Warum rostet Rost und wie schützt man ihn vor Korrosion?

Kupferprodukte werden seit mehreren Jahrhunderten vom Menschen verwendet. In vorrevolutionären Zeiten wurde der Preis dieses Metalls den Goldkosten gleichgesetzt, seine Herstellung war so teuer. Jetzt ist Kupfer viel billiger geworden, also machen Sie daraus neben Schmuck auch Geschirr, Innenausstattung und andere Gegenstände.

Inhalt:

• Was ist Korrosion von Metallen und Legierungen?
• Ätzende Eigenschaften von Kupfer
• Bruchbedingungen
• Wassereffekt
• Exposition gegenüber Säuren und Laugen
• Korrosion im Boden und in feuchter Luft
• Warum müssen Kupferprodukte regelmäßig gereinigt werden?
• Effektive Kupferreinigungsmethoden
• Münzen von Kupfer reinigen

Die Korrosion von Kupfer entwickelt sich im Gegensatz zu Eisen aufgrund seiner Beständigkeit gegen dieses Phänomen langsam, und manchmal ist es notwendig, Maßnahmen zu ergreifen, um Produkte von hässlichen Ablagerungen zu reinigen.

Was ist Korrosion von Metallen und Legierungen?

Unter Korrosion wird der Prozess der Metallzerstörung unter dem Einfluss aggressiver Umweltfaktoren verstanden. Bis zu dem einen oder anderen Grad rosten alle Metalle und Legierungen, wodurch Rost und Bereiche mit Integritätsschäden (Löcher) auf ihnen auftreten. Nichtmetalle können sich im Laufe der Zeit ebenfalls verschlechtern: Alterung von Gummi oder Kunststoff durch Wechselwirkung mit Sauerstoff, häufigem Kontakt mit Wasser und Temperaturänderungen können ein Beispiel sein.

Die Hauptursache für Korrosion ist die thermodynamische Instabilität des Metalls gegenüber dem Einfluss physikalischer Faktoren oder Chemikalien, die im Kontaktmedium vorhanden sind. Kupfer ist im Vergleich zu Eisen viel weniger oxidiert, aber mit zunehmender Temperatur wird dieser Prozess erheblich beschleunigt. Wenn das Metall regelmäßig in einer Umgebung mit einer Temperatur über +100 Grad aufgestellt wird, rostet es um ein Vielfaches schneller.

Ätzende Eigenschaften von Kupfer

Kupfer ist ein Metall mit hohen plastischen Eigenschaften, einer rotgoldenen Farbe und nach dem Entfernen des Oxidfilms ein wenig rosa. Es ist nach Silber an zweiter Stelle in der elektrischen Leitfähigkeit und zeichnet sich auch durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus. Kupfer wird aufgrund seines geringen spezifischen Widerstands in der Elektrotechnik verwendet: Es wird zur Herstellung von Kupferplatten, Drähten und Motorwicklungen verwendet.

Aufgrund der hohen Korrosionsschutzeigenschaften ist Metall in Legierungen enthalten, um deren technische Eigenschaften (Bronze, Messing und andere) zu verbessern. In einem galvanischen Medium wird Kupfer zur Kathode, tritt in elektrochemische Prozesse ein und bewirkt ein beschleunigtes Rosten anderer Metalle.

Kupfer ist ein inaktives chemisches Element und interagiert daher praktisch nicht mit Luft, Wasser (frisch, marin). Wenn die Luft trocken ist, bildet sich auf der Materialoberfläche ein bis zu 50 m dicker Oxidfilm. Ein Kupferprodukt verdunkelt sich, wird braun oder grünlich, dies wird als Patina bezeichnet. In einigen Fällen wird Patina als dekorative Beschichtung wahrgenommen. Die Korrosionsrate ist gering, wenn sie mit verdünnter Salzsäure in Kontakt kommt, aber wenn sie mit einer Reihe anderer Säuren mit Halogenen, "Königswasser", umgesetzt wird, oxidiert das Metall unter Bildung von Kupfercarbonat.

Bruchbedingungen

Trotz seiner Verderbnisbeständigkeit können auch Kupferprodukte unter bestimmten Bedingungen rosten. Diese Phänomene sind in feuchter Luft, Wasser, Boden und mehr in sauren Umgebungen am wenigsten ausgeprägt.

