لماذا يغمق النحاس أو يخضرّ؟ وماذا تفعل حيال ذلك

اسودّ نحاسك، أو ظهرت قشرة خضراء في إحدى زواياه. هل تلف؟ في الغالب لا. إليك ما يعنيه كل لون فعلًا، ولماذا يتغيّر النحاس أصلًا، وماذا يفعل مرمّمو المتاحف حيال ذلك. وكثيرًا ما يكون أفضل ما تفعله أن تتركه كما هو.

الإجابة المختصرة

النحاس الذي يغمق أو يخضرّ يفعل ما يفعله النحاس. الطبقة الداكنة أو الطبقة الخضراء الملساء لا تعني أن القطعة قد تلفت. أما البقع المسحوقية التي تتّسع فهي أمر مختلف، وسنتناولها أدناه.

ثلاث كلمات، ثلاثة أشياء

التعتّم. تعرّف ويكيبيديا التعتّم (tarnish) بأنه طبقة رقيقة من التآكل تتكوّن فوق النحاس والنحاس الأصفر والمعادن المشابهة. وكثيرًا ما يبدو كغشاء باهت رمادي أو أسود. وفي النحاس يكون عادةً أكسيد النحاس البني المائل إلى السواد، ويتكوّن حين يتفاعل المعدن ببطء مع الأكسجين. النحاس النقي برتقالي محمرّ، ويكتسب في الهواء تعتّمًا محمرًّا.

وعلى عكس الصدأ، يحدّ التعتّم نفسه بنفسه. لا يتفاعل إلا عدد قليل من الطبقات العليا من المعدن، وتختم الطبقة المتكوّنة ما تحتها وتحميه.

الباتينا. تصف مصلحة المتنزهات الوطنية الأمريكية (NPS) الباتينا بأنها طبقة رقيقة ناتجة عن تفاعل كيميائي، من تآكل مستقر نسبيًا، على سطح الشيء. قد تتكوّن الباتينا طبيعيًا مع الزمن، ويصنعها الحرفيون أيضًا عمدًا. وفي النحاس تكون الباتينا الطبيعية خضراء. وهي في الغالب مزيج من كلوريدات النحاس وكبريتيداته وكبريتاته وكربوناته، بحسب البيئة. وفي هواء الريف النقي تنشأ من تفاعل النحاس البطيء مع ثاني أكسيد الكربون والماء. وهي تستغرق سنوات طويلة، ويسرّعها هواء السواحل الرطب.

الزنجار. هو الأخضر الذي نراه على الأسطح والتماثيل القديمة. تذكر مقالة ويكيبيديا عن النحاس تمثال الحرية. والكلمة تُستخدم بتساهل: فالأدبيات التقنية غير متسقة في وصف كيمياء الزنجار، وهو يشمل أيضًا أسيتات النحاس التي كانت تُصنع قديمًا من النحاس والخل. وفي البيت، الزنجار يعني ببساطة الباتينا الخضراء.

لماذا يغيّر النحاس لونه

• الهواء. الأكسجين يصنع الأكسيد البني المائل إلى السواد. والكبريت يصنع كبريتيدات النحاس. وتقول NPS إن مركّبات الكبريت ربما تكون أقوى عوامل التعتّم، وإنها تأتي من حرق الوقود الأحفوري ومن منتجات مثل الإسفنج المطاطي وبطانة السجاد والدهانات والصوف واللباد.
• الماء والرطوبة. تدرج NPS الرطوبة النسبية العالية والرطوبة على السطح ضمن أسباب تآكل النحاس وسبائكه، إلى جانب تلوّث الهواء والأملاح.
• العرق واليدان. تقول NPS إن الأملاح والزيوت التي في جلدك قد تحفر المعدن. ولهذا توصي المتاحف بارتداء القفازات.
• الحرارة. أكسيد النحاس(II)، وهو مادة صلبة سوداء، يمكن تكوينه بتسخين النحاس في الهواء عند نحو 300–800 °C.
• الملح. تشير ويكيبيديا إلى أنه في سبائك النحاس يؤدي التعرّض للكلوريدات إلى اللون الأخضر، بينما تميل مركّبات الكبريت إلى البني.

هل تلف؟

يقول دليل المتاحف الصادر عن NPS إن وجود ناتج تآكل لا يعني بالضرورة وجود تآكل نشط. ويقدّم اختبارًا بسيطًا لسبائك النحاس.

مستقر: سطح أملس ملتصق بإحكام، بألوان تتراوح من الأزرق والأخضر إلى الأحمر أو البني أو الأسود.

