Oxidation bei Kupfer, warum läuft das Metall grün an?

kupfer-oxidation
Jedes unbehandelte Kupfer oxidiert nach einiger Zeit.

Die typische grüne Schicht auf Kupfer, die Patina, ist nicht jedermanns Sache. Dennoch oxidiert jedes unbehandelte Kupfer nach einiger Zeit. Wie Sie damit umgehen können und warum das Kupfer überhaupt oxidiert, wurde Ihnen im folgenden Beitrag zusammen gestellt.

Metallkorrosion und -oxidation allgemein

Fast jedes Metall beginnt mit der Zeit aufgrund der chemischen Zusammensetzung mit einer Oxidation. Doch diese verläuft von Metall zu Metall völlig unterschiedlich. So beginnt Eisen oder eisenhaltiger Stahl mit der Zeit zu rosten. Dieser zersetzt das Metall mit der Zeit von Außen nach Innen. Bei anderen Metallen hingegen handelt es sich bei der Oxidation um einen Schutz vor äußeren Einflüssen, zum Beispiel Nässe. Diese Schicht nennt sich Oxidschicht. Hierdurch können weder Sauerstoff noch Wasser an das Metall gelangen und dieses wird vor Korrosion geschützt. Die Oxidschicht wird oft auch als Passivschicht benannt.

Wann kommt es zur Oxidation bei Kupfer?

Damit durch die Oxidation des Kupfers eine schützende Oxidschicht optimal ausgebildet werden kann. So wird die Bildung dieser Passivschicht von Faktoren wie Sauerstoff- und Kohlenstoffgehalt sowie dem pH-Wert des Wassers bestimmt, zum Beispiel bei einem Kupferrohr. So kann sich im Folgenden keine Oxidschicht bilden:

  • schlechte oder niedrige Sauerstoffsättigung
  • pH-Wert von Wasser unter 6
  • dann kann Lochfraß einsetzen
  • hierbei handelt es sich um eine bestimmte Form von Korrosion

Wann es zum Lochfraß bei Kupfer kommt

Wenn sich eine gute Passivschicht durch die ausreichende Oxidation gebildet hat, dann kann sich eine Korrosion nicht durchsetzen. Allerdings gibt es hier auch die andere Seite, bei der die Oberfläche intakt aussieht, sich dennoch viele kleine punktförmige Löcher gebildet haben. Da diese jedoch so klein sind, dass kaum Sauerstoff hindurch kommt, um die Oxidierung voranzutreiben, kann der Lochfraß dann sehr beschleunigt werden.

Wann sich die typische Patina bildet

Bei der schützenden Oxidschicht handelt es sich um eine tiefbraune Schicht. Hierauf lagern sich jetzt Kupferkarbonate ab und es kommt zu der intensiven Grünfärbung, die auch als Grünspan bezeichnet wird. Sie können die Oxidschicht an der matten tiefbraunen Farbe erkennen, Kupfer, das diese Schicht nicht ausgebildet hat, ist metallisch hellbraun glänzend. Die natürliche Kupferpatina ist an vielen Stellen erwünscht, gerade wenn ein Stück alt und antiquarisch aussehen soll, darf die grüne Schicht nicht fehlen. So schützt diese Schicht aber auch vor weiterer Korrosion und wird daher zum Beispiel auch nicht von alten Kirchendächern entfernt.

Oxidationsschicht entfernen, wenn diese unerwünscht

Sie können die Schutzschicht aber auch entfernen, wenn diese unerwünscht ist. In einem solchen Fall sollten Sie das Kupfer aber lackieren oder anderweitig behandeln, damit es weiter geschützt wird. Als Lack können Sie einen Zaponlack verwenden, dann bleibt der optisch schöne Kupfereffekt erhalten. Ebenso können Sie aber auch das Kupfer verfremden, indem Sie es galvanisieren oder eine Elektrolyse durchführen, bei dem das Kupfer verchromt wird.