Πώς οξειδώνεται το CU από την ατμοσφαιρική O2;
1. Αρχική αντίδραση:
* Τα μόρια οξυγόνου στον αέρα αντιδρούν με άτομα χαλκού στην επιφάνεια. Αυτή η αντίδραση διευκολύνεται από την παρουσία υγρασίας (υδρατμούς) στον αέρα.
* Αυτή η αρχική αντίδραση σχηματίζει ένα λεπτό στρώμα οξειδίου του χαλκού (Ι) (Cu2O), επίσης γνωστό ως οξείδιο του χαλκού, στην επιφάνεια του χαλκού.
2. Περαιτέρω οξείδωση:
* Το στρώμα Cu2O είναι ασταθές και αντιδρά εύκολα με περισσότερο οξυγόνο. Αυτή η περαιτέρω οξείδωση σχηματίζει οξείδιο χαλκού (II) (CUO), επίσης γνωστό ως οξείδιο του χαλκού.
* Το στρώμα Cuo είναι ένα πρασινωπό-μπλε χρώμα, το οποίο είναι το χαρακτηριστικό αμαρτωλό που παρατηρείται στις επιφάνειες του χαλκού.
3. Σχηματισμός προστατευτικού στρώματος:
* Το στρώμα Cuo, ενώ σχηματίζει το στρώμα, είναι στην πραγματικότητα προστατευτικό.
* Λειτουργεί ως εμπόδιο, εμποδίζοντας την περαιτέρω οξείδωση του υποκείμενου χαλκού.
* Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο χαλκός δεν διαβρώνεται εντελώς όπως το σίδηρο (που σχηματίζει σκουριά).
Παράγοντες που επηρεάζουν την οξείδωση:
* υγρασία: Η υγρασία στον αέρα επιταχύνει τη διαδικασία οξείδωσης, καθώς το νερό δρα ως καταλύτης.
* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν γενικά τον ρυθμό οξείδωσης.
* Παρουσία ακαθαρσιών: Η παρουσία άλλων ουσιών, όπως οι ενώσεις θείου, μπορεί να επιταχύνει τον σχηματισμό αμαρτωλών, οδηγώντας σε διαφορετικά χρώματα (όπως το πράσινο ή το μαύρο).
Συνολική αντίδραση:
Η συνολική αντίδραση μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
2CU + O2 → 2CUO
Αυτή η αντίδραση είναι ένα παράδειγμα μιας αντίδρασης redox :
* Χαλκός (Cu) οξειδώνεται (χάνει ηλεκτρόνια) και μεταβάλλεται από την στοιχειώδη κατάσταση σε CUO.
* οξυγόνο (o2) μειώνεται (κερδίζει ηλεκτρόνια) και σχηματίζει Cuo.
Σημείωση: Ενώ το Tarnish (CUO) είναι προστατευτικό, μπορεί να αφαιρεθεί μέσω τεχνικών καθαρισμού όπως στίλβωση.
