مانند بسیاری از چیزهای دیگر در زندگی، سن یک نقطه بحث بزرگ در فلزات تزئینی است. هر فلز معماری واکنش متفاوتی به پیری دارد. نگران نباشید؛ این طبیعی است و شاید حتی خوب! صرف نظر از اینکه شما ظاهر براق یا کدر را ترجیح می‌دهید، باید از تفاوت بین فلز معماری جدید در حال حاضر و فلزی که تحت تاثیر خوردگی و اکسیداسیون قرار گرفته است آگاه باشید. برخی از فلزات زنگ می‌زنند در حالی که برخی دیگر به آرامی سبز میشوند.
مس یک ماده جذاب و همه کاره است که در بسیاری از کاربردها در تاریخ بشر استفاده شده است. در بحث قیمت فلزات رنگی، مس همیشه نقشی پررنگ ایفا کرده است. اما چرا مس بعد از مدتی سبز رنگ می شود؟ در این مقاله در صباپروفیل، دلیل اینکه چرا این رنگ سبز را می‌بینیم، همراه با برخی از مزایا و معایب، برگشت پذیر بودن فرآیند و معروف‌ترین نمونه‌های وقوع آن را بررسی خواهیم کرد.
فهرست مطالب
مس چیست؟
مس (copper) که با نماید Cu نمایش داده میشود، یک فلز قرمز مایل به قهوهای با عدد اتمی 29 است. مس یکی از اولین فلزاتی بود که بشر کشف کرد و شواهدی از استفاده از آن به ده هزار سال پیش بازمی‌گردد.
این فلز نرم، چکش خوار و انعطاف پذیر دارای رسانایی حرارتی و الکتریکی بالایی است که در میان فلزات خالص فقط نقره از آن پیشی میگیرد. خواص منحصر به فرد مس آن را به یک ماده اصلی در صنایع و کاربردهای مختلف در طول تاریخ تبدیل کرده است.
جدول تناوبی: فلزات واسطه
فلز مس به گروه فلزات واسطه در جدول تناوبی تعلق دارد که عناصری هستند که بین گروه‌های 3 و 12 یافت میشوند. فلزات واسطه با حالت‌های اکسیداسیون متعدد و توانایی تشکیل ترکیبات پایدار با عناصر مختلف مشخص میشوند. این ویژگی منحصر به فرد آن‌ها را قادر می‌سازد تا در کاربردهای مختلف، از الکترونیک گرفته تا مصالح ساختمانی، مورد استفاده قرار گیرند. سایر فلزات واسطه عبارتند از:
چقدر طول می کشد تا مس سبز شود؟
مس در اثر اکسیداسیون به رنگ سبز در می‌آید که معمولاً به آن “پتینه” می‌گویند. گاهی اوقات ممکن است چندین سال طول بکشد تا این فرآیند انجام شود، زیرا به شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و قرار گرفتن مس در معرض هوا و آب بستگی دارد. پس شما نمی‌بینید که یک شبه این فلز، سبز شود!
اگر آلاینده‌هایی مانند دی اکسید گوگرد یا یون‌های کلرید در هوا وجود داشته باشد، سرعت سبز شدن مس می‌تواند به میزان قابل توجهی تسریع شود. به طور معمول، بین 5 تا 30 سال طول می‌کشد تا مس پتینه سبز متمایز خود را ایجاد کند، اگرچه ممکن است طی چند ماه در محیط‌های سخت ظاهر شود، با شرایطی که در بالا مورد بحث قرار گرفت.
فواید اکسید مس (پتینه)
اکسید مس در برخی موارد می‌تواند از نظر زیبایی شناسی دلپذیر باشد. بالاتر از این، این مزیت را دارد که سطح محافظت از مواد را فراهم میکند. لایه سبز پتینه، مانعی بین مس زیر و محیط ایجاد میکند، بنابراین از خوردگی بیشتر مس جلوگیری کرده و دوام را افزایش میدهد.
این مزیت کلیدی به ویژه برای کاربردهای فضای باز مانند سقف، جایی که پتینه در برابر عناصر محافظت میکند، مفید است.
اکسیداسیون چیست؟
اکسیداسیون مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی است که شامل از دست دادن الکترون از یک ماده و در نهایت منجر به تشکیل یک ترکیب جدید میشود. فرآیند اکسیداسیون نقش بسیار مهمی را در انواع تنظیمات طبیعی و صنعتی، از زنگ زدن آهن گرفته تا احتراق سوخت، ایفا میکند.
در مورد مس، هنگامی که در معرض اکسیژن و رطوبت قرار میگیرد، تحت یک سری واکنش‌های اکسیداسیون قرار گرفته تا اکسید مس (Cu20) را تشکیل دهد.
با گذشت زمان، دی اکسید مس با دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد و سایر گازهای اتمسفر برهمکنش میکند و پتینه سبز متمایز هیدروکسید مس، سولفات مس و کربنات مس را تشکیل میدهد. به عبارت ساده، مس به عناصر واکنش نشان میدهد و یک مانع متمایز را تشکیل میدهد.
در کنار سطح سبز رنگ پتینه، مس اکنون دارای یک لایه محافظ اضافی در برابر اکسیداسیون و خوردگی اضافی است.