Korrosion kann durch Verzinnen von Kupfer mit einer Zinnschicht erheblich reduziert werden. Hochwertige Verzinnung bietet zuverlässigen Schutz vor Beschädigungen, erhöht die Korrosionsbeständigkeit und macht das Material keinen hohen Temperaturen, Regen, Hagel und Schnee ausgesetzt. Die Lebensdauer von verzinnten Produkten beträgt mehr als 100 Jahre ohne Verlust der ursprünglichen Eigenschaften.

Wassereffekt

Die Korrosionsrate von Kupfer in Wasser hängt stark vom Vorhandensein eines Oxidfilms auf seiner Oberfläche sowie vom Sättigungsgrad von Wasser mit Sauerstoff ab. Je höher der Gehalt des letzteren ist, desto intensiver ist die Zerstörung des Materials. Im Allgemeinen wird Kupfer als resistent gegen die schädlichen Wirkungen von Salz und Süßwasser angesehen, und nur gelöste Chlorionen mit niedrigem pH-Wert beeinträchtigen es nachteilig. Festigkeit und Rostbeständigkeit ermöglichen die Verwendung von Material zur Herstellung von Rohrleitungen.

Wenn sich auf der Oberfläche eines kupferbeschichteten Produkts eine braune oder grüne Oxidschale befindet, dringen die zerstörerischen Substanzen in geringem Maße ein. Typischerweise bildet sich nach 60 Tagen eine Oxidschicht, in der sich das Metall in Wasser befindet. Grüne Schale (Carbonat) gilt als haltbarer, lockerer und weniger stark - schwarz (Sulfat).

Im Meerwasser ist der Korrosionsgrad fast der gleiche wie im Süßwasser. Nur wenn die Bewegung einer Flüssigkeit beschleunigt wird, wird Korrosion zu einem Schock und daher intensiver. Kupfer ist ein Material, das nicht in der Lage ist, marine Mikroorganismen zu überwachsen, da seine Ionen für Mollusken und Algen schädlich sind. Diese Metalleigenschaft wird in der Schifffahrt und in der Fischerei verwendet.

Exposition gegenüber Säuren und Laugen

In Alkalien verschlechtert sich Kupfer nicht, weil das Material selbst alkalisch ist, aber die Säuren dafür sind am schädlichsten. Die bedeutendste und schnellste Korrosion tritt beim Kontakt mit Schwefel und seinen Säureverbindungen auf, und Salpetersäure zerstört die Struktur des Materials vollständig.

Kupfer löst sich in konzentrierten Säuren und erfordert daher bei der Herstellung von Geräten für die Öl- und Gasindustrie zusätzlichen Schutz. Zu diesem Zweck werden Inhibitoren - Inhibitoren chemischer Reaktionen verwendet:

1. Abschirmung - Bilden Sie einen Film, der verhindert, dass Säuren die Kupferoberfläche erreichen.
2. Oxidieren - Verwandeln Sie die oberste Schicht in Oxid, das mit Säuren reagiert, ohne das Metall selbst zu schädigen.
3. Kathode - Erhöhen Sie die Kathodenüberspannung, wodurch die Reaktion verlangsamt wird.

Korrosion im Boden und in feuchter Luft

Es gibt viele Mikroorganismen im Boden, die Schwefelwasserstoff produzieren, daher ist die Umgebung sauer und die Korrosionsrate von Kupfer steigt. Je stärker der pH-Wert in Richtung Ansäuerung abweicht, desto schneller treten die Zerstörungsprozesse auf. Wenn der Boden mit Sauerstoff gesättigt ist, oxidiert das Metall, aber weniger Rost. Wenn Kupferprodukte längere Zeit im Boden liegen, werden sie grün, lösen sich und können sogar bröckeln. Ein kurzer Aufenthalt im Boden führt zur Entstehung von Patina, von der das Motiv gereinigt werden kann.

Nasse Luft beeinträchtigt den Zustand des Materials nur bei längerem Kontakt und verursacht zunächst auch das Auftreten einer Patina (Oxidschicht). Die Ausnahme ist mit Chloriden, Sulfiden und Kohlendioxid gesättigter Dampf - Korrosion entwickelt sich darin schneller.

Warum müssen Kupferprodukte regelmäßig gereinigt werden?

