2026年中考化学一轮复习教学素材：古籍纸张酸化的脱酸技术

【教学素材】 古籍纸张酸化的脱酸技术 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】“纸张脱酸技术”是针对酸化纸质档案、古籍等文献的保护技术，通过使用碱性脱酸剂中和纸张内的酸性物质，将pH值恢复至6.5～8.5最佳保存区间，并建立碱性储备，以阻断纤维素酸水解、延缓脆化老化的核心保护技术，非修复手段，仅能延缓进一步劣化，不能修复已脆化、破损的物理结构；严重破损需先修复后脱酸。 应对纸张酸化的主要方法是脱酸处理，包括液相脱酸法和气相脱酸法等。国家图书馆自1981年开始致力于解决纸张酸化问题，其古籍保护科技文化和旅游部重点实验室研发了无水液相脱酸技术，实现了文献的批量、智能化脱酸处理。 一、核心机理与目标 （1）酸化成因：纸张主要成分为纤维素，纸张酸化是指纸张因酸性物质（如二氧化硫）导致酸性pH值升高的化学降解过程。其成因包括内部因素，如造纸工艺中添加的明矾、松香等酸性物质，以及外部因素，如空气中的酸性污染物、不良保存环境和霉菌作用等。酸化会催化纸张主要成分纤维素水解，导致纸张发黄、变脆、机械强度下降，严重时粉化损。 （2）原理分析：通过酸碱中和反应去除现有酸，并在纤维内留存0.5%以上碱性储备（如碳酸镁/钙），抵御未来酸化。 ①中和反应：石灰水中和硫酸，反应的化学方程式为Ca(OH)2）＋H2SO4＝CaSO4 ＋2H2O。 ②碱储备形成：处理后残留的CaCO3或Mg(OH)2）可与后续侵入的酸反应，提供长期保护。 ③ pH 变化说明‌：湿态高pH（约12）晾干后降至8左右，因为部分Ca(OH)2）与空气中的CO2反应生成中性的CaCO3及水分蒸发所致。 （3）处理目标：去除现有游离酸，并在纤维内部沉积碱性物质（如碳酸钙、氢氧化镁），形成“碱性储备”以中和未来侵入的酸性物质，将纸张pH值稳定在弱碱性范围。处理后纸张pH值需达6.5～8.5（弱碱性），过高会导致碱水解或字迹褪色。 二、主要脱酸技术 （1）液相脱酸（浸泡/喷涂）：使用饱和石灰水（Ca(OH)2）、碳酸氢镁或氢氧化钡溶液渗透纸张。优点是反应充分、碱储备量大；缺点是可能引起字迹洇化或纸张变形，需先进行固色处理。 （2）气相脱酸：利用碱性气体（如吗啉、二乙基锌衍生物）扩散渗透。优点是无需拆解古籍、不润湿纸张；缺点是部分试剂有毒、碱残留耐久性差或存在安全隐患，应用受限。 （3）新型雾化/智能脱酸：采用超声雾化或低温蒸发干燥技术，结合纳米碱性颗粒，兼顾渗透性与安全性，适合批量处理且对字迹影响小。 【情景创设】阅读下列科普短文，回答问题。 古籍酸化使得古籍保护刻不容缓 古籍是文明的载体。中华民族留存的善本古籍具有极高文献与文物价值，但古籍纸张酸化会造成纸张发黄断裂，亟需通过复制实现“永久传承”与“共享利用”。 古籍酸化主要表现为纸张酸性增强，PH（酸碱度）值降低，纸张变硬、变脆，严重的会导致书籍无法翻动，甚至使书籍碎成纸屑，是影响文献寿命的最主要因素，也是国际文保界面临的普遍性难题。 2023年，中国人民大学图书馆古籍部对馆藏古籍进行测酸，目的是通过抽样摸清其馆内特藏文献的酸化程度，为后续特藏文献的保护和修复奠定数据基础。 依据文献的形成年代、纸张材质等抽样规则，共随机抽取了103卷册馆藏纸质文献，检测了309页纸张。其中包含民国文献33册，检测了99页纸张；珍贵古籍27种，检测了81页纸张；红色文献43册（约3974页纸张），检测了129页纸张。最后的统计结果如下。 【查阅资料】①pH为6.5～8.5是纸张保存的最佳条件。 ②室温时，饱和石灰水pH约为12.6。 （1）纸张成分及酸化原因。 ①纸张的主要成分为纤维素（化学式为（C6H10O5）n）。纤维素属于 （填“无机”或“有机高分子”）化合物，其中碳、氢、氧三种元素的质量比为 （填最简整数比）。 ②纸张酸化原因之一是空气中微量SO2与纸张中的水分反应，相关的化学方程式为2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，该反应的基本类型为 反应。经过漫长岁月，酸逐渐增多导致纸张酸化。 ③古籍文献的酸化，将严重影响古籍纸张的耐久性，降低古籍的保存寿命，必须进行去酸处理的pH值要低于 （填字母序号） A．7.0 B．6.5 C．5.0 D．4.5 （2）古法造纸时常用熟石灰和草木灰（主要成分K2CO3）混合使用处理原料，两者混用碱性会增强，其原因是 （用化学方程式表示）。 （3）古籍纸张若出现明显酸化（以硫酸为例），需进行脱酸保护。 一步脱酸法：酸化纸张用饱和石灰水浸泡，石灰水渗入纸张内部快速脱酸。 两步脱酸法：酸化纸张先用饱和石灰水浸泡，取出再用Ca(HCO3)2溶液浸泡，发生反应：Ca(OH)2＋Ca(HCO3)2 ＝2CaCO3↓＋2H2O ①石灰水脱硫酸的原理为 （用化学方程式表示）。 ②一步脱酸法处理后的湿纸张pH约为12，晾干后pH降至8左右。过程中pH下降的主要原因是 。 ③无论是一步脱酸法还是两步脱酸法，处理后的纸张均具有一定的抗酸性（消耗酸的能力），除微量碱残留外，具有抗酸性的原因为 。 参考答案 （1）①有机高分子；36∶5∶40；②化合；③C； （2）K2CO3＋Ca（OH）2 ＝CaCO3↓＋2KOH； （3）①Ca(OH)2）＋H2SO4＝CaSO4 ＋2H2O；②Ca（OH）2.与空气中CO2反应转化为CaCO3；③纸张上残留的CaCO3能消耗酸。 学科网（北京）股份有限公司 $