The Kip svobode je znana znamenitost z ikonično modro-zeleno barvo. Vendar ni bilo vedno zeleno. Ko so Kip razkrili leta 1886, je bil sijoče rjave barve, kot peni. Do leta 1906 se je barva spremenila v zeleno. Razlog, da je Kip svobode spremenil barve, je ta, da je zunanja površina prekrita s stotinami tankih baker rjuhe. Baker reagira z zrakom in tvori patino ali verdigris. Plast Verdigris ščiti temeljno kovino pred korozija in razgradnjo, zato baker, medenina, in bronast kipi so tako trpežni.
Kemične reakcije, zaradi katerih je kip svobode zelen
Večina ljudi ve, da baker z reakcijo z zrakom tvori verdigris, vendar je Kip svobode zaradi svoje edinstvene okoljske razmere posebna barva. Ne gre za eno samo reakcijo med bakrom in kisikom, da nastane zeleni oksid, kot si morda mislite. Bakrov oksid še naprej reagira in tvori bakrene karbonate, bakrov sulfid in bakrov sulfat.
Obstajajo tri glavne spojine, ki tvorijo modro-zeleno patino:
- Cu4SO4(OH)6 (zelena)
- Cu2CO3(OH)2 (zelena)
- Cu3(CO3)2(OH)2 (modra)
Evo, kaj se zgodi: baker na začetku reagira s kisikom iz zraka oksidacijsko-redukcijsko ali redoks reakcijo. Baker donira elektrone kisiku, ki oksidira baker in zmanjša kisik:
2Cu + O2 → Cu2O (roza ali rdeča)
Nato bakreni (I) oksid še naprej reagira s kisikom in tvori bakreni oksid (CuO):
- 2Cu2O + O2 → 4CuO (črna)
V času, ko je bil postavljen Kip svobode, je zrak vseboval veliko žvepla zaradi onesnaževanja zraka, ki ga povzroča kurjenje premoga:
- Cu + S → 4CuS (črna)
CuS reagira z ogljikovim dioksidom (CO2) iz zraka in hidroksidnih ionov (OH-) iz vodne pare, da tvorijo tri spojine:
- 2CuO + CO2 + H2O → Cu2CO3(OH)2 (zelena)
- 3CuO + 2CO2 + H2O → Cu3(CO3)2(OH)2 (modra)
- 4CuO + SO3 + 3H2O → Cu4SO4(OH)6 (zelena)
Hitrost, s katero se razvije patina (20 let, v primeru Kipa svobode), in barva je odvisna od vlažnosti in onesnaženosti zraka, ne le od prisotnosti kisika in ogljikovega dioksida. Patina se s časom razvija in razvija. Skoraj ves baker v Kipu je še vedno originalna kovina, zato se verdigris razvija že več kot 130 let.
Preprost eksperiment s patino
Lahko simulirate patino Kipa svobode. Za prikaz rezultatov vam sploh ni treba čakati 20 let. Boste potrebovali:
- bakreni peni (ali katere koli bakra, medenine ali bronaste kovine)
- kis (razredčena ocetna kislina)
- sol (natrijev klorid)
- V majhni skledi skupaj zmešajte približno čajno žličko soli in 50 mililitrov kisa. Natančne meritve niso pomembne.
- V mešanico potopite polovico kovanca ali drugega predmeta na osnovi bakra. Opazujte rezultate. Če je bil kovanec dolgočasen, bi morala biti polovica, ki ste jo namočili, svetleča.
- Konec postavite v tekočino in pustite, da sedi 5-10 minut. Morala bi biti zelo sijoča. Zakaj? Ocetna kislina iz kisa in natrijevega klorida (soli) reagira, da tvorita natrijev acetat in vodikov klorid (klorovodikova kislina). Kislina je odstranila obstoječo oksidno plast. Tako se je morda pojavil Kip, ko je bil nov.
- Kljub temu se kemične reakcije še vedno dogajajo. Kovinca soli in kisa ne spirajte. Pustite, da se naravno posuši in ga opazujte naslednji dan. Ali vidite, da se oblikuje zelena patina? Kisik in vodna para v zraku reagirata z bakrom in tvorita verdigris.
Opomba: Podoben niz kemičnih reakcij povzroča bakreni, medeninasti in bronasti nakit obarvajte kožo zeleno ali črno!
Slikanje kipa svobode?
Ko je kip prvič postal zelen, so se oblastniki odločili, da ga je treba naslikati. Newyorški časopisi so leta 1906 tiskali zgodbe o projektu, kar je povzročilo javni izziv. A Časi novinar je intervjuval proizvajalca bakra in brona in ga vprašal, ali meni, da je treba kip prebarvati. Podpredsednik podjetja je dejal, da je slikanje nepotrebno, ker patina ščiti kovino in da bi takšno dejanje lahko veljalo za vandalizem.
Čeprav je bilo slikanje Kipa svobode že več let predlagano, tega ni storilo. Vendar je bakla, ki je bila prvotno bakrena, po prenovi korodirala, da bi namestila okna. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja so prvotno baklo odrezali in nadomestili z eno, prevlečeno z zlatim listom.