ο Αγαλμα της ελευθερίας είναι ένα διάσημο ορόσημο με εικονικό μπλε-πράσινο χρώμα. Ωστόσο, δεν ήταν πάντα πράσινο. Όταν το άγαλμα αποκαλύφθηκε το 1886, ήταν ένα λαμπερό καφέ χρώμα, σαν μια δεκάρα. Το 1906, το χρώμα είχε αλλάξει σε πράσινο. Ο λόγος που το Άγαλμα της Ελευθερίας άλλαξε τα χρώματα είναι ότι η εξωτερική επιφάνεια είναι καλυμμένη με εκατοντάδες λεπτά χαλκός φύλλα. Ο χαλκός αντιδρά με τον αέρα για να σχηματίσει πατίνα ή πράσινο. Το στρώμα verdigris προστατεύει το υποκείμενο μέταλλο από διάβρωση και η υποβάθμιση, και γι 'αυτό ο χαλκός, ορείχαλκος, και μπρούντζος τα γλυπτά είναι τόσο ανθεκτικά.
Χημικές αντιδράσεις που κάνουν το άγαλμα της ελευθερίας πράσινο
Οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν ότι ο χαλκός αντιδρά με τον αέρα για να σχηματίσει verdigris, αλλά το άγαλμα της ελευθερίας είναι το δικό του ιδιαίτερο χρώμα λόγω των μοναδικών περιβαλλοντικών συνθηκών του. Δεν είναι μια απλή απλή αντίδραση μεταξύ χαλκού και οξυγόνου για να παράγει ένα πράσινο οξείδιο όπως ίσως να νομίζετε. Το οξείδιο του χαλκού συνεχίζει να αντιδρά για να παράγει ανθρακικά άλατα χαλκού, θειούχο χαλκό και θειικό χαλκό.
Υπάρχουν τρεις κύριες ενώσεις που σχηματίζουν την μπλε-πράσινη πατίνα:
- Cu4ΕΤΣΙ4(ΟΗ)6 (πράσινος)
- Cu2CO3(ΟΗ)2 (πράσινος)
- Cu3(CO3)2(ΟΗ)2 (μπλε)
Εδώ είναι τι συμβαίνει: Αρχικά, ο χαλκός αντιδρά με οξυγόνο από τον αέρα μέσα μια αντίδραση οξείδωσης-αναγωγής ή οξειδοαναγωγής. Ο χαλκός δίνει ηλεκτρόνια στο οξυγόνο, το οποίο οξειδώνει τον χαλκό και μειώνει το οξυγόνο:
2Cu + O2 → Cu2O (ροζ ή κόκκινο)
Στη συνέχεια το οξείδιο του χαλκού (Ι) συνεχίζει να αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει οξείδιο του χαλκού (CuO):
- 2Cu2O + O2 → 4CuO (μαύρο)
Την εποχή που χτίστηκε το άγαλμα της ελευθερίας, ο αέρας περιείχε πολύ θείο από την ατμοσφαιρική ρύπανση που παράγεται από την καύση του άνθρακα:
- Cu + S → 4CuS (μαύρο)
Το CuS αντιδρά με διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από τον αέρα και τα ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-) από υδρατμούς για να σχηματίσουν τρεις ενώσεις:
- 2CuO + CO2 + Η2O → Cu2CO3(ΟΗ)2 (πράσινος)
- 3CuO + 2CO2 + Η2O → Cu3(CO3)2(ΟΗ)2 (μπλε)
- 4CuO + SO3 + 3Η2O → Cu4ΕΤΣΙ4(ΟΗ)6 (πράσινος)
Η ταχύτητα με την οποία αναπτύσσεται η πατίνα (20 χρόνια, στην περίπτωση του Άγαλμα της Ελευθερίας) και το χρώμα εξαρτάται από την υγρασία και την ατμοσφαιρική ρύπανση, όχι μόνο την παρουσία οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Η Patina αναπτύσσεται και εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου. Σχεδόν όλος ο χαλκός στο άγαλμα είναι ακόμα το αρχικό μέταλλο, έτσι το verdigris αναπτύσσεται για πάνω από 130 χρόνια.
