Porijeklo kovanog novca? Pitaj kemičara!

Od čega je napravljen bakrenjak, ili – engleski – bronze coin? Od bakra ili od bronce? Odgovor daje kemijska analiza. No, što je bakar, a što bronca?

Nenad Raos subota, 6. siječnja 2024. u 06:00

U lijepo smještenom i (pre)divno uređenom muzeju nedaleko arheološkog nalazišta u Vučedolu ima jedna slika koja tamo nikako ne spada. Riječ je o fotografiji minerala kasiterita, po kemijskom sastavu kositrenog dioksida, SnO2. Hoće reći: u Vučedolu se lijevala bronca, da bi se potom izljevci – brončano oruđe – prodavalo diljem Europe. Prapovijesni Ruhr, dakle.

I tome ne bi bilo ništa za zamjeriti, da nije tog nesretnog kasiterita. On navodi na pomisao da je brončano doba u Vučedolu bilo doba bronce, slitine bakra i kositra. No nije tako. Postoji starije i mlađe brončano doba. U starijem brončanom dobu, onom vučedolskom, „bronca“ je bila slitina bakra i arsena. Moderna bronca, slitina bakra i kositra, pojavila se mnogo stoljeća nakon arsenove bronce, u mlađem brončanom dobu. Čudi me da to autorima muzejskog postava nije poznato. Potrudio sam se da ih o tome obavijestim, da ih poučim onome što bi trebao, valjda, znati svaki srednjoškolac. Nisu mi odgovorili.

Reći da je njihovo znanje na razini kamenog doba ne bi bilo točno, jer ni Rimljani nisu pravo razlikovali bakrene legure. Za njih je sve bilo aes (mjed), a najbolju su „mjed“ dobivali iz rudnika na Cipru. Ta „mjed“ je bio zapravo gotovo čisti bakar, pa su je zvali aes cyprium (ciparska mjed) – odatle je bakar dobio ime cuprum i kemijski simbol Cu. I u hrvatskom ista terminološka zbrka. Bakar je turska riječ, očito zato što nam je „najfinija mjed“ dolazila iz Turske. Naš jezikoslovac Bulcsú László, valjda opterećen svojim mađarskim imenom i prezimenom i dvojnim hrvatsko-mađarskim porijeklom, htio je pokazati Hrvatima kako Mađar bolje zna hrvatski jezik od Hrvata, pa je predložio sasvim nova imena za kemijske elemente. Za njega je bakar postao mjedik, čime je napravio odmak od Šuleka iz 19. stoljeća, koji je za ime kemijskog elementa simbola Cu predložio (rusku) riječ mjed.

Ovo jezično prepucavanje ukazuje na činjenicu kako je teško razlikovati bakar od njegovih legura, jer bakar se – na radost metalurga – legira sa svime. No to opet znači da je teško dobiti čisti bakar, ali – na radost arheologa – upravo ta činjenica omogućuje da se o bakrenim predmetima sazna mnogo više nego što bi se moglo saznati samo iz njihova izgleda.

Svakom je rimskom novčiću određen kemijski sastav na nekoliko mjesta
Svakom je rimskom novčiću određen kemijski sastav na nekoliko mjesta

Tome svjedoči i znanstveni rad sedmorice talijanskih znanstvenika objavljen u časopisu Molecules: „From collection or archaeological finds? A non-destructive analytical approach to distinguish between two sets of bronze coins of the Roman Empire“.

Ono što arheologe (a i numizmatičare) veseli je da zahvaljujući modernim instrumentalnim metodama nije potrebno novčić otopiti u kiselini – umjesto toga treba ga samo ozračiti rendgenskim zračenjem i iz snimljenog spektra fluorescencije (μ-X-ray fluorescence spectroscopy, μ-XRF) iščitati njegov sastav. Pa kakav je?

Slika površine novčića elektronskim mikroskopom i njegov spektar
Slika površine novčića elektronskim mikroskopom i njegov spektar

Jednom riječju – varijabilan. Iako je riječ o (modernoj) bronci, dakle o leguri bakra i kositra, njezin sastav varira od novčića do novčića: bakra ima od 64,5 do 98,9 %, a kositra od 0,06 do 7,14 % (moderne bronce imaju 4 – 12 % kositra). No to je tek početak priče, jer se u kovini iz koje su iskovani novčići nalazi još sedam metala: olovo, željezo, cink, srebro, titanij, mangan i kalcij. Od toga dva (titanij i mangan) ne pripadaju izvornom novčiću nego su u njega dospjeli kontaminacijom iz tla. Stoga dva novčića koji sadrže te elemente čine prvi skup, a četiri novčića koja ih ne sadrže čine drugi. Olova u bronci može biti više od kositra – čak 26 %, a srebra i cinka može biti ništa (< 0,03 %) ili visokih 4,6 % za Ag i 6,01 % za Zn (no to u samo jednom novčiću). Od šest analiziranih novčića samo dva pokazuju sličnost po sastavu, prvi ima 98,9 % Cu, 0,6 % Pb, 0,19 % Sn, 0,09 % Ca i 0,21 % Fe, drugi pak 98,6 % Cu, 0,1 % Pb, 0,06 % Sn, 0,04 % Ca i 1,18 % Fe. Brončani novčić označen brojem 467 je prije iskovan od mjedi nego od bronce, jer sadrži 6,01 % cinka i 1,2 % olova no samo 0,32 % kositra. Za usporedbu suvremeni mesing (žuta mjed) sadrži 10 – 40 % cinka, a može sadržavati i 3 % olova.

Što se iz ovog dade zaključiti? Malo toga budući da su bakrenjaci pronađeni nedaleko hrama, gdje su ih hodočasnici bacali da bi izmolili nešto od bogova. No jedno je jasno: bakrenjaci su se kovali na mnogim mjestima u Rimskom carstvu, bakar se dobivao iz mnogih rudnika, a metalurzi su leguru za novčiće pravili svaki na svoj način. Bakrenjak, mjedenjak, broncenjak? Možda mjediknjak, mjedomjediknjak ili broncomjedenjak? Ah, jezičari, pomozite! Nedostaju mi riječi.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije, povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji; član je društva ProGeo-Hrvatska i Odjela za prirodoslovlje i matematiku Matice hrvatske. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 15 znanstveno-popularnih knjiga, posljednje dvije su „Kemija – muza arhitekture“ (u koautorstvu sa Zvonkom Pađanom) i „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.