Mahnazmezon

Waarom is het Vrijheidsbeeld groen?

Wetenschap
Share

Het Vrijheidsbeeld is een beroemd monument met een iconische blauwgroene kleur. Het was echter niet altijd groen. Toen het standbeeld in 1886 werd onthuld, had het een glanzende bruine kleur, als een cent. Tegen 1906 was de kleur veranderd in groen. De reden dat het Vrijheidsbeeld van kleur veranderde, is dat het buitenoppervlak bedekt is met honderden dunne koperen platen. Koper reageert met de lucht om een ​​patina of verdigris te vormen. De groene laag beschermt het onderliggende metaal tegen corrosie en degradatie, daarom zijn sculpturen van koper, messing en brons zo duurzaam.

Chemische reacties die het Vrijheidsbeeld groen maken

De meeste mensen weten dat koper reageert met lucht om verdigris te vormen, maar het Vrijheidsbeeld heeft zijn eigen speciale kleur vanwege zijn unieke omgevingscondities. Het is geen simpele reactie tussen koper en zuurstof om een ​​groen oxide te produceren, zoals je misschien denkt. Het koperoxide blijft reageren om kopercarbonaten, kopersulfide en kopersulfaat te maken.

Er zijn drie hoofdverbindingen die de blauwgroene patina vormen: 

  • Cu4ZO4(OH)6 (groen)
  • Cu2CO3(OH)2 (groen)
  • Cu3(CO3)2(OH)2 (blauw)

Dit is wat er gebeurt: koper reageert aanvankelijk met zuurstof uit de lucht in een oxidatiereductie of redoxreactie. Koper doneert elektronen aan zuurstof, wat het koper oxideert en de zuurstof vermindert:

2Cu + O2 → Cu2O (roze of rood)

Vervolgens blijft het koper (I) oxide reageren met zuurstof om koperoxide (CuO) te vormen:

  • 2 Cu2O + O2 → 4CuO (zwart)

Toen het Vrijheidsbeeld werd gebouwd, bevatte de lucht veel zwavel door luchtvervuiling door verbranding van steenkool:

  • Cu + S → 4CuS (zwart)

Het CuS reageert met koolstofdioxide (CO2) uit de lucht en hydroxide-ionen (OH-) uit waterdamp om drie verbindingen te vormen:

  • 2CuO + CO2 + H2O → Cu2CO3(OH)2 (groen)
  • 3CuO + 2CO2 + H2O → Cu3(CO3)2(OH)2 (blauw)
  • 4CuO + SO3 +3H2O → Cu4ZO4(OH)6 (groen)

De snelheid waarmee de patina zich ontwikkelt (20 jaar, in het geval van het Vrijheidsbeeld) en kleur hangt af van de vochtigheid en luchtvervuiling, niet alleen de aanwezigheid van zuurstof en kooldioxide. Patina ontwikkelt en evolueert met de tijd. Bijna al het koper in het standbeeld is nog steeds het originele metaal, dus de verdigris ontwikkelt zich al meer dan 130 jaar.

Eenvoudig Patina-experiment met centen

Je kunt de patinatie van het Vrijheidsbeeld simuleren. Je hoeft niet eens 20 jaar te wachten om resultaten te zien. Je zal nodig hebben:

  • koperen centen (of koper, messing of bronsmetaal)
  • azijn (verdund azijnzuur)
  • zout (natriumchloride)
  1. Meng ongeveer een theelepel zout en 50 ml azijn in een kleine kom. De exacte afmetingen zijn niet belangrijk.
  2. Dompel de helft van de munt of een ander op koper gebaseerd object in het mengsel. Bekijk de resultaten. Als de munt saai was, zou de helft die je doopte nu glanzend moeten zijn.
  3. Plaats de munt in de vloeistof en laat deze 5-10 minuten staan. Het moet heel glanzend zijn. Waarom? Het azijnzuur uit azijn en natriumchloride (zout) reageerde om natriumacetaat en waterstofchloride (zoutzuur) te vormen. Het zuur verwijderde de bestaande oxidelaag. Dit is hoe het standbeeld er misschien uitzag toen het nieuw was.
  4. Toch gebeuren er nog steeds chemische reacties. Spoel de zout- en azijnmunt niet af. Laat het op natuurlijke wijze drogen en observeer het de volgende dag. Zie je de groene patina vormen? De zuurstof en waterdamp in de lucht reageren met het koper om verdigris te vormen.

Notitie: Een vergelijkbare reeks chemische reacties zorgt ervoor dat sieraden van koper, messing en brons uw huid groen of zwart maken!

Het standbeeld van vrijheid schilderen?

Toen het standbeeld voor het eerst groen werd, besloten mensen in autoriteit dat het moest worden geschilderd. De kranten van New York drukten verhalen over het project in 1906, wat leidde tot een publiek protest. EEN Keer verslaggever interviewde een koper- en bronzen fabrikant en vroeg of hij vond dat het beeld opnieuw moest worden geverfd. De vice-president van het bedrijf zei dat schilderen niet nodig was, omdat het patina het metaal beschermt en dat een dergelijke handeling als vandalisme kan worden beschouwd.

Hoewel het schilderen van het Vrijheidsbeeld in de loop van de jaren verschillende keren is voorgesteld, is dit niet gebeurd. De fakkel, oorspronkelijk koper, corrodeerde echter na een renovatie om vensters te installeren. In de jaren tachtig werd de originele fakkel weggesneden en vervangen door een met bladgoud bekleed.

Wetenschap
×