In een internationale studie kwam een nog onbekend degradatiepad van orpiment (As2S3) naar voren. Het medium lijkt een grotere rol te spelen dan gedacht, staat in het Journal of the American Chemical Society.

Orpimentdegradatie

Orpimentdegradatie

Beeld: Broers, F.T.H. et al. (2023) J. Am. Chem. Soc.

Wil je weten hoe je roest (ijzeroxidatie) kunt voorkomen, dan moet je begrijpen hoe roest ontstaat. Hetzelfde geldt voor pigmentdegradatie in oude schilderijen. Onderzoekers van het Rijksmuseum Amsterdam, de universiteiten van Amsterdam (UvA), Antwerpen en Utrecht en het Stanford Synchrotron Radiation Lightsource bekeken het gele pigment orpiment (As2S3) in het zeventiende-eeuwse schilderij Stilleven met bloemen in een glazen vaas van Jan Davidszoon de Heem. Ze lieten een aantal analysetechnieken (XANES, SR-gebaseerde TXM en SR-gebaseerde µ-XRF) los op verschillende pigmentmodellen om te bepalen hoe orpiment verder reageert tot As(V). Ze ontdekten naast de al bekende degradatieroute waar we eerder over schreven een andere route.

Stilleven met bloemen in een glazen vaas

Stilleven met bloemen in een glazen vaas

Beeld: Broers, F.T.H. et al. (2023) J. Am. Chem. Soc.

Links zie je de verschillende modellen, rechts de analyses. In het midden van het schilderij vind je de vaalgele bloem.

De modellen werden gaandeweg complexer. De onderzoekers begonnen met puur orpiment zonder medium met verschillende vochtigheidsgraden en beschenen dat wel of niet met uv-licht om te zien wat het doet met het verouderingsproces. Vervolgens gebruikten ze verschillende arseenbronnen in tempera als medium, later lijnzaadolie op een loodwitte achtergrond (als schilderijreconstructie) en uiteindelijk zelfs een stukje van het schilderij zelf om te zien welke reacties ze ondergaan.

Uit de metingen bleek dat het medium de grote boosdoener is als het om degradatie gaat. Orpiment lost namelijk deels op, waardoor je As(III)-OH deeltjes krijgt. Die reageren binnen een paar weken verder tot As(V)-deeltjes, die zich verspreiden door het medium en dus in alle lagen van het schilderij terechtkomen. Daarbij speelde licht geen rol.

Verschillende degradatieroutes

Verschillende degradatieroutes

Beeld: Broers, F.T.H. et al. (2023) J. Am. Chem. Soc.

Ook vonden de onderzoekers dat het ‘normale’ lichtafbraakproduct van orpiment, arsenoliet (As2O3) eveneens degradeert via As(III) tot As(V)-deeltjes. Als die vervolgens andere metaalionen tegenkomen, kunnen ze nieuwe stoffen vormen, wat kan leiden tot scheuren en afbladdering. Het team uit de zorg dat de korte tijdspanne waarin de degradatie gebeurt, de veiligheid van arseensulfide-bevattende schilderijen in gevaar brengt en dat conservatoren hierop moeten letten.

Broers, F.T.H. et al. (2023) J. Am. Chem. Soc., doi.org/10.1021/jacs.2c12271

Daniël heeft soms teveel interesses en stond daarom na het afronden van zijn master Chemistry in Leiden voor een dilemma. Vol het onderzoek in of toch verder kijken? Hij koos voor het laatste en werd wetenschapsjournalist.View full Profile

Meer Daniël Linzel

Onderwerpen