Ποιοι είναι οι παράγοντες και ποια τα προϊόντα διάβρωσης του χαλκού και των κραμάτων του στην ατμόσφαιρα;

ΣΤ77. Ποιοι είναι οι παράγοντες και ποια τα προϊόντα διάβρωσης του χαλκού και των κραμάτων του στην ατμόσφαιρα; 

102. Ποιοι είναι οι παράγοντες που επιδρούν και ποια τα προϊόντα διάβρωσης του χαλκού και των κραμάτων του στην ατμόσφαιρα;

Ο χαλκός υπάρχει στη φύση με τη μορφή ενώσεων, οι οποίες ονομάζονται ορυκτά. Τα ορυκτά είναι οξείδια, ανθρακικές και θειούχες ενώσεις των μετάλλων και αποτελούν τη σταθερή μορφή του. Από την κατεργασία των ορυκτών αυτών προκύπτει ο χαλκός, ο οποίος χρησιμοποιείται για τη μορφοποίηση αντικειμένων. Στην κατάσταση αυτή, ο χαλκός είναι σε ασταθή μορφή και σε κατάλληλες συνθήκες περιβάλλοντος, σχηματίζει προϊόντα διάβρωσης που προσομοιάζουν στη σύσταση των ορυκτών, τα οποία είναι η πιο σταθερή μορφή του στη φύση.

Ο ΧΑΛΚΟΣ ΣΕ ΞΗΡΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
Τα αντικείμενα που είναι φτιαγμένα από κράματα χαλκού, με την παρουσία οξυγόνου (Ο2) στην ατμόσφαιρα σχηματίζουν το υποξείδιο του χαλκού (Cu2O), τον κυπρίτη. Ο κυπρίτης δρα προστατευτικά, σχηματίζοντας ένα λεπτό στρώμα κόκκινου – καφέ χρώματος, που αποτελεί την προστατευτική πάτινα του μετάλλου. Με περίσσεια οξυγόνου σχηματίζεται ο τενορίτης, ένα λεπτό μαύρο στρώμα οξειδίου του χαλκού (CuO) πάνω από το στρώμα του κυπρίτη.

Ο ΧΑΛΚΟΣ ΣΕ ΥΓΡΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΟΞΥΓΟΝΟΥ
Σε υγρό περιβάλλον, παρουσία οξυγόνου, ο χαλκός σχηματίζει ιόντα μετάλλου (Cu2+) και υδροξύλια (OH-). Αυτά οδηγούν σε παραπέρα διάβρωση. Στην επιφάνεια του αντικειμένου σχηματίζεται ένα δεύτερο στρώμα κυπρίτη ή τενορίτη. Παρουσία διοξειδίου του άνθρακα (CO2), αυτό το στρώμα των οξειδίων του χαλκού αντιδρά και σχηματίζει στρώματα προϊόντων διάβρωσης βασικών ανθρακικών αλάτων, όπως ο μαλαχίτης (Cu2CO3(OH)2) και ο αζουρίτης (Cu(CO3)2(OH)2).
Η παρουσία κάθε άλατος εξαρτάται από το pH και από τη συγκέντρωση του CO2στο περιβάλλον.
Το σταθερό στρώμα του μαλαχίτη είναι το κύριο ανθρακικό άλας που σχηματίζεται. Όσο όμως, αυξάνεται η συγκέντρωση του CO2και μειώνεται η τιμή του pH (όξινο περιβάλλον), ευνοείται ο σχηματισμός του αζουρίτη.

Ο ΧΑΛΚΟΣ ΣΕ ΟΞΙΝΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
Στο χαλκό και στα κράματά του δρουν διαβρωτικά το υδρόθειο (H2S) και οι άλλες ενώσεις του θείου και ευνοούν τον σχηματισμό σταθερού υποθειούχου χαλκού (Cu2S), του χαλκοσίνη. Παράλληλα, όπου υπάρχουν προϊόντα του δισθενούς χαλκού, σχηματίζεται ο κοβελίτης, θειούχος χαλκός (CuS).
Το διοξείδιου του θείου της ατμόσφαιρας δρα αρχικά ως καταλύτης στον σχηματισμό κυπρίτη, ενώ περίσσειά του ευνοεί τον σχηματισμό του βροχαντίτη, σταθερού βασικού θειικού χαλκού (CuSO43Cu(OH)2).