Почему медь темнеет или зеленеет и что с этим делать

Ваша медь потемнела или в углу появился зелёный налёт. Всё испорчено? Обычно нет. Разберём, чем на самом деле является каждый цвет, почему медь вообще меняется и что с этим делают музейные реставраторы. Часто лучший ход — оставить всё как есть.

Короткий ответ

Медь, которая темнеет или зеленеет, ведёт себя так, как и положено меди. Тёмная плёнка или гладкий зелёный слой не значат, что вещь испорчена. Рыхлые, расползающиеся пятна — другое дело, о них ниже.

Три слова — три разные вещи

Потемнение. Wikipedia определяет потемнение (tarnish) как тонкий слой коррозии на меди, латуни и подобных металлах. Оно часто выглядит как тусклая серая или чёрная плёнка. На меди это обычно буро-чёрный оксид меди, который появляется, когда металл медленно реагирует с кислородом. Чистая медь оранжево-красная, а на воздухе покрывается красноватым налётом.

В отличие от ржавчины, потемнение самоограничивается. Реагируют только несколько верхних слоёв металла, а образовавшийся слой запечатывает и защищает те, что под ним.

Патина. Служба национальных парков США (NPS) описывает патину как тонкий, вызванный химической реакцией слой относительно устойчивой коррозии на поверхности предмета. Патина может образоваться сама со временем, а мастера создают её и намеренно. На меди естественная патина зелёная. Обычно это смесь хлоридов, сульфидов, сульфатов и карбонатов меди, в зависимости от среды. В чистом сельском воздухе она возникает при медленной реакции меди с углекислым газом и водой. Это занимает много лет, а влажный прибрежный воздух ускоряет процесс.

Ярь-медянка. Это зелень на старых крышах и статуях. В статье Wikipedia о меди упоминается Статуя Свободы. Слово используют свободно: в научной литературе нет единого описания её химии, а ещё так называют ацетаты меди, которые когда-то получали из меди и уксуса. В быту ярь-медянка — это просто зелёная патина.

Почему медь меняет цвет

• Воздух. Кислород даёт буро-чёрный оксид. Сера даёт сульфиды меди. NPS называет соединения серы, вероятно, самыми сильными агентами потемнения и пишет, что они попадают в воздух при сжигании ископаемого топлива и от таких материалов, как поролон, подложка для ковров, краски, шерсть и войлок.
• Вода и сырость. NPS называет среди причин коррозии меди и её сплавов высокую относительную влажность и влагу на поверхности, а также загрязнённый воздух и соли.
• Пот и руки. NPS пишет, что соли и жиры с кожи могут вытравливать металл. Поэтому музеи советуют перчатки.
• Нагрев. Оксид меди(II), чёрное твёрдое вещество, можно получить нагреванием меди на воздухе примерно при 300–800 °C.
• Соль. Wikipedia отмечает, что для медных сплавов воздействие хлоридов даёт зелёный цвет, а соединения серы склоняют к коричневому.

Всё испорчено?

В справочнике NPS для музейных работников сказано, что наличие продукта коррозии ещё не значит, что коррозия активна. Для медных сплавов там дан простой признак.

Устойчивая: поверхность гладкая и плотно сцеплена с металлом, в цветах от синего и зелёного до красного, коричневого или чёрного.

Активная: рыхлые или шелушащиеся образования, непрочно держащиеся пятна, продолжающиеся изменения или рост. Для меди в справочнике описаны рыхлые зелёные, синие и белые продукты.

Одна оговорка. На улице зелёный слой не всегда идеальная защита. В заметке NPS о наружной бронзе сказано, что зелёную патину раньше считали устойчивым покрытием, но исследования показывают, что коррозия обычно продолжается.

• Медь401
• Алюминий237
• Латунь (63% меди)125
• Чугун55

Источник: Wikipedia, List of thermal conductivities.

Wikipedia добавляет, что по теплопроводности медь занимает второе место среди чистых металлов при комнатной температуре, после серебра, и что её кладут в дно качественной посуды, потому что она быстро и равномерно проводит тепло.

Тёмная, зелёная, яркая: что делать

Что вы видите	Что это	Откуда берётся	Что делать
Тусклая коричневая или чёрная плёнка	Потемнение: тонкий слой оксида меди, иногда сульфида	Кислород, некоторые соединения серы, соли с кожи, нагрев	Оставить. Или проверить на маленьком участке ватой, смоченной денатурированным спиртом, как советует NPS.
Гладкий прочный зелёный или сине-зелёный слой	Патина, её часто называют ярь-медянкой	Годы воздействия воздуха, дождя, углекислого газа и соединений серы	Оставить. NPS считает гладкие, плотно сцепленные поверхности устойчивыми.
Рыхлые, шелушащиеся или расползающиеся зелёные, синие или белые пятна	Активная коррозия	Высокая влажность, влага на поверхности, загрязнение, соли	Держать сухой и подальше от сырости. Прежде чем обрабатывать, спросить реставратора.
Яркий оранжево-красный	Чистая медь, которая на воздухе темнеет	Пока ничего, или недавняя чистка	После прикосновений протирать следы пальцев чистой мягкой тканью.

