Mens- en Milieuvriendelijk Etsen, Non-Toxic Intaglio Printmaking, by Keith Howard

De "Chemie" van IJzer-chloride
Sinds de tijd van Rembrandt hebben etsers salpeterzuur en Dutch mordant gebruikt om koper te etsen. In het begin van de 20 e eeuw werd ijzerchloride toegepast vanwege met de interaktie met "gom bichromaat gelatine". In onze tijd wordt er meer nadruk gelegd op gezondheidsrisico's in werksituaties, waardoor het gebruik van diverse chemicaliën opnieuw beoordeeld moest worden.
IJzer-chloride heeft niet de nadelen van salpeterzuur en Dutch mordant; zoals gevaarlijke dampen, het is reukloos, en hoewel het corrosief is, wordt het niet geabsorbeerd door de huid.
Een oplossing is water van ijzerchloride heeft een grote zuurgraad. De reaktie met koper verloopt echter zonder dat er noemenswaardige dampen worden geproduceerd. Dit is omdat koper niet reageert met zoutzuur (als er geen vrije zuurstof aanwezig is).
Als ijzer-chloride opgelost wordt in water, neemt de zuurgraad sterk toe als gevolg van electrolyse. De chemische reaktie, in woorden en in formulevorm gaat als volgt:
IJzer-chloride ioniseert in water tot ijzer-ionen en chloor-ionen, terwijl het water ioniseert tot waterstof en hydroxyl ionen;

FeCL³		<====>	Fe³ + 3CL		(1)
H²O		<====>	H³ + OH		(2)

De ijzer-ionen zullen gedeeltelijk een verbinding aangaan met de waterstof -ionen en hydroxyl-ionen om ijzer-hydroxide te vormen, een verbinding die slecht oplosbaar is en zich afschijdt van de oplossing als een bruine drab.

Fe³ + 3OH

Fe(OH)³

(3)

Het neerslaan van het ijzer-hydroxyde kan ook worden gezien als de verwijdering van de hydroxyl-ionen uit de oplossing. Hierdoor ontstaat er een relatief overschot aan waterstof ionen, waardoor de oplossing zuur wordt. Een eigenschap van metalen betreft de "spanning reeks" (edele en minder edele metalen, waartussen een "electrische spanning" bestaat). Deze eigenschap zorgt er voor dat het ijzer vervangen wordt door koper, in de oplossing en een mengsel van ijzer-ionen en koper-ionen vormt. Dit koper lost op in de oplossing, zonder dat er gassen gevormd worden;

2Fe³

+

Cu(solid)

<===>

2Fe³

+

Cu²

(4)

IJzer ionen worden stabieler naarmate de oplossing een hogere zuurgraad krijgt, en dit helpt weer het oplossen van de koper-ionen. In een basische oplossing daarentegen hebben ijzer-ionen sterk de neiging zich tot ijzer om te vormen. Naarmate er meer koper oplost, en het punt van verzadiging wordt bereikt, slaat er koper-chloride uit de oplossing neer. Dit is zichtbaar als een groene tot blauwe drab.

Concentraties
IJzer-chloride kan worden gekocht in de vom van brokken (kristallen) (dit wordt niet aanbevolen omdat het giftige gas waterstofchloride vrij kan komen bij het oplossen in water) of in vloeibare vorm, normaal geleverd in een concentratie van 45° Baume. Het soortelijk gewicht van deze oplossing is dan ongeveer 1.43 (of een gewicht/volume verhouding van 39-41%.) Leveranciers zijn vaak niet op de hoogte van de verschillende manieren van aanduiding van een concentratie, vandaar dat hier verschillende manieren zijn aangegeven.

De ijjzer-chloride wordt verdund (2 delen water op 1 deel ijzer-chloride) tot de meest gebruikte concentratie van 42° Baume.

Het klaarmaken van de oplossing.
De op dit moment zeer zure ijzer-chloride moet verder worden behandeld om het vrije zuur te verwijderen en het zuur te conditioneren. Kleine hoeveelheden koper kunnen worden toegevoegd om op te lossen, maar een meer effectieve manier is de volgende; neem 10 cc van de verdunde (42°) oplossing en 10cc huishoudammonia (9%). Als dit wordt gemengd ontstaat er een drab van ijzerchloride dat moet bezinken. Deze neerslag moet worden toegevoegd aan 1 liter van de standaard oplossing ijzer-chloride. Als er inmiddels al een ets-sessie is geweest waarbij ijzer-chloride is gebruikt, is de derde methode waarschijnlijk handiger. Hierbij wordt de gebruikte ijzer-chloride (wat ijzer hydroxide bevat) toegevoegd aan de standaard 42° oplossing, in een verhouding van 1 deel gebruikte op 10 delen ongebruikte oplossing.

Kleur in het gebruik
De optimale werking treedt pas vaak na enig gebruik op (een "incubatie-tijd" voor de chemische reakties), maar als het etsen wordt voortgezet wordt de oplossing steeds zwakker. Dit proces kan worden waargenomen als een kleurverandering; eerst was de vloeistof rood-bruin (ijzer-hydroxide) later wordt de oplossing "modder-achtig bruin" dan is de vloeistof het meest werkzam, en tenslotte de donkergroene oplossing en de zwarte neerslag (koperzouten in oplossing). Op dat moment is de oplossing uitgeput en moet deze worden vervangen. Dit kan worden bereikt door calcium toe te voegen (kalk) todat het bruisen stopt en er een zuurgraad van 7 (neutraal) bereikt is. Op dat moment is de oplossing geneutralizeerd en kan veilig worden verwijderd.

De Mythe van de Omgekeerde Etsplaat
Vaak wordt aangeraden om de koperplaten die in ijzerchloride geëtst worden, om te keren in het bad, of op de kant te laten rusten. De ijzerhydroxide die in het proces ontstaat zou de voortgang van het proces afremmen. Dit is echter niet nodig als de plaat om de tien minuten uit het bad gehaald wordt om te worden schoongespoeld met koud water. Deze procedure is niet gevaarlijk, zoals bij etsmiddelen als salpeterzuur, en heeft het voordeel dat het verloop van het proces beter gevolgd kan worden. Alleen bij extreem diep etsen is het handig om de plaat omgekeerd in het bad te laten etsen. Als de plaat tijdelijk uit het bad wordt gehaald, moet deze altijd worden schoongespoeld met water, omdat resterend ijzerchloride nog onbedoeld op de plaat kan inwerken.

Gebruikersgemak
IJzer-chloride is een chemisch materiaal en er moet voorzichtig en zorgvuldig mee worden omgegaan. Het is echter lang niet zo gevaarlijk als salpeterzuur en Dutch mordant. Men moet alleen zorgen dat de ijzerchloride in een plastic bad (of container) blijft en als het op de huid wordt gemorst, afspoelen met veel water. Afzuigingsystemen of zuurkasten zijn echter niet nodig.

Een oplossing met een sterkte van 42° Baume is het meest effectief en heel bruikbaar voor een diepe lijnets. Als het wordt verdund tot 32° Bauwe door er een zelfde hoeveelheid water aan toe te voegen, wordt het zeer geschikt voor het etsen van zachte grond en ander nauwkeurig werk. De etstijd wordt nauwelijks langer en de kans op onnauwkeurig etsen neemt af . Bij aquatint (fijne en gevoelige struktuur) hangt de sterkte van de oplossing af van persoonlijke voorkeur. (sommige acryl afdekmiddelen hebben een bepaalde sterkte nodig)