เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ มันออกซิไดซ์เมื่อปล่อยทิ้งไว้ในองค์ประกอบ แต่กระบวนการระบายสีนั้นซับซ้อน
ทองแดงมีสีแดงที่สวยงาม แต่เมื่อสัมผัสกับองค์ประกอบ โลหะจะผ่านปฏิกิริยาเคมีหลายชุดที่ทำให้กลายเป็นสีเขียว
แต่ทำไมการเปลี่ยนแปลงของสีนี้จึงเกิดขึ้น? คำตอบก็เหมือนกับว่าทำไมเหล็กถึงขึ้นสนิม หากปล่อยเหล็กไว้โดยไม่มีการป้องกันในที่โล่ง เหล็กก็จะกัดกร่อนและเกิดเป็นชั้นนอกสีส้มแดงที่เป็นขุย
Paul Frail วิศวกรอาวุโสขั้นสูงด้านการบำบัดการกัดกร่อนของ Suez Water Technologies & Solutions ในเมือง Trevose รัฐเพนซิลเวเนีย กล่าวว่า”เมื่อ โลหะ ทองแดง กัดกร่อน จะเกิดสิ่งที่เรียกว่าชั้นออกไซด์”
ชั้นออกไซด์ Frail อธิบาย เกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวของทองแดงทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก ชั้นประกอบด้วยเกลือทองแดงและออกซิเจน และจะหนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ในที่สุด ทองแดงที่อยู่ใต้ชั้นนั้นไม่ได้สัมผัสกับอากาศเพียงพอที่จะทำปฏิกิริยาอีกต่อไป
ที่เกี่ยวข้อง: ทำไมผักและผลไม้บางชนิดนำไฟฟ้าได้?
“ในตอนแรก ฟิล์มอาจดูมัวหมองหรือดำ” เฟล็ก สมาชิกคนหนึ่งของสมาคมเคมีอเมริกันกล่าว “เมื่อฟิล์มออกไซด์เติบโตเต็มที่และมีสีสันมากขึ้น มันก็จะเริ่ม [เปลี่ยน] ตั้งแต่สีเหลือง-แดง น้ำเงิน และกลายเป็นสีเขียว”
เขาตั้งข้อสังเกตว่าเทพีเสรีภาพเป็นตัวอย่างที่มีชื่อเสียงของทองแดงที่เปลี่ยนเป็นสีเขียว เช่นเดียวกับโลหะทองแดงที่ใช้ในรูปปั้นประเภทอื่นๆ และในอาคารเก่าของรัฐบาล สำนักงาน และมหาวิทยาลัย
สีที่เราเห็นบนทองแดงรุ่นเก่าที่สัมผัสกับอากาศไม่ได้เกิดจากคอปเปอร์ออกไซด์โดยตรง หรือปฏิกิริยาของทองแดงกับออกซิเจนในอากาศแห้ง มาร์ก โจนส์ นักเคมีที่เกษียณอายุแล้วของ Dow Chemical กล่าว
เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกไซด์ ออกไซด์จะไม่มีสี แต่สีมาจาก “ปฏิกิริยาของซัลเฟตและคลอไรด์ในบรรยากาศกับคอปเปอร์ออกไซด์” โจนส์กล่าวกับ WordsSideKick.com ซัลเฟอร์ออกไซด์มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีกำมะถัน เป็นต้น แล้วตกลงบนทองแดงผ่านสายฝน
“พวกมันทำปฏิกิริยากับออกไซด์บนพื้นผิว [ของทองแดง] และให้สี” โจนส์กล่าวถึงซัลเฟอร์ออกไซด์ซึ่งมีอยู่ในระดับต่ำในอากาศเสมอ นี่เป็นการสาธิตว่าการเปลี่ยนสีแบบค่อยเป็นค่อยไปของทองแดงนั้นต้องใช้หลายขั้นตอนอย่างไร
ในตารางธาตุ ทองแดงตั้งอยู่ถัดจากนิกเกิลและสังกะสีในแถวแรกของสิ่งที่เรียกว่าโลหะทรานซิชัน ซึ่งหมายถึงโลหะโลหะที่มีคุณสมบัติบางอย่าง
คุณสมบัติเหล่านี้รวมถึงการเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ทนต่อการกัดกร่อน อ่อนตัวมาก (หรือมีรูปร่างได้) และทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนได้ดี
ทองแดง เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ เหล่านี้ สามารถนำมารวมกันเป็นโลหะผสมได้อย่างง่ายดาย Frail ตั้งข้อสังเกต ซึ่งมีคุณสมบัติยอดนิยมในการก่อสร้าง รวมทั้งการกัดกร่อนช้าเมื่อเทียบกับเหล็ก “โลหะผสมทองแดงทั่วไปคือทองเหลืองซึ่งทองแดงผสมกับสังกะสี” Frail กล่าว
ทองแดงยังนั่งอยู่เหนือเงินและทองในตารางธาตุ ซึ่งหมายความว่ามันมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกับองค์ประกอบเหล่านี้ โจนส์กล่าว เขาตั้งข้อสังเกตว่าไม่มีการออกซิไดซ์อย่างรวดเร็ว ในขณะที่ทองคำมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันอย่างสมบูรณ์ เงินมีความทนทานน้อยกว่าทองคำและทองแดง แม้จะน้อยกว่าทองคำหรือเงินก็ตาม
“ลักษณะทั้งหมดเหล่านี้ และความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติที่สูงกว่าทองคำและเงิน มีส่วนทำให้ทองแดงใช้ในงานไฟฟ้า” เขากล่าวเสริม ทองแดงยังเป็นส่วนประกอบหลักของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ทำเมทานอลและไวนิลคลอไรด์
เผยแพร่ครั้งแรกบน Live Science เมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2013 และเขียนใหม่เมื่อวันที่ 28 มิถุนายน 2022
