science >> Wetenschap >  >> Chemie

De effecten van oxidatie op koper

Koper is een veelzijdig metaal dat in duizenden alledaagse producten wordt gebruikt. Het oxideert gemakkelijk en vormt een onderscheidende coating die bekend staat als patina. De patina geeft het Vrijheidsbeeld zijn karakteristieke uiterlijk, maar de oxidatie van koper kan onder bepaalde omstandigheden ook ongewenste effecten veroorzaken.
Koperen kenmerken

Het elementensymbool van koper --- Cu --- is afgeleid van de Latijns "cuprum", wat zich vertaalt naar "metaal van Cyprus", wat aangeeft waar het in de oudheid werd gedolven. In feite wordt koper al ongeveer 10.000 jaar door mensen gebruikt. Tegenwoordig komt koper voor in producten van kookgerei, elektrische draden en leidingen tot sieraden en beeldhouwkunst. Onder bepaalde omstandigheden kunnen deze koperen voorwerpen worden aangetast door oxidatie.

De onderscheidende roodoranje kleur en de heldere glans van koper maken het aantrekkelijk voor decoratief metaalwerk, sieraden en kookgerei. Koper is flexibel en buigzaam en geleidt warmte en elektriciteit goed, waardoor het nuttig is voor elektrische bedrading. Bovendien zijn koperen dakbedekking, goten en regentuiten bestand tegen weersinvloeden, omdat het corrosieproces zo langzaam is.
Oxidatie gedefinieerd

Oxidatie treedt op als gevolg van blootstelling van koper aan lucht, hoewel water --- vooral zout water --- hitte en zure verbindingen kunnen ook corrosie veroorzaken. Oxidatie voegt een verdigris kleur (blauwgroen) toe aan koper of kopercarbonaten zoals messing of brons. Dit is met name het geval wanneer er contact is met iets zuurs in de natuur (bijv. Azijn, azijnzuur).
Koperoxidatie vs. IJzeroxidatie

Wanneer ijzer roest of oxideert, produceert het die karakteristieke rode buitenlaag. Deze oxidatielaag plakt niet goed aan het ijzeroppervlak. Het schilfert af, verzwakt het metaal en maakt het kwetsbaar voor verder roesten en structureel verval. Koperoxidatie, anderzijds, voorkomt verdere zuurstofblootstelling en corrosie door zich stevig aan het metaaloppervlak te hechten.
Effecten van oxidatie op koper

Een positief effect van koperoxidatie omvat de vorming van een beschermende buitenlaag dat voorkomt verdere corrosie. Deze bescherming is te zien op koperen daken en dakgoten evenals op sculpturen en beeldhouwwerken in openlucht, namelijk het Vrijheidsbeeld. Koperoxidatie veroorzaakt echter schadelijke effecten in koperen kookgerei. Wanneer het koperen kookoppervlak in contact komt met zuur voedsel (d.w.z. azijn, wijn), produceert het een giftig verdigris, dat giftig is als het wordt ingeslikt. Koperen elektrische draad en koperen leidingen moeten worden gereinigd met zuurvrije reinigingsmiddelen voordat solderen plaatsvindt. Bovendien moet ervoor worden gezorgd dat het koper tijdens het soldeerproces niet oververhit raakt, omdat overtollige warmte koperoxidatie veroorzaakt en het soldeer zich er niet aan hecht. Oxidatie belemmert ook de elektrische geleidbaarheid van koperdraad