Απλό πείραμα Patina με Pennies
Μπορείτε να προσομοιώσετε την πατινιά του Άγαλμα της Ελευθερίας. Δεν χρειάζεται καν να περιμένετε 20 χρόνια για να δείτε τα αποτελέσματα. Θα χρειαστείτε:
- χάλκινες πένες (ή οποιοδήποτε χαλκό, ορείχαλκο ή χάλκινο μέταλλο)
- ξύδι (αραιό οξικό οξύ)
- άλας (χλωριούχο νάτριο)
- Ανακατέψτε μαζί ένα κουταλάκι του γλυκού αλάτι και 50 ml ξιδιού σε ένα μικρό μπολ. Οι ακριβείς μετρήσεις δεν είναι σημαντικές.
- Βάλτε στο μείγμα το μισό νόμισμα ή άλλο αντικείμενο με βάση το χαλκό. Παρατηρήστε τα αποτελέσματα. Εάν το νόμισμα ήταν θαμπό, το ήμισυ που βρήκατε θα έπρεπε τώρα να είναι λαμπερό.
- Τοποθετήστε το κέρμα στο υγρό και αφήστε το να παραμείνει για 5-10 λεπτά. Θα πρέπει να είναι πολύ λαμπερό. Γιατί; Το οξικό οξύ από το ξίδι και το χλωριούχο νάτριο (άλας) αντέδρασαν για να σχηματίσουν οξικό νάτριο και υδροχλώριο (υδροχλωρικό οξύ). Το οξύ απομάκρυνε το υπάρχον στρώμα οξειδίου. Έτσι μπορεί να εμφανίστηκε το άγαλμα όταν ήταν καινούργιο.
- Ωστόσο, οι χημικές αντιδράσεις εξακολουθούν να συμβαίνουν. Μη ξεπλύνετε το νόμισμα αλατιού και ξιδιού. Αφήστε το να στεγνώσει φυσικά και να το παρατηρήσετε την επόμενη μέρα. Βλέπετε την πράσινη πατίνα που σχηματίζει; Το οξυγόνο και ο υδρατμός στον αέρα αντιδρούν με τον χαλκό για να σχηματίσουν πράσινο.
Σημείωση: Ένα παρόμοιο σύνολο χημικών αντιδράσεων προκαλεί χαλκό, ορείχαλκο και χάλκινα κοσμήματα γυρίστε το δέρμα σας πράσινο ή μαύρο!
Ζωγραφίζοντας το άγαλμα της ελευθερίας;
Όταν το άγαλμα έγινε για πρώτη φορά πράσινο, οι άνθρωποι στην εξουσία αποφάσισαν ότι πρέπει να ζωγραφιστούν. Οι εφημερίδες της Νέας Υόρκης έγραψαν ιστορίες για το έργο το 1906, οδηγώντας σε δημόσια κατακραυγή. ΕΝΑ Φορές ο δημοσιογράφος συνέντευξη με έναν κατασκευαστή χαλκού και χαλκού, ρωτώντας αν σκέφτηκε ότι το άγαλμα θα πρέπει να ξαναβαφτεί. Ο αντιπρόεδρος της εταιρείας δήλωσε ότι η ζωγραφική δεν ήταν απαραίτητη καθώς η πατίνα προστατεύει το μέταλλο και ότι μια τέτοια πράξη μπορεί να θεωρηθεί βανδαλισμός.
Αν και έχει ζωγραφιστεί το Άγαλμα της Ελευθερίας έχει προταθεί αρκετές φορές όλα αυτά τα χρόνια, δεν έχει γίνει. Ωστόσο, ο φακός, ο οποίος ήταν αρχικά χαλκός, διαβρώθηκε μετά από μια ανακαίνιση για την εγκατάσταση των παραθύρων. Στη δεκαετία του 1980, ο αρχικός πυρσός αποσπάστηκε και αντικαταστάθηκε με ένα επικαλυμμένο με χρυσό φύλλο.