Videnskab
 Science >> Videnskab & Opdagelser >  >> Kemi

Forståelse af kobberpletter:årsager, stadier og pleje

Spencer Platt/Getty Images News/Getty Images

Kobberpletter udfolder sig i en veldefineret reaktion i flere trin. Til at begynde med bliver metallet dybt rødt, derefter sort og udvikler til sidst den grønlige patina, der pryder ikoniske vartegn, såsom Frihedsgudinden, Berlin-katedralen, Wiens Belvedere-palads og Victoria, B.C.'s parlamentsbygning.

Mens patinaen kan være et arkitektonisk træk, fremstår det ofte som et øjensår på husholdningsartikler af kobber. Det er muligt at fjerne det, men det udsætter det underliggende metal for yderligere korrosion. I de fleste tilfælde beskytter det grønne lag faktisk kobberet nedenunder, hvilket bidrager til dets lange udendørsliv.

Kobberpletter er ikke rust

Både rust og kobberpletter skyldes oxidation, men de er kemisk adskilte. Rust dannes på jernholdige metaller og producerer jernoxider, der flager af og fremskynder yderligere henfald. Kobberoxidation giver stabile overfladeforbindelser, der forbliver vedhæftende og beskytter metallet nedenunder.

Når kobber korroderer under ekstreme forhold - såsom stærkt surt eller basisk vand, eller vand med højt salt- eller iltniveau - kan der forekomme forringelse. Disse scenarier er mest almindelige i VVS-systemer.

Kobberkorrosions stadier

Tape 1:Dannelse af kobber(I)oxid (Cu₂O)

Når kobber udsættes for atmosfærisk oxygen, danner det først kobber(I)oxid:

4Cu+O2→2Cu2O

Dette giver metallet en rødlig nuance.

Trin 2:Konvertering til kobber(II)oxid (CuO)

Cu₂O reagerer yderligere med oxygen for at producere kobber(II)oxid, en sort forbindelse:

2Cu2O+O2→4CuO

At placere en kobberplade på en gaskomfursbrænder viser denne udvikling fra rød til sort.

Tape 3:Udvikling af den beskyttende patina

I løbet af måneder til år kombineres CuO og kobber(II)sulfid (CuS) – dannet når svovl i luften reagerer med kobber – med atmosfærisk CO₂ og fugt (OH⁻) for at skabe tre hovedbestanddele af patina:

  • Cu₂CO₃(OH)₂
  • Cu3(CO₃)₂(OH)₂
  • Cu₄SO4(OH)6

Forurenet luft rig på svovl fremskynder patinadannelsen, en proces drevet af biprodukter fra fossilt brændstof.

Rengøring og konservering af kobber

Nogle brugere sætter pris på det gamle udseende af plettede kobbervaske og køkkengrej, mens andre foretrækker en lys finish. En mild, ikke-giftig syre vil opløse overfladeforbindelserne uden at beskadige metallet. Køkkenhæftevarer såsom hvid eddike og bordsalt fungerer godt:

  • Drys salt over kobberoverfladen og gnid med en klud dyppet i eddike; natriumchloridet og eddikesyren reagerer for at fjerne pletter.
  • For genstridige aflejringer, kog en saltvandsopløsning i kobberemnet, tilsæt eddike og lad blandingen sidde i flere minutter.

For at forhindre fremtidig anløbning, påfør en beskyttende film. Kobberlak eller en klar lak kan forsegle vaske og dekorative stykker, men disse finish bør ikke bruges på køkkengrej, der vil blive udsat for høje temperaturer.

For mere detaljeret vejledning, se American Copper Associations Copper History &Conservation Resources .