Chemische analyse

chemische analyse, heeft als doel de chemische samenstelling vast te stellen. Gaat het alleen om te bepalen welke chemische elementen aanwezig zijn, dan spreekt men van kwalitatieve analyse. Indien men wil weten hoeveel van de chemische elementen aanwezig is, dan spreekt men van kwantitatieve analyse. Wij zullen het hierna in hoofdzaak over de kwantitatieve analyse van munten en penningen hebben; [[muntmetaal]. Bij een munt is niet altijd de samenstelling overal gelijk. Bij gegoten munten kan het eerst stollende materiaal (dat is het materiaal aan de buitenkant) een andere samenstelling hebben dan het materiaal in de kern. Men spreekt dan van segregatie.

Bij geblancheerde munten is door inwerking van zuren de samenstelling van de buitenlaag gewijzigd door oplossen van de minder edele bestanddelen; blancheren. Bij munten die aan corrosie blootgesteld zijn geweest, is de samenstelling van de oppervlaktelaag ook vaak veranderd. Ook hier kunnen de minder edele metalen door de aantasting verdwenen zijn, maar ook kunnen stoffen uit de omgeving zijn opgenomen. Zo bevat het patina van bronzen en koperen munten zuurstof en koolstof uit de omgevingslucht.

1. Klassieke of natte analyse Deze wordt in het algemeen slechts toegepast bij munten waarvan er zoveel gelijke zijn, dat men er één of meer kan opofferen. Bij deze methode wordt het monster namelijk meestal in een zuur opgelost. Bij 's Rijks Munt, waar men tot taak heeft munten te maken van nauwkeurig gespecificeerde samenstelling, gebruikt men de klassieke methode omdat dit volgens de muntwet verplicht is.

2. Spectraalanalyse Bij deze methode laat men een vonk of boog ontstaan door tussen de munt en een electrode een groot potentiaal verschil aan te brengen.

Door het spectrum van deze boog te onderzoeken en te vergelijken met spectra van monsters van bekende samenstelling kan men vaststellen welke elementen en hoeveel van elk aanwezig is. Ook hierbij wordt de munt beschadigd. Op de plaats waar de boog of vonk ontstaat zal een deel van het materiaal verdampen zodat een put ontstaat.

3. Röntgenfluorescentieanalyse Indien men op de munt een monochromatische bundel harde röntgenstraling richt gaat de munt röntgenfluorescentiestraling uitzenden die kenmerkend is voor de in de munt aanwezige elementen. Voor een kwantitatieve analyse moet het oppervlak van munt en ijkmonster op gelijke wijze bewerkt worden.

Ook deze methode geeft bij de kwantitatieve analyse dus beschadiging van de munt.

4. De neutronenactiveringsanalyse Bij deze methode wordt de munt bestraald met een neutronenbundel.

Deze dringt in het metaal en maakt een gedeelte van de kernen van de aanwezige atomen radioactief.

Deze kernen gaan daarna zelf straling uitzenden. Deze straling wordt onderzocht en vergeleken met de straling, die op dezelfde manier is opgewekt in metaallegeringen met bekende samenstelling.

Deze methode is niet destructief.

Neutronenactiveringsanalyse wordt ook gebruikt om de herkomst van het metaal van antieke munten te bepalen aan de hand van zogenaamde sporenelementen. Dit zijn chemische elementen, die in zeer kleine hoeveelheden voorkomen en die kenmerkend kunnen zijn voor de plaats, waar het muntmetaal gewonnen is. Hiervoor onderzoekt men een zeer klein monster, dat uit een munt is weggenomen. Met neutronenactiveringsanalyse kan men van sommige chemische elementen sporen aantonen die niet veel groter zijn dan 0,000001 promille van het muntmetaal.

De nauwkeurigheid van de analyse is afhankelijk van de gevolgde methode en het onderzochte element.

Zo geven bij röntgenfluorescentieanalyse de zwaardere elementen een grotere nauwkeurigheid dan de lichte. In de klassieke analyse neemt men meestal genoegen met een nauwkeurigheid van 1 a 0,1%.

Het verschil in samenstelling van oppervlak en kern zal vooral van invloed zijn bij die methoden waar de meting aan het oppervlak gebeurt zoals beschreven onder 2 en 3.

K.

Lit.: Methods of chemical and metallurgical investigation of ancient coinage, ed. E. T. Hall en D. M. Metcalf 1972.