Mahnazmezon

Varför är Frihetsgudinnan grön?

Vetenskap
Share

Frihetsgudinnan är ett berömt landmärke med en ikonisk blågrön färg. Men det var inte alltid grönt. När statyn avtäcktes 1886 var det en blank brun färg, som ett öre. År 1906 hade färgen förändrats till grönt. Anledningen till att Frihetsgudinnan ändrade färger är att den yttre ytan är täckt med hundratals tunna kopparark. Koppar reagerar med luften för att bilda en patina eller verdigris. Verdigris-lagret skyddar den underliggande metallen från korrosion och nedbrytning, varför koppar-, mässings- och bronsskulpturer är så hållbara.

Kemiska reaktioner som gör statyn av frihet grön

De flesta vet att koppar reagerar med luft för att bilda verdigris, men Frihetsgudinnan är sin egen speciella färg på grund av dess unika miljöförhållanden. Det är inte en enkel reaktion mellan koppar och syre att producera en grön oxid som du kanske tror. Kopparoxiden fortsätter att reagera för att göra kopparkarbonater, kopparsulfid och kopparsulfat.

Det finns tre huvudföreningar som bildar den blågröna patina: 

  • Cu4SÅ4(ÅH)6 (grön)
  • Cu2CO3(ÅH)2 (grön)
  • Cu3(CO3)2(ÅH)2 (blå)

Det här är vad som händer: Inledningsvis reagerar koppar med syre från luften i en oxidationsreduktions- eller redoxreaktion. Koppar donerar elektroner till syre, vilket oxiderar koppar och minskar syre:

2Cu + O2 → Cu2O (rosa eller röd)

Sedan fortsätter koppar (I) -oxiden att reagera med syre för att bilda kopparoxid (CuO):

  • 2Cu2O + O2 → 4CuO (svart)

Vid den tidpunkten som Frihetsgudinnan byggdes innehöll luften mycket svavel från luftföroreningar som producerades genom att bränna kol:

  • Cu + S → 4CuS (svart)

CuS reagerar med koldioxid (CO2) från luften och hydroxidjonerna (OH-) från vattenånga för att bilda tre föreningar:

  • 2CuO + CO2 + H2O → Cu2CO3(ÅH)2 (grön)
  • 3CuO + 2CO2 + H2O → Cu3(CO3)2(ÅH)2 (blå)
  • 4CuO + SO3 +3H2O → Cu4SÅ4(ÅH)6 (grön)

Den hastighet med vilken patina utvecklas (20 år, i fallet med Frihetsgudinnan) och färg beror på fuktigheten och luftföroreningen, inte bara närvaron av syre och koldioxid. Patina utvecklas och utvecklas över tiden. Nästan allt koppar i statyn är fortfarande den ursprungliga metallen, så verdigris har utvecklats i över 130 år.

Enkelt Patina-experiment med pennor

Du kan simulera patinering av Frihetsgudinnan. Du behöver inte ens vänta 20 år för att se resultat. Du kommer behöva:

  • kopparpennor (eller någon koppar-, mässings- eller bronsmetall)
  • vinäger (utspädd ättiksyra)
  • salt (natriumklorid)
  1. Blanda ihop en tesked salt och 50 ml vinäger i en liten skål. De exakta mätningarna är inte viktiga.
  2. Doppa hälften av myntet eller ett annat kopparbaserat föremål i blandningen. Observera resultaten. Om myntet var tråkigt borde den halva du doppade nu vara blank.
  3. Placera myntet i vätskan och låt det sitta i 5-10 minuter. Det borde vara mycket glansigt. Varför? Ättiksyra från vinäger och natriumklorid (salt) reagerade och bildade natriumacetat och väteklorid (saltsyra). Syran avlägsnade det befintliga oxidskiktet. Så här kan statyn ha framträtt när den var ny.
  4. Ändå sker kemiska reaktioner fortfarande. Skölj inte bort salt och vinägermynt. Låt det torka naturligt och observera det nästa dag. Ser du den gröna patinan formas? Syre och vattenånga i luften reagerar med koppar för att bilda verdigris.

Notera: En liknande uppsättning kemiska reaktioner gör att koppar-, mässings- och bronssmycken gör huden grön eller svart!

Måla Frihetsgudinnan?

När statyn först blev grön bestämde personer i myndighet att den skulle målas. Tidningarna i New York skrev ut berättelser om projektet 1906, vilket ledde till ett offentligt skrik. EN Times reportern intervjuade en koppar- och bronstillverkare och frågade om han trodde att statyn borde måla om. Företagets vice president sa att måla var onödigt eftersom patina skyddar metallen och att en sådan handling kan betraktas som vandalism.

Även om att måla statyn av frihet har föreslagits flera gånger under åren har det inte gjorts. Emellertid korroderade facklan, som ursprungligen var koppar, efter en renovering för att installera fönster. På 1980-talet klipptes den ursprungliga facklan bort och ersattes med en belagd med guldblad.

Vetenskap
×