Γιατί αλλάζουν χρώμα οι πένες;

Όπως όλα τα υλικά από χαλκό, οι πένες υπόκεινται σε διάβρωση. Αν και ο χαλκός είναι ανθεκτικός στα περισσότερα είδη υλικών, τείνει να διαβρωθεί όταν εκτίθεται σε οξυγόνο, θείο ή αμμωνία. Αυτό σημαίνει ότι μια δεκάρα θα διαβρωθεί όταν εκτίθεται απλώς σε οξυγόνο στον αέρα που αναπνέουμε κάθε μέρα. Ο χαλκός αντιδρά με μόρια οξυγόνου σε μια διαδικασία γνωστή ως οξείδωση. Μετά την οξείδωση, το υποπροϊόν αυτής της αντίδρασης αφήνει ένα στρώμα πράσινου υμενίου στην επιφάνεια της πένας. Αυτό το πράσινο φιλμ μερικές φορές ονομάζεται πατίνα και θεωρείται επιθυμητό αποτέλεσμα όταν αναπτύσσεται σε ορισμένα άλλα προϊόντα χαλκού. Ο επιστημονικός όρος για αυτό το πράσινο στρώμα διάβρωσης είναι το ανθρακικό χαλκό-υδροξείδιο.

Πριν από το 1982, οι πένες κατασκευάζονταν από 95% χαλκό, με περίπου 5% περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο. Καθώς η τιμή του χαλκού αυξήθηκε, το κόστος αυτού του υλικού έγινε πολύ ακριβό για την παραγωγή πένας. Για να διατηρηθεί η ίδια εμφάνιση για την πένα σε φτηνότερη τιμή, ο τύπος άλλαξε έτσι ώστε το 95% της πένας ήταν ψευδάργυρος και περίπου το 5% φτιάχτηκε από χαλκό. Αυτή η διαφορά στη σύνθεση βοηθά να εξηγήσουμε εν μέρει τα διαφορετικά χρώματα που μπορεί να πάρει μια διαβρωμένη πένα. Επειδή ο ψευδάργυρος τείνει να διαβρώνεται πιο γρήγορα από τον χαλκό, οι νεότερες πένες τείνουν να σχηματίζουν σκούρα πράσινα ή μαύρα στρώματα καθώς διαβρώνουν. Η αλλαγή από πράσινο σε μαύρο είναι ένα σημάδι προοδευτικής διάβρωσης. Εμφανίζεται όταν το ανθρακικό χαλκό-υδροξείδιο στην επιφάνεια της πένας αντιδρά περαιτέρω με οξυγόνο και υγρασία στον αέρα για να σχηματίσει σουλφίδια χαλκού. Τα παλαιότερα πένες δεν μπορούν ποτέ να φθάσουν σε αυτό το επίπεδο διάβρωσης και έτσι να διατηρήσουν ένα ελαφρύτερο πράσινο παλτό.

Ενώ η πένα χαρακτηρίζεται από την απόχρωση του χαλκού, ορισμένοι άνθρωποι μπορεί να σκοντάψουν σε μια ασημένια πένα σε κάποιο σημείο της ζωής τους. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που μπορεί να αποδώσετε σε αυτό το ασημί φινίρισμα. Κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, οι προμήθειες χαλκού διανεμήθηκαν για πόλεμο. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι πένες κατασκευάστηκαν από χάλυβα και ψευδάργυρο, δίνοντάς τους ένα ασημί χρώμα που ήταν παρόμοιο με αυτό των άλλων νομισμάτων. Αυτά τα νομίσματα χρονολογούνται με το έτος 1943 και θεωρούνται συλλεκτικά είδη, αν και δεν είναι εξαιρετικά σπάνια.

Ένα αργυρό νόμισμα με μεταγενέστερη ημερομηνία μπορεί να έχει προκληθεί από μία από τις δύο μεθόδους. Πρώτον, ένα δημοφιλές επιστημονικό πείραμα για φοιτητές χημείας είναι να χρησιμοποιήσει μια δεκάρα για να εξηγήσει πώς λειτουργεί η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Στο πλαίσιο αυτού του πειράματος, οι μαθητές βυθίζουν χάλκινες πένες σε ψευδάργυρο, ο οποίος καλύπτει τον χαλκό και δίνει στην πένα ένα λαμπερό ασημί χρώμα. Είναι επίσης πιθανό ότι μια κανονική χαλκός πένα βυθίστηκε σε οξύ, το οποίο αφαιρεί τη λεπτή επικάλυψη χαλκού, αφήνοντας μόνο τον πυρήνα ψευδαργύρου από ασημί.