نشط: تكوّنات مسحوقية أو متقشّرة، وبقع ضعيفة الالتصاق، وتغيّر أو نمو مستمر. وفي النحاس يصف الدليل نواتج مسحوقية خضراء وزرقاء وبيضاء.

تنبيه واحد. في الهواء الطلق، ليست الطبقة الخضراء درعًا كاملًا دائمًا. تقول مذكرة لـ NPS عن البرونز الخارجي إن الباتينا الخضراء كانت تُعدّ في السابق طلاءً مستقرًا، لكن الأبحاث تشير إلى أن التآكل في الغالب عملية مستمرة.

• نحاس401
• ألومنيوم237
• نحاس أصفر (63% نحاس)125
• حديد زهر55

المصدر: Wikipedia، List of thermal conductivities.

وتضيف ويكيبيديا أن النحاس يملك ثاني أعلى توصيل حراري بين المعادن النقية عند درجة حرارة الغرفة، بعد الفضة، وأنه يُستخدم في قيعان أواني الطهي عالية الجودة لأنه ينقل الحرارة بسرعة ويوزّعها بالتساوي.

داكن أم أخضر أم لامع: ماذا تفعل

ما تراه	ما هو	ما سببه	ماذا تفعل
غشاء باهت بني أو أسود	تعتّم: طبقة رقيقة من أكسيد النحاس، وأحيانًا كبريتيد	الأكسجين، وبعض مركّبات الكبريت، وأملاح الجلد، والحرارة	اتركه. أو جرّب على بقعة صغيرة بقطن مبلّل بالكحول المحوَّل، كما تقترح NPS.
طبقة خضراء أو زرقاء مخضرّة، ملساء ومتماسكة	باتينا، وتُسمّى كثيرًا زنجارًا	سنوات من الهواء والمطر وثاني أكسيد الكربون ومركّبات الكبريت	اتركها. تعدّ NPS الأسطح الملساء شديدة الالتصاق مستقرة.
بقع خضراء أو زرقاء أو بيضاء مسحوقية أو متقشّرة أو آخذة في الاتساع	تآكل نشط	رطوبة عالية، ورطوبة على السطح، وتلوّث، وأملاح	أبقِه جافًّا بعيدًا عن الرطوبة. واسأل مرمّمًا قبل أن تعالجه.
برتقالي محمرّ لامع	نحاس نظيف، يتعتّم في الهواء	لا شيء بعد، أو تنظيف حديث	بعد لمسه، امسح بصمات الأصابع بقطعة قماش نظيفة ناعمة.

إن أردته لامعًا

المتاحف حذرة هنا، ونشراتها مكتوبة للقطع الزخرفية في المجموعات، لا للاستخدام اليومي. وتقول نشرة مصلحة المتنزهات الوطنية عن الفضة وسبائك النحاس إن إجراءاتها «لا ينبغي الإقدام عليها باستخفاف». وأهم ما فيها:

• لا تستخدم ملمّعات تجارية. فكثير منها يحتوي مواد أكّالة مثل الأمونيا، أو مواد كاشطة قاسية قد تتلف الأسطح الرقيقة إلى الأبد.
• قد يزول التعتّم الخفيف أحيانًا بمسح السطح بقطن مبلّل بالكحول المحوَّل. جرّب أولًا على منطقة صغيرة لترى هل التلميع ضروري أصلًا.
• إذا لزم التلميع، يُستخدم كربونات الكالسيوم المترسّبة ممزوجة بالكحول المحوَّل. أما الطباشير المطحون فكاشط ويخدش. ويكفي القليل جدًا، والخطأ الشائع هو الإكثار. بدّل القطن كثيرًا كي لا تعيد فرك التعتّم في السطح.
• مع المذيبات، اتبع دائمًا احتياطات السلامة المدوّنة على العبوات.

هذه طرق متحفية للقطع الزخرفية. لا ننصح باستخدام المذيبات أو المعاجين اللامعة داخل الغلاية. وفي غلايتنا يكفي تجفيف الداخل بعد الاستخدام وترك النحاس يغمق.

وتقول النشرة أيضًا إن إزالة التعتّم بالكامل كثيرًا ما تكون غير مرغوبة: فالتعتّم الأغمق في التجاويف يساعد التصميم على الظهور. والسطح المطروق يدويًا فيه نقرات صغيرة، لذا ينطبق هذا عليه. ويحذّر دليل المتاحف من أن التنظيف والتلميع يزيلان المعدن الأصلي.

