ผลของการเกิดออกซิเดชันต่อทองแดง

ทองแดงเป็นโลหะอเนกประสงค์ที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ประจำวันหลายพันรายการ มันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วเพื่อสร้างสารเคลือบพิเศษที่เรียกว่า patina คราบทำให้เทพีเสรีภาพมีลักษณะเฉพาะ แต่การเกิดออกซิเดชันของทองแดงสามารถทำให้เกิดผลที่ไม่พึงประสงค์ได้ในบางกรณี

สัญลักษณ์ธาตุทองแดง Cu มาจากภาษาละติน "cuprum" ซึ่งแปลว่า "โลหะแห่งไซปรัส" ซึ่งบ่งบอกว่าขุดที่ไหนในสมัยโบราณ อันที่จริง มนุษย์ใช้ทองแดงมาประมาณ 10,000 ปีแล้ว ทุกวันนี้ ทองแดงปรากฏในผลิตภัณฑ์ตั้งแต่เครื่องครัว สายไฟ และท่อประปา ไปจนถึงเครื่องประดับและประติมากรรม ภายใต้เงื่อนไขบางประการ รายการทองแดงเหล่านี้อาจได้รับผลกระทบจากการเกิดออกซิเดชัน

สีส้มแดงอันโดดเด่นของ Copper และความแวววาวสดใสทำให้ทองแดงนี้ดูน่าสนใจสำหรับงานโลหะตกแต่ง เครื่องประดับ และเครื่องครัว ทองแดงมีความยืดหยุ่นและยืดหยุ่นได้ และนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี ทำให้มีประโยชน์ในการเดินสายไฟฟ้า นอกจากนี้ หลังคาทองแดง รางน้ำ และรางน้ำฝนยังทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศ เนื่องจากกระบวนการกัดกร่อนนั้นช้ามาก

การเกิดออกซิเดชันเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับอากาศของทองแดง แม้ว่าน้ำโดยเฉพาะความร้อนจากน้ำเกลือและสารประกอบที่เป็นกรดก็สามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนได้เช่นกัน ออกซิเดชันจะเพิ่มสีเวอร์ดิกริส (สีน้ำเงิน-เขียว) ให้กับทองแดงหรือคอปเปอร์คาร์บอเนต เช่น ทองเหลืองหรือบรอนซ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับสิ่งที่เป็นกรดตามธรรมชาติ (เช่น น้ำส้มสายชู กรดแอสเซติก)

เมื่อเหล็กเกิดสนิมหรือเกิดออกซิไดซ์ จะทำให้เกิดชั้นนอกสีแดงที่มีลักษณะเฉพาะ ชั้นของการเกิดออกซิเดชันนี้ไม่ยึดติดกับพื้นผิวของเตารีดอย่างแน่นหนา มันหลุดลอกออก ทำให้โลหะอ่อนลง และปล่อยให้มันเสี่ยงต่อการเกิดสนิมและการสลายตัวของโครงสร้างเพิ่มเติม ในทางกลับกัน การเกิดออกซิเดชันของทองแดงช่วยป้องกันการสัมผัสออกซิเจนและการกัดกร่อนเพิ่มเติมโดยยึดติดแน่นกับพื้นผิวของโลหะ

ผลบวกประการหนึ่งของการเกิดออกซิเดชันของทองแดงรวมถึงการก่อตัวของชั้นป้องกันชั้นนอกที่ป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติม การป้องกันนี้สามารถเห็นได้บนหลังคาทองแดงและงานรางน้ำ ตลอดจนงานประติมากรรมกลางแจ้งและรูปปั้น ได้แก่ เทพีเสรีภาพ อย่างไรก็ตาม การเกิดออกซิเดชันของทองแดงก่อให้เกิดผลเสียต่อเครื่องครัวที่ทำจากทองแดง เมื่อพื้นผิวการปรุงอาหารที่เป็นทองแดงสัมผัสกับอาหารที่เป็นกรด (เช่น น้ำส้มสายชู ไวน์) จะทำให้เกิดเวอร์ดิกริสที่เป็นพิษ ซึ่งเป็นพิษหากกลืนเข้าไป ต้องทำความสะอาดสายไฟฟ้าทองแดงและท่อทองแดงด้วยน้ำยาทำความสะอาดที่ปราศจากกรดก่อนทำการบัดกรี นอกจากนี้ ต้องใช้ความระมัดระวังไม่ให้ทองแดงร้อนมากเกินไปในระหว่างกระบวนการบัดกรี เนื่องจากความร้อนส่วนเกินจะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของทองแดง และตัวประสานจะไม่ยึดติดกับทองแดง การออกซิเดชันยังเป็นอุปสรรคต่อการนำไฟฟ้าของลวดทองแดง