چه زمانی اکسید مس یک نقطه ضعف است؟
البته، مانند هر واکنش شیمیایی، همه چیز در مورد این فرآیند مثبت نیست. تجمع اکسید مس می‌تواند رسانایی مس را کاهش داده و عملکرد قطعات را در کاربردهای الکتریکی به خطر بیندازد. اکسید مس رسانایی کمتری نسبت به مس خالص دارد، بنابراین، مقاومت الکتریکی بیشتر و پتانسیل گرم شدن بیش از حد یا خرابی دستگاه را در پی دارد.
اکسید مس همچنین می‌تواند در محیط‌های صنعتی که در آن فرآیندها به مس با خلوص بالا (یعنی تولید نیمه هادی) نیاز دارند، مشکل ساز باشد. وجود مس می‌تواند باعث آلودگی و نقص در محصولات نهایی شود که نیازمند فرآیندهای تمیز کردن و پرداخت دقیق برای اطمینان از خلوص مس است.
آیا فرآیند برگشت پذیر است؟
تشکیل اکسید مس را می‌توان از طریق فرآیندهای شیمیایی و مکانیکی معکوس کرد. در درمان‌های شیمیایی، اسیدهای ضعیف مانند سرکه یا آب لیمو می‌توانند پتینه را حل کنند، در حالی که یک ساینده ملایم مانند نمک، کمک میکند تا به آرامی لایه سبز باقیمانده را پاک کند. این ترکیب به طور موثر رنگ مسی اصلی را بدون آسیب رساندن به سطح مسی بازیابی میکند.
روش‌های مکانیکی مانند سنباده زدن یا پرداخت نیز می‌توانند پتینه سبز رنگ را از بین ببرند، اما نیاز به احتیاط بیشتری دارند. برای جلوگیری از خراشیدگی یا آسیب رساندن به مس زیرین باید از مواد یا ابزار ساینده استفاده شود.
در برخی موارد، خدمات ترمیم حرفه‌ای ممکن است برای اطمینان از بهترین نتایج ضروری باشد. معکوس کردن فرآیند پتینه قابل دستیابی است، اما انتخاب روش مناسب و رعایت احتیاط برای حفظ یکپارچگی مس ضروری است.
نمونه‌های معروف سبز شدن مس
یک لحظه به مجسمه آزادی فکر کنید. چه رنگی است؟ اگر پاسخ «سبز، شاید کمی آبی» را بدهید، احتمالاً درست گفته‌اید … اما 140 سال پیش اینطور نبود. یکی از نمادین‌ترین نمونه‌های اکسیداسیون مس، مجسمه آزادی است. پوست مسی مجسمه که در اصل رنگی براق و قهوهای مایل به قرمز بود، بلافاصله پس از نصب آن در سال 1886 شروع به سبز شدن کرد.
با گذشت سال‌ها، پتینه سبز به نماد مجسمه تبدیل شده است و اکنون به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از ظاهر آن دیده میشود. پتینه همچنین از مس زیرین در برابر خوردگی بیشتر محافظت میکند و طول عمر این بنای تاریخی را تضمین میکند.
یکی دیگر از نمونه‌های معروف سبز شدن مس، سقف تاریخی گنبدی مسی ساختمان پارلمان کانادا در اتاوا، انتاریو است. این ساختمان‌ها که در اوایل قرن بیستم ساخته شده‌اند، دارای گنبد مسی سبز رنگ متمایز به عنوان یک ویژگی برجسته معماری هستند.
با گذشت زمان، مسی که در ساخت گنبد به کار رفته است، به دلیل فرآیند اکسیداسیون، پتینه‌ی جلگه‌ای ایجاد کرده است. این پتینه سبز نه تنها یک عنصر بصری قابل توجه به ساختمان‌ها اضافه میکند بلکه به عنوان یک لایه محافظ عمل کرده و از مس زیرین در برابر زنگ زدگی محافظت میکند.
جمع‌بندی
مس به طور طبیعی با گذشت زمان سبز میشود زیرا با اکسیژن موجود در هوا واکنش میدهد – یک واکنش شیمیایی که به عنوان اکسیداسیون شناخته میشود. رنگ سبز به سادگی سایه طبیعی پتینه است که روی سطح مسی شکل میگیرد. پتینه از مس در برابر زوال محافظت میکند و نمای سبز مایل به آبی روشنی ایجاد میکند که در بسیاری از سقف‌های مسی و سازه‌های مسی دیده میشود.
پرسش و پاسخ
آیا مس برای سبز شدن به آب نیاز دارد؟
ماده سبز یا آبی مایل به سبزی که روی لولههای مسی میبینید در نتیجه اکسیداسیون است. زمانی اتفاق میافتد که فلز برای مدت طولانی در معرض آب و اکسیژن قرار گیرد. این عناصر به مرور زمان باعث تجزیه مس میشوند که نتیجه آن تشکیل این ماده سبز رنگ است.
آیا تمام انواع مس بعد از مدتی سبز می شوند؟
با گذشت زمان مس به طور طبیعی رنگها را تغییر میدهد. از رنگ قهوهای براق به قهوهای تیرهتر، سپس آبی و در نهایت سبز پس از چند سال تبدیل میشود. هنگامی که مس در معرض عناصر طبیعی مانند باد و باران قرار میگیرد، این پتینه را ایجاد میکند که در واقع از فلز زیرین محافظت و حفظ میکند.
مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 27 تیر 1402