المصادر المتحفية التي نثق بها لا تتناول وصفات خزانة المطبخ، لذلك تركناها.

مسألة ذوق

بعض الناس يحبون المظهر المعتّق، وبعضهم يريد سطحًا لامعًا. وتشير ويكيبيديا إلى أن الباتينا الكيميائية قد تُعدّ غير مرغوبة، كما في أدوات الفضة، أو مسألة ذوق أو عُرف. ولا خيار منهما خاطئ.

ما الذي نختاره نحن

اختر المظهر الذي يعجبك أولًا. وفي الحالتين أبقِ النحاس جافًّا والمسه بقطعة قماش نظيفة لا بأصابع عارية. تريده لامعًا؟ نظّفه برفق وبقلّة. تريده معتّقًا؟ لا تفعل شيئًا واستمتع باللون.

إبريق الشاي النحاسي المطروق يدويًا لدينا مصنوع لصاحب الخيار الثاني. هو مطروق يدويًا من النحاس، وسعته نحو 1.5 L، وارتفاعه نحو 23 cm حتى أعلى المقبض. سماكة النحاس نحو 1 mm، ووزن الإبريق نحو 800 g. له مقبض عالٍ مقوّس ملفوف بحبل، وزرّ من النحاس الأصفر على الغطاء. والنحاس الأصفر سبيكة من النحاس، لذا قد يتعتّم الزرّ أيضًا.

من الداخل: نحاس عاري غير مطلي. يغمق مع الاستخدام، وهذه الطبقة متوقعة. جفّفه بالمسح بعد الاستعمال. وإن أردت سطحًا لا يتغيّر أبدًا، فالنحاس العاري ليس المادة المناسبة.

المصادر

• Tarnish، Wikipedia: طبقة رقيقة من التآكل فوق النحاس والنحاس الأصفر والمعادن المشابهة؛ غشاء باهت رمادي أو أسود؛ يحدّ نفسه بنفسه على عكس الصدأ؛ لا تتفاعل إلا الطبقات العليا القليلة؛ والباتينا الكيميائية قد تكون مسألة ذوق أو عُرف.
• Patina، Wikipedia: الباتينا الخضراء على النحاس مزيج من الكلوريدات والكبريتيدات والكبريتات والكربونات؛ تفاعل بطيء مع ثاني أكسيد الكربون والماء في الهواء النقي؛ تستغرق سنوات طويلة، وتكون أسرع في السواحل الرطبة؛ الكلوريدات تعطي الأخضر، ومركّبات الكبريت تميل إلى البني.
• Copper، Wikipedia: النحاس النقي برتقالي محمرّ ويكتسب تعتّمًا محمرًّا في الهواء؛ أكسيد النحاس البني المائل إلى السواد؛ الزنجار على الأسطح القديمة وتمثال الحرية؛ التوصيل الحراري يأتي ثانيًا بعد الفضة بين المعادن النقية.
• Verdigris، Wikipedia: أملاح نحاس من الأخضر إلى الأخضر المزرق؛ الأدبيات التقنية غير متسقة في وصف كيمياء الزنجار؛ كان يُصنع تاريخيًا من النحاس والخل.
• Copper(II) oxide، Wikipedia: مادة صلبة سوداء يمكن تكوينها بتسخين النحاس في الهواء عند نحو 300–800 °C.
• List of thermal conductivities، Wikipedia: النحاس 401، الألومنيوم 237، النحاس الأصفر Cu63% 125، الحديد الزهر 55 W/(m·K)، عند نحو 293 K.
• Copper in heat exchangers، Wikipedia: يُستخدم النحاس في قيعان أواني الطهي عالية الجودة لأنه ينقل الحرارة بسرعة ويوزّعها بالتساوي.
• Caring for Silver and Copper Alloy Objects، National Park Service، Conserve O Gram 10/2: تعريف الباتينا؛ لا ملمّعات تجارية؛ اختبار بالكحول المحوَّل؛ كربونات الكالسيوم المترسّبة؛ إزالة التعتّم بالكامل كثيرًا ما تكون غير مرغوبة؛ احتياطات المذيبات.
• Appendix O: Curatorial Care of Metal Objects، National Park Service Museum Handbook: أسطح النحاس النشطة والمستقرة؛ أسباب التآكل؛ الكبريت عاملًا للتعتّم؛ أملاح الجلد وزيوته؛ التنظيف يزيل المعدن الأصلي.
• Conserving Outdoor Bronze Sculpture، National Park Service، Preservation Tech Note Metals 1: الباتينا الخضراء في الهواء الطلق والتآكل المستمر.