردهای اساسی پتاسیم نیترات که از این ماهیت جالب سرچشمه می‌گیرد، استفاده از این نمک یونی در صنایع غذایی به‌عنوان یک عامل نگهدارنده و آنتی‌باکتریال است. پتاسیم نیترات از رشد پاتوژن‌های (باکتری‌های بیماری‌زای انسانی) دهانی از جمله باکتری‌های پوسیدگی‌زا جلوگیری می‌کند. به همین علت، وجود این نمک در مواد غذایی آماده سبب حفظ سلامت دهان و دندان می‌گردد. جالب است بدانید که به علت وجود این توانایی، از پتاسیم نیترات در بسیاری از حشره‌کش‌ها نیز استفاده می‌شود.

کاربردهای نیترات پتاسیم در حفاظت از آثار تاریخی

حفظ آثار با پتاسیم نیترات یکی از جالب‌ترین کاربردهای این ماده به شمار می‌آید. بسیاری از صنعتگران برای اینکه آثار فلزی را محکم‌تر و بادوام‌تر کنند، آنها را با محلول پتاسیم نیترات آبکاری می‌کنند! حتی لعاب‌کاری کاشی و سرامیک نیز سبب افزایش مقاومت این محصولات می‌شود؛ بنابراین استفاده از این کاشی و سرامیک‌ها می‌تواند موجب افزایش طول عمر بنا گردد. از سوی دیگر، استفاده از این ماده در صنعت شیشه‌سازی موجب افزایش دوام شیشه می‌شود. به همین علت وجود پتاسیم نیترات در مصالح ساختمانی، در زمان ترمیم بناهای تاریخی موجب افزایش طول عمر این آثار می‌گردد.

روشهای استفاده از نیترات پتاسیم در حفظ آثار تاریخی

برای حفظ آثار با پتاسیم نیترات می‌بایست با استفاده از روش‌های خاصی از این ماده استفاده کرد. به‌عنوان‌مثال، در ترمیم آثار تاریخی که از جنس سفال هستند، باید از شوره پتاسیم نیترات به‌صورت مستقیم در مواد موردنیاز برای ترمیم استفاده کرد. در زمان ترمیم آثار تاریخی فلزی نیز می‌توان با آبکاری این آثار با محلول حاوی پتاسیم نیترات آنها را نسبت به تغییرات محیطی مقاوم کرد. این محلول به‌صورت آماده در بازار وجود دارد و گاهی به‌صورت ۰.۱ نرمال استفاده می‌شود. البته رقت‌های متفاوتی از این محلول وجود دارد.

فواید و مضرات حفاظت از آثار تاریخی با نیترات پتاسیم

حفظ آثار با پتاسیم نیترات مزایا و معایب خاصی به همراه دارد که پیش از کار با این ماده نیاز است از تمامی آنها مطلع گردید. از مزایای استفاده از این ماده می‌توان به دسترسی راحت و ساخت آسان آن اشاره کرد. مصالح و مواد ساختمانی که دارای پتاسیم نیترات هستند طول عمر بیشتری دارند و نسبت به تغییرات محیطی مقاوم‌تر هستند. استفاده از این ماده همچنین می‌تواند خطراتی نیز به دنبال داشته باشد. به‌عنوان‌مثال، رسوب پتاسیم نیترات بر روی نقاشی‌های تاریخی سبب تخریب این آثار گران‌بها می‌شود. بناهای تاریخی که در معرض کودها، پسماندهای فاضلابی و باکتری‌های تولیدکننده پتاسیم نیترات قرار می‌گیرند، به علت وجود ایزوتوپ نیتروژن در ساختار خود دچار فرسودگی می‌شوند.

چالشهای به کارگیری پتاسیم نیترات در حفظ آثار تاریخی

یکی از چالش‌های مهم که در حفظ آثار با پتاسیم نیترات از اهمیت فراوانی برخوردار است، منبع و نوع نیتروژن موجود در پتاسیم نیترات است. زیرا که بر اساس آزمایش‌های فراوان، دانشمندان دریافتند که ایزوتوپ نیتروژن (δ15N) می‌تواند سبب تخریب آثار باستانی شود. علاوه‌برآن، ازآنجایی‌که پتاسیم نیترات اکسیدان بسیار قوی است، هرگونه تماس پوستی، چشمی، استنشاق و حتی بلعیدن آن خطرآفرین است. از سوی دیگر، ماهیت بسیار واکنش‌پذیر این ماده سبب می‌شود تا به‌راحتی با بسیاری از مواد واکنش‌های انفجاری ایجاد کند. ازاین‌رو، در هنگام کار با این ماده می‌بایست تمامی نکات ایمنی را رعایت فرمایید.

سوالات متداول حفظ آثار تاریخی با پتاسیم نیترات

۱- برخی ویژگی‌های شیمیایی مهم پتاسیم نیترات را نام ببرید؟

پتاسیم نیترات نمک سفیدرنگ و بدون بویی است که نقطه ذوب و جوش آن به ترتیب 334 °C (633 °F; 607 K) و 400 °C (752 °F; 673 K) است. ساختار کریستال‌های این ماده orthorhombic و aragonite بوده که دارای قابلیت مغناطیسی −33.7·10−6 cm3/mol هستند.

۲- انحلال‌پذیری پتاسیم نیترات چگونه است؟

این ماده به میزان اندکی در اتانول حل می‌شود و در گلیسرول و آمونیاک محلول است. میزان انحلال‌پذیری آن در آب نیز 133 g/1000 g water (0 °C)، 383 g/1000 g water (25 °C) و 2439 g/1000 g water (100 °C) است.

۳- پتاسیم نیترات تا چه میزان می‌تواند باعث افزایش رشد گیاهان شود؟

با انجام آزمایشی بر روی پاسپالوم ساحلی و تیمار بذر این گیاه مشخص شد که حتی تیمار گیاهان با پتاسیم نیترات به مدت ۴۸ تا ۷۲ ساعت می‌تواند تا ۸۵% میزان جوانه‌زنی را افزایش دهد و علاوه‌برآن، میزان یکنواختی رشد را نیز بهبود ببخشد.

۴- آلودگی‌های نمکی چگونه سبب تخریب آثار تاریخی می‌شوند؟

این مواد عمدتاً به‌صورت نمک در آب حل می‌شوند. آب حاوی این نمک‌ها بر روی آثار تاریخی مهاجرت می‌کند و در پایان با تبخیر آب، نمک موجود در این محلول‌ها باقی می‌ماند و لایه‌ای از مواد مخرب سطح موردنظر را می‌پوشاند و به آن آسیب می‌رساند.

۵- پتاسیم نیترات چگونه ساخته می‌شود؟

با کمک دو روش می‌توان این ماده ارزشمند را ساخت. اول اینکه می‌توان با ریختن نیتریک اسید بر روی نمک‌های پتاسیم، شوره‌های حاوی پتاسیم نیترات را به دست آورد. در روش دوم نیز محلول‌های حاوی KCl و NH4NO3 را با هم واکنش می‌دهند و کریستال‌های پتاسیم نیترات تولید می‌گردد.