Dr inż. Ewa Wagner-Wysiecka z Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej opowiada o metodach badania bursztynu, najczęściej występujących falsyfikatach oraz nieścisłościach w definicji bursztynu bałtyckiego.
Nie zgadza się Pani z definicją bursztynu bałtyckiego wypracowaną przez komitet techniczny opracowujący normę na bursztyn bałtycki. Dlaczego?
Na początku chciałabym wyraźnie podkreślić, że zdaję sobie sprawę, że opracowanie każdej normy jest bardzo trudnym, wymagającym dużego nakładu pracy i czasu wyzwaniem, a szczególnie w tym przypadku, gdy prace dotyczą naturalnej substancji o złożonym składzie, jaką jest bursztyn bałtycki. Moje zastrzeżenia związane są z tą częścią definicji, w której członkowie komisji odnoszą się do spektroskopii w podczerwieni, czyli do fragmentu, w którym pojawia się informacja, że „Bursztyn bałtycki naturalny to żywica kopalna (…) o widmie w podczerwieni zawierającym się w zakresie długości fal od 1200-1260 cm-1”. Takie ogólnikowe sformułowanie nie tylko nie jest prawdziwe, ale stanowi daleko idące uproszczenie.
Dlaczego? Po pierwsze, należałoby sobie zadać pytanie, co oznacza w omawianej definicji sformułowanie „widmo w podczerwieni”? Z podanych informacji wynika, że całe widmo w podczerwieni bursztynu bałtyckiego zawiera się w zakresie 1200-1260 cm-1, a więc obejmuje 60 cm-1, co jest nieprawdą. Identyfikacja substancji, w tym także żywic, przy pomocy spektroskopii w podczerwieni opiera się bowiem na interpretacji szerszego zakresu spektralnego (dla średniej podczerwieni to zakres 4000-400 cm-1) nie zaś jedynie małego jego wycinka. Inaczej mówiąc, analizuje się wszystkie pasma w zakresie analitycznym i dopiero na tej podstawie można stwierdzić, czy dane widmo odpowiada widmu, w naszym przypadku sukcynitu, czy też mamy do czynienia z inną substancją. Częstokroć istotne jest również nie tylko występowanie pasma w danym zakresie, ale także jego kształt. Tak też jest w przypadku bursztynu bałtyckiego.
Po drugie, oczywiście widmom określonych substancji można przypisać pewne charakterystyczne dla danej grupy związków pasma (zakresy), co jest związane z chemiczną budową tych związków. I tak, dla sukcynitu obserwuje się rzeczywiście m.in. pasmo w zakresie 1200 -1260 cm-1, które jest uważane za charakterystyczne dla tej żywicy, jakkolwiek ten zakres widma nie jest jedynym kryterium. Pasma w tym zakresie spektralnym posiada bowiem bardzo wiele substancji, w tym również inne żywice pochodzenia naturalnego. Skutkiem tego tak zdefiniowana charakterystyka spektroskopowa niesie błędną informację, a mianowicie taką, że każda substancja „z widmem zawierającym się w zakresie długości fal 1200-1260 cm-1 jest bursztynem bałtyckim. A z tym zgodzić się nie mogę. Takich nieścisłości nie może być w normie.
Jak więc Pani zdaniem powinna brzmieć ta definicja?
Moja propozycja jest następująca: „Bursztyn bałtycki naturalny (skrót: B/Nat) to żywica kopalna powstała w okresie eocenu na terenie Europy, o zawartości kwasu bursztynowego 3-8%, której widmo w zakresie średniej podczerwieni charakteryzuje się występowaniem m.in. pasma w pobliżu 1160 cm-1 poprzedzonego charakterystycznym, szerokim ramieniem w zakresie 1260-1180 cm-1” . Dodam jeszcze, że ze względu na możliwość odchyleń od niemalże poziomego przebiegu wspomnianego ramienia, do normy powinny zostać dołączone odpowiednie widma wzorcowe: odmian sukcynitu, próbek utlenionych itp.
Przy okazji tworzenia normy rozgorzała dyskusja na temat metod badania i identyfikacji bursztynu bałtyckiego. Czy współczesne metody badań umożliwiają jednoznaczną identyfikację sukcynitu?