Kupfertürken, Schöpflöffel und Samoware zeichnen sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus, sodass die Erwärmung in ihnen gleichmäßig verläuft und die Produkte schneller kochen. Dies führt zu einer hohen Beliebtheit von Haushaltsprodukten. Die Notwendigkeit, Kupfergegenstände zu reinigen, ist auf den Verlust ihrer äußeren Attraktivität im Laufe der Zeit zurückzuführen. Besonders schnell verblassen und verlieren ihre natürlichen Farbprodukte, die in der Luft liegen oder oft erhitzt werden.

Oxidfilm - Patina - ist nur dort beliebt, wo es notwendig ist, den Dingen einen Vintage-Look und ein antikes Design zu verleihen. Ansonsten verdirbt es das Aussehen von Geschirr, Utensilien, Schmuck und Figuren. Um Oxidablagerungen zu beseitigen, Elemente abzudunkeln und den Glanz wiederherzustellen, müssen Sie die Gegenstände regelmäßig reinigen. Eine Reinigung ist auch erforderlich, um die Aufnahme von schädlichen Verbindungen zu verhindern, die in der schwarzen oder grünen Schicht vorhanden sein können.

Effektive Kupferreinigungsmethoden

Es ist nicht schwierig, Kupfergegenstände zu reinigen, dafür werden keine teuren Mittel benötigt. Hier sind die beliebtesten Methoden, die zu Hause angewendet werden:

1. Ketchup Nehmen Sie ein wenig Tomatenketchup, fetten Sie das Produkt damit ein und lassen Sie es zwei Minuten einwirken. Nach dem Spülen mit einem Wasserstrahl.
2. Geschirrspüllösung. Schäumen Sie den Haushaltsschwamm mit dem üblichen Geschirrspülmittel ein, wischen Sie die Oberfläche gründlich ab und spülen Sie sie mit Wasser ab. Diese Methode eignet sich am besten für Produkte, die nur geringfügig verblasst sind.
3. Zitrone Reiben Sie die Kupferoberfläche mit einer Zitronenscheibe ab, gehen Sie dann mit einer Bürste mit harten Borsten darüber und waschen Sie sie mit Wasser.
4. Essig und Mehl. Gießen Sie ein wenig Essig in eine Tasse und fügen Sie Mehl hinzu, bis ein Teig mittlerer Dichte erhalten wird. Schmieren Sie das Kupfer mit Teig, lassen Sie es trocknen, entfernen Sie die Rückstände und reiben Sie das Produkt mit einem weichen Tuch ab.
5. Essig und Salz. 9% Essig in eine Edelstahlpfanne geben, etwas Salz hinzufügen und kochen lassen. Schalten Sie das Feuer aus, geben Sie einen Kupfergegenstand in die Lösung und entfernen Sie ihn erst, wenn die Flüssigkeit abgekühlt ist. Diese Methode eignet sich für stark verschmutzte Oberflächen.

Münzen von Kupfer reinigen

Kupfermünzen sind Antiquitäten und werden in unserer Zeit nicht ausgegeben. Oft müssen sie gereinigt werden, um ein attraktives Aussehen zu erhalten. Wenn die Münze mit Blei in Kontakt kommt, kann die Beschichtung gelblich sein. In diesem Fall wird es perfekt mit Essig (9%) gereinigt. Grüne Plaque wird mit einer Lösung aus Zitronensäure (10%) oder Zitronensaft, braun - mit Ammoniak, Ammoniumcarbonat entfernt.

Es muss daran erinnert werden, dass die Patina-Schicht den Münzen manchmal ein edleres und Vintage-Aussehen verleiht, weshalb es nicht immer ratsam ist, sie zu entfernen. Im Gegensatz dazu versuchen einige, Geld zu Hause künstlich zu altern. Nehmen Sie dazu einen Liter destilliertes Wasser, 5 g pharmazeutisches Kaliumpermanganat und 50 g Kupfersulfat. Erhitze die Lösung ohne zu kochen, wirf Münzen hinein und lasse sie stehen, bis die gewünschte Farbe erreicht ist. Um den Effekt zu beheben, behandeln Sie das getrocknete Geld mit einer Mischung aus Benzol und Alkohol (1: 1). Nachdem die Münze ein schönes gealtertes Aussehen gefunden hat, kann sie jede Sammlung von Antiquitäten dekorieren.