Perché la statua della libertà è verde?

La Statua della Libertà è un famoso punto di riferimento con un iconico colore blu-verde. Tuttavia, non è stato sempre verde. Quando la statua fu inaugurata nel 1886, era di un colore marrone lucido, come un penny. Nel 1906, il colore era cambiato in verde. La ragione per cui la Statua della Libertà ha cambiato colore è che la superficie esterna è ricoperta da centinaia di sottili fogli di rame. Il rame reagisce con l'aria per formare una patina o un verderame. Lo strato di verderame protegge il metallo sottostante dalla corrosione e dal degrado, motivo per cui le sculture in rame, ottone e bronzo sono così resistenti.

Reazioni chimiche che rendono la statua della libertà verde

Molte persone sanno che il rame reagisce con l'aria per formare il verderame, ma la Statua della Libertà ha il suo colore speciale a causa delle sue condizioni ambientali uniche. Non è una semplice reazione singola tra rame e ossigeno per produrre un ossido verde come si potrebbe pensare. L'ossido di rame continua a reagire per produrre carbonati di rame, solfuro di rame e solfato di rame.

Esistono tre composti principali che formano la patina blu-verde: 

• Cu₄COSÌ₄(OH)₆ (verde)
• Cu₂CO₃(OH)₂ (verde)
• Cu₃(CO₃)₂(OH)₂ (blu)

Ecco cosa succede: inizialmente, il rame reagisce con l'ossigeno presente nell'aria in una riduzione dell'ossidazione o in una reazione redox. Il rame dona elettroni all'ossigeno, che ossida il rame e riduce l'ossigeno:

2Cu + O₂ → Cu₂O (rosa o rosso)

Quindi l'ossido di rame (I) continua a reagire con l'ossigeno per formare ossido di rame (CuO):

• 2Cu₂O + O₂ → 4CuO (nero)

Al momento della costruzione della Statua della Libertà, l'aria conteneva molto zolfo proveniente dall'inquinamento atmosferico prodotto dalla combustione del carbone:

• Cu + S → 4CuS (nero)

Il CuS reagisce con l'anidride carbonica (CO₂) dagli ioni aria e idrossido (OH^-) dal vapore acqueo per formare tre composti:

• 2CuO + CO₂ + H₂O → Cu₂CO₃(OH)₂ (verde)
• 3CuO + 2CO₂ + H₂O → Cu₃(CO₃)₂(OH)₂ (blu)
• 4CuO + SO₃ +3H₂O → Cu₄COSÌ₄(OH)₆ (verde)

La velocità con cui si sviluppa la patina (20 anni, nel caso della Statua della Libertà) e il colore dipende dall'umidità e dall'inquinamento atmosferico, non solo dalla presenza di ossigeno e anidride carbonica. La patina si sviluppa e si evolve nel tempo. Quasi tutto il rame nella statua è ancora il metallo originale, quindi il verderame si è sviluppato per oltre 130 anni.

Semplice esperimento di patina con penny

Puoi simulare la patinazione della Statua della Libertà. Non è nemmeno necessario attendere 20 anni per vedere i risultati. Avrai bisogno:

• penny di rame (o qualsiasi metallo di rame, ottone o bronzo)
• aceto (acido acetico diluito)
• sale (cloruro di sodio)

1. Mescolare insieme circa un cucchiaino di sale e 50 millilitri di aceto in una piccola ciotola. Le misure esatte non sono importanti.
2. Immergi metà della moneta o un altro oggetto a base di rame nella miscela. Osservare i risultati. Se la moneta era opaca, la metà che hai immerso dovrebbe ora essere lucida.
3. Metti la moneta nel liquido e lasciala riposare per 5-10 minuti. Dovrebbe essere molto lucido. Perché? L'acido acetico dell'aceto e del cloruro di sodio (sale) hanno reagito formando acetato di sodio e acido cloridrico (acido cloridrico). L'acido ha rimosso lo strato di ossido esistente. Ecco come potrebbe apparire la Statua quando era nuova.
4. Tuttavia, continuano a verificarsi reazioni chimiche. Non risciacquare la moneta di sale e aceto. Lascialo asciugare naturalmente e osservalo il giorno successivo. Vedi formarsi la patina verde? L'ossigeno e il vapore acqueo nell'aria stanno reagendo con il rame per formare il verderame.

Nota: Un insieme simile di reazioni chimiche fa sì che i gioielli in rame, ottone e bronzo rendano la tua pelle verde o nera!

Dipingere la Statua della Libertà?

Quando la Statua divenne verde per la prima volta, le persone in autorità decisero che doveva essere dipinta. I giornali di New York stamparono storie sul progetto nel 1906, portando a una protesta pubblica. UN Volte il reporter ha intervistato un produttore di rame e bronzo, chiedendo se pensava che la statua dovesse essere ridipinta. Il vicepresidente dell'azienda ha dichiarato che la pittura non era necessaria poiché la patina protegge il metallo e che un tale atto potrebbe essere considerato vandalismo.

Sebbene la pittura della Statua della Libertà sia stata suggerita più volte nel corso degli anni, non è stata fatta. Tuttavia, la torcia, originariamente in rame, si è corrosa dopo un rinnovamento per installare finestre. Negli anni '80, la torcia originale fu tagliata e sostituita con una rivestita con foglia d'oro.