عوامل صدا النحاس

عوامل صدا النحاس

أولا : في الوسط الغازي 

في حالة معدن النحاس يتكون أكسيد النحاسوز الأحمر بفعل الأكسجين والمعروف باسم الكوبريت Cu2o  والذي يكون طبقة واقية للمعدن وإذا قل سمكها عن20 انجستروم. وفي حالة زيادة سمكها فأنها تتحول الي طبقة مسامية تسمح بمرور الغازات وبخار الماء الي المعدن وتساعد علي تكوين مركبات أو الكبريتات أو الكلوريدات.

أما تأثير بخار الماء علي النحاس أو بمعني أخر النحاس في الجو الرطب فعلي سبيل المثال لعملية الصدأ في الجو الرطب فان معدن النحاس يكون طبقة بنية اللون من الباتينا علي سطح المعدن ويزداد سمك هذه الطبقة من أكسيد النحاسوزCU2o  وتبدا في تكوين تركيب شبكي خاص بها مما يودي الي تكوين انفعال داخلي ينتج عنه خلق مسام وشروخ وانفعالات عن الطبقة الأولي المتماسكة وبزيادة نمو الطبقة الثانية يزداد الانفعال مما يؤدي الي إحداث شروخ ومسامات وثقوب في الطبقة الأولي والنتيجة الحتمية لذلك ان نجد سطح المعدن في بعض ألاماكن علي اتصال مباشر بالهواء المحتمل ببخار الماء .

هذا ويتكون عن قاعدة الثقوب في طبقة الأكسيد السميكة خلايا كهربية موضعية يتحلل المعدن عندها ايجابيا أي كقطب موجب.

في حين أكسيد النحاسوز CU2o المحيط بهذه الثقوب يتصرف كقطب سالب.

وتكوين الايونات القاعدية يغير المعدل الهيدروجيني حول الثقب ومع وجود ثاني أكسيد الكربون في الجو المحيط يودي الي تكوين ايون النحاسيك في صورة كربونات النحاس القاعدية من نوع الملاكيت والتي يمكن ان تتحول الي مركبات النحاس الاخري طبقا للايونات المتوفرة في الوسط المحيط.

وكما ذكرنا فإن وجود تكوين ايون الهيدروكسيد يؤدى إلى تحويل طبقة اكاسيد المعادن الواقية الى طبقة مسامية غير واقية وينتج عنها تكوين اكاسيد قاعدية ثم مركبات قاعدية للمعدن بصفة عامة.

أما عن تأثير غاز ثانى أكسيد الكربون على معدن النحاس فأنة بعد تكوين طبقة من أكسيد النحاسوز الأحمر Cu2o فإن هذه الطبقة تعتبر غير ثابتة فى الحالة الصلبة فى حالة وجود كمية ضئيلة جدا من ثاني أكسيد الكربون فى جو جاف.

ولاشك ان ثاني أكسيد الكربون من العوامل المؤثرة جدا فى التلف الشديد الذى تتعرض له الآثار النحاسية فى ألاماكن السيئة التهوية مثل المقابر وهو أيضا المسئول عن تكوين التركيب الطبقي لنواتج الصدأ على سطح المعدن، وإذا قلت نسبته عن 20% يغير من اللون الأحمر لطبقة الأكسيد الى اللون الأسود وهو دليل على تحول أكسيد النحاسوز الى أكسيد النحاسيك ( تينوريت ).

وإذا حاولنا فهم العلاقة الكهروكيميائية التى تربط بين خليط الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ومعدن النحاس نجد ان طبقة أكسيد النحاسوز وحتى سمك 100 انجستروم فى جو جاف يمكن أن تكون طبقة واقية ولكن عند وجود بخار الماء يصل هذا السمك إلى حوالي 20 انجستروم ويبدأ الاضطراب بتكوين طبقة الأكسيد حيث تظهر على السطح طبقة مسامية متماسكة التي تسمى بجلد المعدن عليها طبقة رقيقة متماسكة على سطح المعدن ولكنها فى هذه الحالة لا تمنع مرور ايونات حتى السطح الفاصل بينها وبين الطبقة المسامية.

ولقد أتضح ان ثاني أكسيد الكربون يتدخل بشكل مباشر فى الخواص الطبيعية والكيميائية لامتصاص الأكسجين على سطح طبقة أكسيد النحاسوز لذلك فإن امتصاص الأكسجين يعتبر شرطا أساسيا لامتصاص ثاني أكسيد الكربون بالتالي.

وعموما فإن تكوين كربونات النحاس ثم كربونات النحاس القاعدية المعروفة بإسم الملاكيت فى الأجواء المحتوية على نسبة عالية من الرطوبة وهى شاسعة الانتشار فى صدأ النحاس ومركبات الصدأ وكربونات النحاس القاعدية الزرقاء المعروفة بأسم الازوريت فى الأجواء التى تتميز بالجفاف وهى اقل انتشارا من الملاكيت.

وبصفة عامة فإن كربونات النحاس القاعدية سواء الملاكيت أو الازوريت تعتبران ذات ثبات محدود وانهما يتغيران مستقبلا طبقا للظروف المحيطة بالأثر الى مركبات الصدأ الأخرى وطبقا للايونات المتوفرة وخاصة إذا كانت هذه الايونات لأحماض أقوى من حامض الكربونيك مثل كلوريدات النحاس أو كبريتاته وغيرها.

أما تأثير غاز ثاني أكسيد الكبريت على النحاس فإنة نتيجة الدراسات التى قام بها العلماء التشيك ومنهم ( ويدرهول ) فإن غاز ثاني أكسيد الكبريت يتفاعل مع معدن النحاس وسبائكه فى الجو الرطب.

ويظهر أن الدور المبدئي لثاني أكسيد الكبريت على سطح المعدن من النوع المعروف بإسم الأدوار المساعدة وذلك لتنشيط عملية تكوين طبقة من أكسيد المعدن فى المرحلة الأولى دون الدخول فى التفاعل نفسه، وتزداد هذه الطبقة سمكا وتتحول الى طبقة على درجة  كبيرة من المسامية تساعد على زيادة تحول المعدن الى الكوبريت ويلى ذلك امتصاص غازات الأكسجين وثاني أكسيد الكبريت وبخار الماء على سطح الكوبريت من الخارج حيث يتم العديد من التفاعلات الكهروكيميائية نتيجة لتكوين خلية كهربية يكون فيها المعدن القطب الموجب وأكسيد النحاسوز القطب السالب ووجود الموصل الكهربي من محلول حامض الكبريتيك ينتهي بتكوين طبقة خضراء جميلة اللون من كبريتات النحاس القاعدية المعروفة فى المعادن الطبيعية بإسم ( البروكانتيت ).