Pożółkłe karty historii

Doświadczenie 1

Liść czerwonej kapusty potnij na wióry i w garnku zalej wodą. Zagotuj i przecedź, a kilka kropel ostudzonego płynu wlej do pojemnika na mocz, zawierającego wodę, w której wcześniej całą noc moczyły się pocięte kawałki starej, silnie pożółkłej gazety (im starszej, tym wyraźniej zmieni się kolor soku). Kontrolnie sprawdź, czy barwa soku zmieni się, jeśli zamiast starego papieru użyjesz papieru ksero.

Wyjaśnienie: Czy papier rzeczywiście może być kwaśny? Żeby to sprawdzić, konserwatorzy wykorzystują wskaźniki odczynu papieru – pisaki, które zamiast tuszu zawierają czerwień o-chlorofenolową. Kolor tuszu zmienia się w zależności od kwasowości (pH) papieru. Pozwala to na miejscowy pomiar polegający na namalowaniu na stronie niewielkiej kropki i obserwowaniu zmian jej barwy. Pisaki można zamówić przez internet albo wykorzystać (mniej dokładny wynik) sok z czerwonej kapusty. Jeśli pH papieru wynosi ok. 7, woda zabarwi się na fioletowoniebiesko. Im kwaśniejsza woda (starsza gazeta), tym wyraźniej barwa soku będzie przechodzić w liliową (pH ok. 6). W przypadku użycia papieru ksero barwa nie zmieni się w sposób widoczny.

Doświadczenie 2

Z kartki pożółkłego papieru (np. starej gazety lub w ostateczności niezadrukowanej strony zniszczonej książki kupionej na pchlim targu) wytnij dwa paski o szerokości 3 cm i długości 10 cm, po czym włóż po jednym do pojemników na mocz. Napełnij jeden pojemnik wodą, a drugi spirytusem tak, aby płyny sięgały do połowy wysokości paska. Odstaw pojemniki na 5–7 godz.

Wyjaśnienie: Nasiąkający papier pozwala zauważyć, że niektóre barwne produkty rozpadu lignin rozpuszczają się w wodzie i są „porywane” ku górnemu brzegowi paska, gdzie powstaje ciemniejsza linia na krawędzi wędrującego płynu. Związki te jeszcze lepiej rozpuszczają się w alkoholu – w porównaniu z wodą zabarwia się on na żółto. Konserwując stare książki, żółte barwniki można odpłukać odpowiednimi rozpuszczalnikami.

Doświadczenie 3

W pojemniku na mocz w 20 ml wody rozpuść około łyżeczki wybielacza/środka do czystości toalet zawierającego podchloryn sodu. Wrzuć i porządnie namocz kawałek (4 × 4 cm) silnie pożółkłej kartki. Po upływie 2 godz. wyjmij papierek, dokładnie wypłucz w wodzie i pozostaw do całkowitego wysuszenia. Porównaj barwę oryginalnego i potraktowanego wybielaczem skrawka.

Wyjaśnienie: Barwne związki chinonowe są podatne na utlenianie. Umożliwia to wywabienie zażółcenia papieru przy wykorzystaniu utleniaczy, w tym podchlorynu sodu. Szybko utlenia on i niszczy chinony, dzięki czemu papier odzyskuje śnieżną biel. Jest on zbyt mocnym do zastosowań konserwatorskich środkiem zakwaszającym i ze względu na uwalniany chlor powodującym modyfikację i rozpad cząsteczek celulozy. Dlatego stosuje się tu inne substancje, np. nadtlenek wodoru.

Doświadczenie 4

Jedną saszetkę kory dębu (dostępne w aptece) zalej w szklance wrzątkiem, zaparz chwilę i wylej wodę. Ponownie zalej i zamieszaj, a następnie wylej wodę. Powtarzaj płukanie do momentu, gdy przy kolejnym zalaniu saszetki wrzątkiem woda się nie zabarwi – czyli odpłukane zostaną wszystkie barwne, łatwo rozpuszczalne w wodzie związki (głównie taniny). Do pojemnika na mocz wlej 20 ml zimnej wody i ostrożnie dodaj jedną płaską łyżeczkę (użyj plastikowej) środka do udrożniania rur. Wrzuć przygotowaną saszetkę kory dębu i odstaw na całą noc. Rankiem przelej połowę płynu przez lejek z sączkiem (zrobionym z papierowego ręcznika) do nowego pojemnika na mocz, wypełnionego 50 ml octu.