Bursztyn bałtycki jest swoistą substancją, którą można zidentyfikować w różny sposób w zależności od metod, jakie mamy do dyspozycji. Czasem rzeczoznawcy wystarczy tak zwane jedno spojrzenie, jednak coraz częściej taka prosta identyfikacja nie jest możliwa. Jest to związane miedzy innymi z coraz nowszymi i często specjalnymi technologiami obróbki tego materiału. Najprostszą metodą może być próba zapachowa, która pozwala zidentyfikować sukcynit na podstawie jego charakterystycznej woni, która wydziela się w wyniku przyłożenia do materiału na przykład rozżarzonego końca igły. Innym sposobem, nie zawsze możliwym do przeprowadzenia w tak zwanych warunkach domowych, może być sprawdzenie rozpuszczalności badanego materiału w rozpuszczalnikach organicznych.
Jednak metodą, która w sposób jednoznaczny pozwala zidentyfikować bursztyn bałtycki, jest wykorzystywana w laboratoriach głównie do identyfikacji substancji organicznych spektroskopia w podczerwieni. Na podstawie analizy uzyskanego widma można jednoznacznie, szybko i względnie niedrogo – w porównaniu z innymi możliwymi do zastosowania metodami – określić, czy dana substancja jest bursztynem bałtyckim. Ale, jak podkreśliłam wcześniej, powinna być to analiza widma pełnego zakresu średniej podczerwieni (4000-400 cm-1) z uwzględnieniem intensywności i kształtu odpowiednich pasm i porównanie tegoż widma z widmem wzorcowym, które powinno być integralną częścią normy.
Jakie falsyfikaty bursztynu trafiały dotychczas w Pani ręce?
Wśród znacznej ilości materiału, który został mi przedstawiony do analizy, bądź też próbek, które uzyskałam w ramach własnych zainteresowań sukcynitem, falsyfikaty stanowiły dwie grupy. Pierwsza z nich to wyroby z innych niż sukcynit żywic naturalnych. Wśród tej grupy falsyfikatów dominuje kopal, który po określonej obróbce może do złudzenia przypominać bursztyn bałtycki. Zdarzały się także materiały, które stanowiły mieszanki różnych składników, w tym żywic naturalnych o trudnym do jednoznacznego ustalenia składzie.
Druga grupa substancji, które wykorzystywane są do produkcji imitacji i z którymi się również spotkałam, to żywice syntetyczne, na przykład poliestry czy rezolany. Tego typu substancje, w szczególności zaś poliestry, są najczęściej wykorzystywane do produkcji masowych „tanich pamiątek znad morza”.
O podróbkach tak dużo się ostatnio mówi, że można odnieść wrażenie, iż proceder ten nasila się. Czy te obawy znajdują potwierdzenie w Pani laboratorium?
Prawdę mówiąc, trudno mi ocenić, czy ilość pojawiających się podróbek wzrasta... Do takiej oceny potrzebne byłyby szersze badania rynku. Nie mniej jednak, na podstawie przeprowadzonych do tej pory analiz mogę pokusić się o stwierdzenie, że nie jest źle. Falsyfikaty trafiają do moich rąk stosunkowo rzadko, ale z drugiej strony analizuję głównie droższą biżuterię, a nie tak zwane masówki.
Czy są jakieś problemy z ich identyfikacją?
Sytuacje bywają różne. Żywice syntetyczne są relatywnie najłatwiejsze do identyfikacji. Więcej trudności może sprawiać odróżnienie sukcynitu od innych żywic naturalnych czy też ich mieszanin z innymi substancjami. W przypadku jednak, gdy dysponujemy widmem w podczerwieni sprawa się upraszcza. W każdym razie o tyle, że jesteśmy w stanie stwierdzić, czy mamy do czynienia z „czystym” sukcynitem. Jest bowiem mało prawdopodobne, aby dwie różne substancje posiadały identyczne widmo w podczerwieni. Szczególnie użyteczny pod tym względem jest zakres „finger printu”, czyli „odcisku palca”, charakterystyczny dla każdej substancji.
Możemy więc spać spokojnie – każdy falsyfikat zostanie wykryty?
Spać możemy o tyle spokojnie, że jesteśmy w stanie odróżnić sukcynit od jego imitacji, niezależnie od tego, z jakiego materiału została ona wykonana. Pod warunkiem jednak, że materiał zostanie dostarczony do analizy.
Polecamy:
Co wiemy o imitacjach bursztynu
Imitacje bursztynu – tworzenie i rozpoznawanie
Szkło
Bursztyn klejony - polibern
Kopal