Статуя Свободы является известной достопримечательностью с культовым сине-зеленым цветом. Однако, это не всегда было зеленым. Когда в 1886 году была открыта статуя, она была блестящего коричневого цвета, как пенни. К 1906 году цвет изменился на зеленый. Причина, по которой Статуя Свободы изменила цвет, заключается в том, что внешняя поверхность покрыта сотнями тонких медь листы. Медь реагирует с воздухом, образуя патину или зелень. Слой зелени защищает нижележащий металл от коррозия и деградация, поэтому медь, латунь, и бронза скульптуры такие долговечные.
Химические реакции, которые делают статую свободы зеленой
Большинство людей знают, что медь реагирует с воздухом, образуя зелень, но Статуя Свободы имеет свой особый цвет из-за своих уникальных условий окружающей среды. Это не простая реакция между медью и кислородом с образованием зеленого оксида, как вы могли подумать. Оксид меди продолжает реагировать с образованием карбонатов меди, сульфида меди и сульфата меди.
Есть три основных соединения, которые образуют сине-зеленую патину:
- Cu4ТАК4(ОЙ)6 (Зеленый)
- Cu2Колорадо3(ОЙ)2 (Зеленый)
- Cu3(СО3)2(ОЙ)2 (Синий)
Вот что происходит: первоначально медь реагирует с кислородом из воздуха в окислительно-восстановительная или окислительно-восстановительная реакция. Медь отдает электроны кислороду, который окисляет медь и восстанавливает кислород:
2Cu + O2 → Cu2O (розовый или красный)
Затем оксид меди (I) продолжает реагировать с кислородом с образованием оксида меди (CuO):
- 2Cu2O + O2 → 4CuO (черный)
В то время, когда была построена Статуя Свободы, в воздухе содержалось много серы от загрязнения воздуха, вызванного сжиганием угля:
- Cu + S → 4CuS (черный)
CuS реагирует с диоксидом углерода (СО2) из воздуха и гидроксид-ионов (ОН-) из водяного пара с образованием трех соединений:
- 2CuO + CO2 + H2O → Cu2Колорадо3(ОЙ)2 (Зеленый)
- 3CuO + 2CO2 + H2O → Cu3(СО3)2(ОЙ)2 (Синий)
- 4CuO + SO3 + 3H2O → Cu4ТАК4(ОЙ)6 (Зеленый)
Скорость, с которой развивается патина (20 лет, в случае Статуи Свободы) и цвет, зависит от влажности и загрязнения воздуха, а не только от наличия кислорода и углекислого газа. Патина развивается и развивается со временем. Почти вся медь в Статуе по-прежнему является оригинальным металлом, поэтому вердигр развивается уже более 130 лет.
Простой Патина Эксперимент с Копейки
Вы можете смоделировать патинирование Статуи Свободы. Вам даже не нужно ждать 20 лет, чтобы увидеть результаты. Тебе понадобится:
- медные копейки (или любой медный, латунный или бронзовый металл)
- уксус (разбавленная уксусная кислота)
- соль (хлорид натрия)
- Смешайте около маленькой чайной ложки соли и 50 миллилитров уксуса в небольшой миске. Точные измерения не важны.
- Окуните половину монеты или другого предмета на основе меди в смесь. Соблюдайте результаты. Если монета была скучной, то половина, которую вы окунули, теперь должна быть блестящей.
- Поместите монету в жидкость и оставьте на 5-10 минут. Это должно быть очень блестящим. Почему? Уксусная кислота из уксуса и хлорида натрия (соли) реагировала с образованием ацетата натрия и хлороводорода (соляная кислота). Кислота удалила существующий оксидный слой. Так появилась статуя, когда она была новой.
- Тем не менее, химические реакции все еще происходят. Не смывайте соль и уксус. Позвольте этому сохнуть естественно и наблюдать это на следующий день. Вы видите, как формируется зеленая патина? Кислород и водяной пар в воздухе вступают в реакцию с медью с образованием зелени.
Заметка: Подобный набор химических реакций вызывает медные, латунные и бронзовые украшения сделай свою кожу зеленой или черной!
Роспись Статуи Свободы?
Когда Статуя впервые стала зеленой, люди во власти решили, что она должна быть нарисована. Нью-йоркские газеты напечатали рассказы о проекте 1906 года, который вызвал общественный резонанс. раз репортер взял интервью у производителя меди и бронзы, спросив, считает ли он, что статуя должна быть перекрашена. Вице-президент компании сказал, что покраска не нужна, поскольку патина защищает металл, и что такой акт можно считать вандализмом.
Хотя картина Статуи Свободы была предложена несколько раз за эти годы, это не было сделано. Однако факел, который изначально был медным, подвергся коррозии после ремонта для установки окон. В 1980-х годах оригинальный факел был срезан и заменен одним, покрытым сусальным золотом.