ถ้าคุณดูเพนนี ดูเหมือนว่าจะเป็นทองแดง แต่ถ้าเป็นเหรียญที่เก่ามาก จริงๆ แล้วมันคือการรวมกันของโลหะที่อาจรวมถึงทองแดง สังกะสี ดีบุก นิกเกิล หรือเหล็กกล้า ไม่ว่าเพนนีของคุณจะมีโลหะอื่นๆ หรือไม่ก็ตาม พื้นผิวมักจะเป็นทองแดง และการสัมผัสกับบรรยากาศจะทำให้โลหะกลายเป็นสีทื่อ เหตุผลหนึ่งที่เพนนีมีสังกะสีก็เพราะโลหะนั้นมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศสูง
องค์ประกอบทางประวัติศาสตร์ของเพนนี
โรงกษาปณ์ของสหรัฐฯ เริ่มผลิตเพนนีในปี ค.ศ. 1793 และจนถึงปี ค.ศ. 1837 เหรียญดังกล่าวเป็นทองแดง 100 เปอร์เซ็นต์ จากปี 1837 ถึง 1857 เพนนีเป็นทองแดง ประกอบด้วยทองแดง 95 เปอร์เซ็นต์ และสังกะสีและดีบุก 5 เปอร์เซ็นต์ ในปีพ.ศ. 2400 โรงกษาปณ์เริ่มผลิตเพนนีด้วยนิกเกิล 12 เปอร์เซ็นต์และทองแดง 88 เปอร์เซ็นต์ที่มีลักษณะเป็นสีขาว การผลิตเพนนีทองแดงเริ่มดำเนินการในปี 2407 และองค์ประกอบยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจนถึงปี 2505 เมื่อนำดีบุกออก เหลือทองแดง 95 เปอร์เซ็นต์และสังกะสี 5 เปอร์เซ็นต์ ในปี 1982 โรงกษาปณ์หยุดผลิตเหรียญเพนนีทองแดง และเริ่มผลิตเหรียญเพนนีสังกะสีชุบทองแดงที่มีส่วนประกอบของสังกะสีร้อยละ 97.5 และทองแดงร้อยละ 2.5 เพนนีส่วนใหญ่ที่ผลิตในปี 1943 เป็นเหล็กกล้าในความพยายามที่จะอนุรักษ์ทองแดงสำหรับการทำสงคราม
การกัดกร่อนของทองแดงในบรรยากาศ
ทองแดงในเหรียญเพนนี ไม่ว่าจะก่อตัวเป็นเหรียญขนาดใหญ่หรือเพียงแค่ชั้นผิวดิน จะหมองคล้ำเมื่อสัมผัสกับอากาศ เหตุผลก็คืออะตอมของทองแดงรวมกับโมเลกุลของออกซิเจนเพื่อสร้างคอปเปอร์ออกไซด์ในกระบวนการทางเคมีที่เรียกว่าออกซิเดชัน ในปฏิกิริยาง่ายๆ อะตอมออกซิเจนแต่ละอะตอมในโมเลกุลออกซิเจนจะรวมตัวกับอะตอมของทองแดง และผลที่ได้คือคอปเปอร์ออกไซด์สองโมเลกุล เมื่อเกิดออกซิเดชันกับเหล็ก ผลลัพธ์จะเรียกว่าสนิม เพนนีที่มีปริมาณทองแดงสูงจะไม่สลายตัวในอากาศ เพราะเมื่อชั้นผิวของคอปเปอร์ออกไซด์ก่อตัวขึ้น มันจะป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติม
ปฏิกิริยาของเซลล์กัลวานิก
สังกะสีเป็นโลหะทรานซิชันที่ต้านทานการเกิดสนิม และมักใช้เพื่อเคลือบโลหะอื่นๆ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดสนิม ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการชุบสังกะสี โลหะผสมของทองแดงและสังกะสีเรียกว่าทองเหลืองและมีการใช้กันมาตั้งแต่สมัยโบราณ เมื่อทองแดงและสังกะสีแยกจากกันโดยชั้นที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นเพนนีที่ใหม่กว่า ปฏิกิริยาเซลล์กัลวานิกสามารถเกิดขึ้นได้ในน้ำเกลือที่เร่งการกัดกร่อน ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาเดียวกับที่กัดกร่อนท่อทองแดงที่เชื่อมกับท่อเหล็กชุบสังกะสีโดยไม่มีคัปปลิ้งไดอิเล็กทริก เกิดจากไฟฟ้าซึ่งดำเนินการในน้ำเกลือได้ง่ายกว่าในอากาศ
ทำความสะอาดเพนนี
การทำความสะอาดเพนนีทื่อๆ ไม่ใช่เรื่องยาก สิ่งที่คุณต้องทำคือแช่ในน้ำ น้ำส้มสายชู และเกลือ กรดอะซิติกในน้ำส้มสายชูที่ละลายคอปเปอร์ออกไซด์และเติมเกลือจะช่วยเร่งกระบวนการ เพนนีที่สึกกร่อนมักจะกลับมาสว่างอีกครั้งในเวลาไม่ถึงนาที คุณสามารถได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันโดยใช้น้ำมะนาวซึ่งมีกรดซิตริก หากคุณเอาเงินออกจากสารละลายนี้และทิ้งไว้บนโต๊ะโดยไม่ทำให้แห้ง มันจะเกิดสารเคลือบสีเขียว นี่คือมาลาไคต์ เกลือของทองแดง