Wyjaśnienie: Delignifikacja najczęściej przeprowadzana jest przez ługowanie, czyli moczenie w alkalicznych roztworach. Ligniny, obecne m.in. w korze dębu, rozpuszczają się w tych warunkach, nadając roztworowi ciemnobrązową barwę. Takie warunki zapewnia środek do udrożniania rur, zawiera on bowiem wodorotlenek sodu. W kwaśnym środowisku (a zatem pod wpływem octu) ligniny wytrącają się z roztworu w postaci brązowych kłaczków.

dr hab. Renata Szymańska
Katedra Fizyki Medycznej i Biofizyki AGH

dr Paweł Jedynak
Zakład Fizjologii i Biochemii Roślin WBBiB UJ

***

Zestaw przyrządów i materiałów

ocet, spirytus, środek do udrożniania rur, pojemniki na mocz, lejek, plastikowa łyżeczka, papierowy ręcznik, kora dębu, czerwona kapusta, wybielacz

Niewliczone w cenę: garnek, czajnik, szklanka, lejek, nożyczki, stare książki i gazety, rękawiczki i okulary ochronne

Czas przygotowania: 24 godz.

Koszt: 55 zł

***

Uwaga! Wodorotlenek sodu jest żrący. Podczas pracy używaj rękawiczek i okularów ochronnych oraz zachowaj ostrożność.

***

Wiedza w pigułce

Jest coś niepowtarzalnego i tajemniczego w atmosferze, jaką roztaczają biblioteczne regały pełne starych książek. Ciężka cisza i ta charakterystyczna woń starych pożółkłych kart, na których upływ lat odcisnął swoje piętno, czyniąc je szorstkimi i delikatnymi. Ten niepowtarzalny urok to jednak problem dla bibliotekarzy i konserwatorów – kruszejący papier wymaga ochrony, aby bezcenna wiedza miała szansę przetrwać dla kolejnych pokoleń.

Znalezienie rozwiązania wymaga odwołania się do biochemii produkcji i starzenia się papieru. Najczęściej powstaje on z pulpy drzewnej – zwykle szybko rosnących gatunków. Jego podstawowym składnikiem jest celuloza – nierozpuszczalny w wodzie wielocukier o długich łańcuchach. Ale oprócz celulozy tkanki roślin wzmacniają ligniny – rozgałęzione polimery, zapewniające drewnu nieco większą elastyczność i niczym toksyczne zasieki chroniące przed atakami chorobotwórczych grzybów. Tworzą się z pochodnych fenolu (alkoholi kumarylowego, koniferylowego i synapinowego). Mogą stanowić nawet do 20% masy drewna, ale to właśnie one są dla producentów papieru utrapieniem. Czas, ciepło, a także promieniowanie UV sprzyjają rozpadowi lignin i utlenieniu alkoholi tlenem z powietrza do barwnych, żółtych lub brunatnych chinonów, powodując widoczną zmianę koloru papieru. Jak ważny jest tlen, można zobaczyć, przyglądając się starym opasłym tomom – zwykle najsilniejsze zażółcenie pojawia się przy brzegu kartki, tam gdzie ma szansę wniknąć powietrze. Rozpad lignin osłabia strukturę papieru, czyniąc go delikatnym, ale dalsze utlenianie chinonów tworzy kwasy – w ich obecności możliwa jest spontaniczna hydroliza (rozpad) celulozy, przypieczętowująca los księgi.

Jakby tego było mało, do produkcji papieru używano siarczanu glinu, którego resztki również zakwaszały papier, obniżając jego trwałość. Kwaśny papier pozostawał w powszechnym użyciu do lat 90. XX w., kiedy w trosce o trwałość książek do ich druku powszechnie zaczęto stosować papier bezkwasowy, z którego usunięto większość lignin, wypłukano składniki kwasowe i dodatkowo nasączono przeciwdziałającymi zakwaszeniu węglanami magnezu i wapnia. Ale starzenie się domowej biblioteczki także można nieco spowolnić, np. wkładając kartki papieru ksero pomiędzy pożółkłe strony własnych książek. Profesjonalni konserwatorzy moczą cenne dzieła w preparatach odkwaszających. I zawsze pracują w rękawiczkach – kwas mlekowy naszego potu także szkodzi papierowi. Archiwa i biblioteki przyszłości prawdopodobnie nie będą zawierać pożółkłych wolumenów, lecz to niewielka cena za ochronę zawartej w nich wiedzy. A kwaśny papier pozostaje jeszcze w użyciu wszędzie tam, gdzie nie liczy się trwałość – gazety codzienne zaczynają żółknąć już po kilku miesiącach przechowywania.

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.