The Statua Wolności jest znanym punktem orientacyjnym o kultowym niebiesko-zielonym kolorze. Jednak nie zawsze był zielony. Kiedy Statua została odsłonięta w 1886 roku, miała błyszczący brązowy kolor, jak grosz. Do 1906 roku kolor zmienił się na zielony. Powodem zmiany kolorów Statuy Wolności jest fakt, że zewnętrzna powierzchnia pokryta jest setkami cienkich warstw miedź pościel. Miedź reaguje z powietrzem, tworząc patynę lub grynszpan. Warstwa verdigris chroni metal leżący pod spodem korozja i degradacja, dlatego miedź mosiądz, i brązowy rzeźby są tak trwałe.
Reakcje chemiczne, które sprawiają, że Statua Wolności jest zielona
Większość ludzi wie, że miedź reaguje z powietrzem, tworząc verdigris, ale Statua Wolności ma swój własny specjalny kolor ze względu na wyjątkowe warunki środowiskowe. Nie jest to prosta pojedyncza reakcja między miedzią a tlenem, aby wytworzyć zielony tlenek, jak mogłoby się wydawać. Tlenek miedzi nadal reaguje, tworząc węglany miedzi, siarczek miedzi i siarczan miedzi.
Istnieją trzy główne związki, które tworzą niebiesko-zieloną patynę:
- Cu4WIĘC4(O)6 (Zielony)
- Cu2WSPÓŁ3(O)2 (Zielony)
- Cu3(WSPÓŁ3)2(O)2 (niebieski)
Oto, co się dzieje: Początkowo miedź reaguje z tlenem z powietrza w powietrzu reakcja redukcji utleniania lub reakcji redoks. Miedź przekazuje elektrony do tlenu, który utlenia miedź i redukuje tlen:
2Cu + O2 → Cu2O (różowy lub czerwony)
Następnie tlenek miedzi (I) nadal reaguje z tlenem, tworząc tlenek miedzi (CuO):
- 2Cu2O + O2 → 4CuO (czarny)
W czasie budowy Statuy Wolności powietrze zawierało dużo siarki pochodzącej z zanieczyszczeń powietrza powstających w wyniku spalania węgla:
- Cu + S → 4CuS (czarny)
CuS reaguje z dwutlenkiem węgla (CO2) z powietrza i jonów wodorotlenkowych (OH-) z pary wodnej z wytworzeniem trzech związków:
- 2CuO + CO2 + H2O → Cu2WSPÓŁ3(O)2 (Zielony)
- 3CuO + 2CO2 + H2O → Cu3(WSPÓŁ3)2(O)2 (niebieski)
- 4CuO + SO3 + 3H2O → Cu4WIĘC4(O)6 (Zielony)
Szybkość, z jaką rozwija się patyna (20 lat, w przypadku Statuy Wolności) i kolor, zależy od wilgotności i zanieczyszczenia powietrza, a nie tylko obecności tlenu i dwutlenku węgla. Patyna rozwija się i ewoluuje z czasem. Prawie cała miedź w posągu jest nadal oryginalnym metalem, więc grynszpan rozwija się od ponad 130 lat.
Prosty eksperyment z patyną za grosze
Możesz zasymulować patyfikację Statuy Wolności. Nie musisz nawet czekać 20 lat, aby zobaczyć wyniki. Będziesz potrzebować:
- grosze miedziane (lub dowolny metal miedziany, mosiężny lub brązowy)
- ocet (rozcieńczony kwas octowy)
- sól (chlorek sodu)
- Wymieszaj razem w łyżeczce około łyżeczki soli i 50 ml octu. Dokładne pomiary nie są ważne.
- Zanurz połowę monety lub innego przedmiotu na bazie miedzi w mieszance. Obserwuj wyniki. Jeśli moneta była matowa, połowa, którą zanurzyłeś, powinna być teraz błyszcząca.
- Umieść monetę w płynie i odstaw na 5-10 minut. Powinien być bardzo błyszczący. Dlaczego? Kwas octowy z octu i chlorek sodu (sól) przereagowały z wytworzeniem octanu sodu i chlorowodoru (kwas chlorowodorowy). Kwas usunął istniejącą warstwę tlenku. Tak mogła wyglądać Statua, gdy była nowa.
- Jednak nadal zachodzą reakcje chemiczne. Nie spłukiwać soli i octu. Niech wyschnie naturalnie i obserwuj go następnego dnia. Czy widzisz, jak formuje się zielona patyna? Tlen i para wodna w powietrzu reagują z miedzią, tworząc verdigris.
Uwaga: Podobny zestaw reakcji chemicznych powoduje biżuterię z miedzi, mosiądzu i brązu zmień kolor skóry na zielony lub czarny!
Malowanie Statuy Wolności?
Kiedy Statua po raz pierwszy zmieniła kolor na zielony, ludzie we władzy zdecydowali, że należy ją pomalować. Nowojorskie gazety wydrukowały historie o projekcie w 1906 roku, co doprowadziło do publicznego oburzenia. ZA Czasy reporter przeprowadził wywiad z producentem miedzi i brązu, pytając, czy uważa, że posąg powinien zostać przemalowany. Wiceprezes firmy powiedział, że malowanie nie jest konieczne, ponieważ patyna chroni metal i że taki akt można uznać za wandalizm.
Chociaż malowanie Statuy Wolności było sugerowane kilka razy na przestrzeni lat, nie zostało to zrobione. Jednak pochodnia, która była pierwotnie miedziana, skorodowała po remoncie, aby zainstalować okna. W latach 80-tych oryginalna pochodnia została odcięta i zastąpiona jedną pokrytą złotym liściem.