Если хочется блеска

Музеи здесь осторожны, а их памятки написаны для декоративных предметов из коллекций, а не для повседневного использования. В памятке Службы национальных парков о серебре и медных сплавах сказано, что описанные процедуры «не следует предпринимать легкомысленно». Главное из неё:

• Не используйте готовые полироли. Многие содержат едкие вещества, например аммиак, или грубые абразивы, которые могут навсегда повредить деликатную поверхность.
• Лёгкое потемнение иногда удаётся убрать, протерев ватой, смоченной денатурированным спиртом. Сначала проверьте на маленьком участке, нужна ли вообще полировка.
• Если полировка нужна, берут осаждённый карбонат кальция, смешанный с денатурированным спиртом. Молотый мел абразивен и оставит царапины. Нужно совсем немного, а частая ошибка — взять слишком много. Часто меняйте вату, чтобы не втирать потемнение обратно.
• С растворителями всегда соблюдайте меры предосторожности, указанные на упаковке.

Это музейные методы для декоративных предметов. Мы не советуем растворители и полироли для внутренней стороны чайника. В нашем достаточно вытирать его насухо после использования и позволить металлу темнеть.

В памятке также сказано, что полностью убирать потемнение часто нежелательно: более тёмный налёт в углублениях помогает выделить рисунок. У поверхности ручной чеканки много мелких впадин, так что это относится и к ней. А справочник для музейных работников предупреждает, что чистка и полировка снимают исходный металл.

Проверенные музейные источники не описывают домашние рецепты из кухонного шкафа, поэтому мы их не приводим.

Дело вкуса

Одним нравится состаренный вид, другим нужна яркая поверхность. Wikipedia отмечает, что химическая патина может считаться нежелательной, как на столовом серебре, или быть делом вкуса и традиции. Ни один выбор не ошибочен.

Что выбрали бы мы

Сначала выберите, какой вид вам нравится. В любом случае держите медь сухой и берите её чистой тканью, а не голыми пальцами. Нравится блеск? Чистите мягко и нечасто. Нравится состаренный вид? Ничего не делайте и наслаждайтесь цветом.

Наш чайник из меди ручной чеканки рассчитан на владельца второго типа. Он выкован вручную из меди, вмещает около 1,5 л и имеет высоту около 23 см до верха ручки. Толщина меди около 1 мм, вес чайника около 800 г. У него высокая арочная ручка, обмотанная шнуром, и латунная кнопка на крышке. Латунь — это сплав меди, поэтому кнопка тоже может темнеть.

Внутри: чистая медь без покрытия. Она темнеет при использовании, и этот слой ожидаем. После использования вытирайте чайник насухо. Если вам нужна поверхность, которая никогда не меняется, чистая медь не подойдёт.

Источники

• Tarnish, Wikipedia: тонкий слой коррозии на меди, латуни и подобных металлах; тусклая серая или чёрная плёнка; самоограничивается, в отличие от ржавчины; реагируют только несколько верхних слоёв; химическая патина может быть делом вкуса или традиции.
• Patina, Wikipedia: зелёная патина на меди — смесь хлоридов, сульфидов, сульфатов и карбонатов; медленная реакция с углекислым газом и водой в чистом воздухе; занимает много лет, быстрее во влажном прибрежном воздухе; хлориды дают зелёный, соединения серы склоняют к коричневому.
• Copper, Wikipedia: чистая медь оранжево-красная, на воздухе покрывается красноватым налётом; буро-чёрный оксид меди; ярь-медянка на старых крышах и Статуе Свободы; по теплопроводности второе место среди чистых металлов после серебра.
• Verdigris, Wikipedia: соли меди от зелёного до голубовато-зелёного; в научной литературе нет единого описания химии; исторически получали из меди и уксуса.
• Copper(II) oxide, Wikipedia: чёрное твёрдое вещество, которое можно получить нагреванием меди на воздухе примерно при 300–800 °C.
• List of thermal conductivities, Wikipedia: медь 401, алюминий 237, латунь Cu63% 125, чугун 55 Вт/(м·К), около 293 K.
• Copper in heat exchangers, Wikipedia: медь используют в дне качественной посуды, потому что она быстро и равномерно проводит тепло.
• Caring for Silver and Copper Alloy Objects, National Park Service, Conserve O Gram 10/2: определение патины; не использовать готовые полироли; проба с денатурированным спиртом; осаждённый карбонат кальция; полное удаление потемнения часто нежелательно; меры предосторожности с растворителями.
• Appendix O: Curatorial Care of Metal Objects, National Park Service Museum Handbook: активные и устойчивые поверхности меди; причины коррозии; сера как агент потемнения; соли и жиры с кожи; чистка снимает исходный металл.
• Conserving Outdoor Bronze Sculpture, National Park Service, Preservation Tech Note Metals 1: зелёная патина на улице и продолжающаяся коррозия.