Die Auswirkungen der Oxidation auf Kupfer

Kupfer ist ein vielseitiges Metall, das in Tausenden von Alltagsprodukten verwendet wird. Es oxidiert leicht und bildet eine unverwechselbare Beschichtung, die als Patina bekannt ist. Die Patina verleiht der Freiheitsstatue ihr charakteristisches Aussehen, aber auch die Oxidation von Kupfer kann unter Umständen zu unerwünschten Effekten führen.

Kupfers Elementsymbol Cu leitet sich vom lateinischen "cuprum" ab, was übersetzt "Metall von Zypern" bedeutet und anzeigt, wo es in der Antike abgebaut wurde. Tatsächlich wird Kupfer seit etwa 10.000 Jahren vom Menschen verwendet. Heute kommt Kupfer in Produkten vor, von Kochgeschirr, Elektrokabeln und Klempnerarbeiten bis hin zu Schmuck und Skulpturen. Unter bestimmten Bedingungen können diese Kupfergegenstände durch Oxidation angegriffen werden.

Die unverwechselbare rot-orange Farbe und der helle Glanz von Kupfer machen es attraktiv für dekorative Metallarbeiten, Schmuck und Kochgeschirr. Kupfer ist flexibel und biegsam und leitet Wärme und Strom gut, was es für elektrische Leitungen nützlich macht. Darüber hinaus halten Kupferdächer, Dachrinnen und Regenrinnen der Witterung stand, da der Korrosionsprozess so langsam ist.

Oxidation tritt als Folge der Einwirkung von Kupfer auf die Luft auf, obwohl Wasser, insbesondere Salzwasserwärme, und saure Verbindungen ebenfalls Korrosion verursachen können. Durch Oxidation wird Kupfer oder Kupfercarbonaten wie Messing oder Bronze eine Grünspanfarbe (blaugrün) hinzugefügt. Dies gilt insbesondere, wenn Kontakt mit säurehaltigen Stoffen (z. B. Essig, Essigsäure) auftritt.

Wenn Eisen rostet oder oxidiert, erzeugt es diese charakteristische rote äußere Schicht. Diese Oxidationsschicht haftet nicht sicher an der Oberfläche des Bügeleisens. Es blättert ab, schwächt das Metall und macht es anfällig für weiteren Rost und strukturellen Verfall. Andererseits verhindert die Kupferoxidation eine weitere Sauerstoffexposition und Korrosion, indem sie fest an der Metalloberfläche haftet.

Ein positiver Effekt der Kupferoxidation ist die Bildung einer schützenden Außenschicht, die weitere Korrosion verhindert. Dieser Schutz ist an Kupferdächern und Dachrinnen sowie an Skulpturen und Statuen im Freien, nämlich der Freiheitsstatue, zu sehen. Die Kupferoxidation erzeugt jedoch schädliche Auswirkungen auf Kupferkochgeschirr. Wenn die Kupferkochfläche mit säurehaltigen Lebensmitteln (z. B. Essig, Wein) in Kontakt kommt, entsteht ein giftiger Grünspan, der bei Einnahme giftig ist. Kupferkabel und Kupferrohre müssen vor dem Löten mit säurefreien Reinigungsmitteln gereinigt werden. Außerdem ist darauf zu achten, dass das Kupfer während des Lötvorgangs nicht zu stark erhitzt wird, da übermäßige Hitze eine Kupferoxidation erzeugt und das Lot nicht daran haftet. Oxidation behindert auch die elektrische Leitfähigkeit von Kupferdraht.