Analisa Material dari Warna Asli Patung Liberty

image
Patung Liberty adalah landmark terkenal dengan warna biru kehijauan yang ikonik. Namun, warna aslinya bukanlah hijau. Ketika Patung itu diresmikan pada tahun 1886, warnanya coklat mengkilap, seperti uang logam satu sen. Pada tahun 1906, warnanya berubah menjadi hijau. Alasan Patung Liberty berubah warna adalah karena permukaan luarnya dilapisi dengan ratusan lembaran tembaga tipis. Tembaga bereaksi dengan udara membentuk patina atau verdigris. Lapisan verdigris melindungi logam di bawahnya dari korosi dan degradasi, itulah sebabnya patung tembaga, kuningan, dan perunggu sangat tahan lama.

Reaksi Kimia Yang Membuat Patung Liberty Menjadi Hijau

Kebanyakan orang mengetahui bahwa tembaga bereaksi dengan udara membentuk verdigris, tetapi Patung Liberty memiliki warna tersendiri karena kondisi lingkungannya yang unik. Ini tidak seperti reaksi tunggal yang sederhana antara tembaga dan oksigen untuk menghasilkan oksida hijau seperti yang mungkin kita pikirkan. Oksida tembaga terus bereaksi untuk membuat tembaga karbonat, tembaga sulfida, dan tembaga sulfat.

Ada tiga senyawa utama yang membentuk patina biru-hijau:

Cu4SO4 (OH) 6 (hijau)
Cu2CO3 (OH) 2 (hijau)
Cu3 (CO3) 2 (OH) 2 (biru)

Inilah yang terjadi: Awalnya, tembaga bereaksi dengan oksigen dari udara dalam reaksi reduksi oksidasi atau redoks. Tembaga mendonasikan elektron ke oksigen, yang mengoksidasi tembaga dan mengurangi oksigen:

2Cu + O2 → Cu2O (merah muda atau merah)

Kemudian tembaga (I) oksida terus bereaksi dengan oksigen membentuk oksida tembaga (CuO):

2Cu2O + O2 → 4CuO (hitam)
Pada saat Patung Liberty dibangun, udaranya banyak mengandung belerang dari polusi udara yang dihasilkan dari pembakaran batu bara:

Cu + S → 4CuS (hitam)
CuS bereaksi dengan karbon dioksida (CO2) dari udara dan ion hidroksida (OH-) dari uap air membentuk tiga senyawa:

2CuO + CO2 + H2O → Cu2CO3 (OH) 2 (hijau)
3CuO + 2CO2 + H2O → Cu3 (CO3) 2 (OH) 2 (biru)
4CuO + SO3 + 3H2O → Cu4SO4 (OH) 6 (hijau)

Kecepatan perkembangan patina (20 tahun, dalam kasus Patung Liberty) dan warna tergantung pada kelembaban dan polusi udara, bukan hanya keberadaan oksigen dan karbon dioksida. Patina berkembang dan berkembang seiring waktu. Hampir semua tembaga di Patung masih logam asli, sehingga verdigris telah berkembang selama lebih dari 130 tahun.

Eksperimen Patina Sederhana Dengan Uang

Kita dapat mensimulasikan patinasi Patung Liberty. Kita bahkan tidak perlu menunggu 20 tahun untuk melihat hasilnya. Kita hanya butuh:

uang logam tembaga (atau logam tembaga, kuningan, atau perunggu)
cuka (asam asetat encer)
garam (natrium klorida)

Campurkan sekitar satu sendok teh garam dan 50 ml cuka dalam mangkuk kecil. Celupkan setengah koin atau benda berbasis tembaga lainnya ke dalam campuran. Amati hasilnya. Jika koin itu tumpul, bagian yang Anda celupkan sekarang seharusnya mengkilap. Masukkan koin ke dalam cairan dan diamkan selama 5-10 menit. Hasilnya logam itu akan sangat berkilau. Mengapa? Asam asetat dari cuka dan natrium klorida (garam) bereaksi membentuk natrium asetat dan hidrogen klorida (asam klorida).
Asam menghilangkan lapisan oksida yang ada. Beginilah Patung itu muncul ketika masih baru.

Namun, reaksi kimia masih terus terjadi. Jangan bilas koin garam dan cuka. Biarkan mengering secara alami dan amati keesokan harinya. Apakah Anda melihat pembentukan patina hijau? Oksigen dan uap air di udara bereaksi dengan tembaga membentuk verdigris.

Catatan: Serangkaian reaksi kimia yang serupa menyebabkan perhiasan tembaga, kuningan, dan perunggu mengubah kulit Anda menjadi hijau atau hitam!

Referensi: Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. “Why Is the Statue of Liberty Green?” ThoughtCo, Feb. 11, 2020, thoughtco.com/why-statue-of-liberty-is-green-4114936.