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mercoledì 27 novembre 2013

Guida sulle Patine - prima parte

Per diverso tempo ho cercato informazioni sulle patine che si possono realizzare sui metalli e ho trovato in genere poche informazioni e molte "ricette" più o meno chiare, senza riuscire a capire bene che tipo di composto ho ottenuto. In alcuni casi le informazioni trovate erano anche sbagliate...
E' quindi uscito il chimico che è in me e ho cominciato a studiarmi le varie reazioni chimiche che possono dare origine ad una patina su Rame e Ottone. Dopo qualche giorno di esperimenti, in cui sono anche riuscito ad ottenere una patina che non avevo trovato descritta da nessuna parte, ho finalmente potuto stilare un elenco, con relative "ricette".

Ho deciso quindi di fare questa guida "TuttoPatina", che dividerò in più post numerati, per condividere con voi quello che ho imparato. :-)

In data 28 marzo 2014 ho eseguito una correzione al post, indicando il nome corretto del sale che si ottiene tra Ammoniaca e Rame.

Indice:
  • Premessa
  • Tipi di Patina
  • Ossidi del Rame
  • Sali del Rame
  • Preparazione del pezzo da patinare
  • Protezione delle Patine
  • Patine sull'Alluminio



Premessa: Tutti i composti del Rame sono tossici o altamente tossici ed è necessario proteggersi mentre li si maneggia e isolarli bene per evitare che vadano in contatto con la pelle o che vengano ingeriti o inalati. Mascherina, guanti e occhiali protettivi sono d'obbligo, oltre ad una protezione per l'abbigliamento ed un locale ben ventilato. Durante la realizzazione delle patine è essenziale proteggersi e non respirare i fumi e i vapori che si producono.


Esistono diversi metodi per realizzare patine sul metallo, che variano a seconda del metallo a disposizione.
Le patine possono essere suddivise in due categorie:
  1. Patine estetiche (non chimiche)
  2. Patine chimiche
Il primo caso vede l'utilizzo di cere colorate o smalti, che colorano la superficie del metallo. E' un tipo di patina non chimica che non prevede quindi il deterioramento del metallo.
In commercio esistono molteplici varietà di smalti ed inchiostri, da utilizzare a freddo o a caldo, pronti all'uso o da preparare, oltre alle cere.

Per garantire la buona adesione è essenziale che la superficie del metallo sia ben pulita e sgrassata. Se il prodotto da utilizzare prevedere una procedura particolare di preparazione del pezzo è essenziale rispettarla.

Le patine chimiche, invece, prevedono sempre una reazione chimica tra il metallo e il reagente che verrà utilizzato. A seconda dei reagenti e del tempo di esposizione, si avranno dei risultati differenti.
Importanti sono anche la preparazione del pezzo da patinare, in modo che la patina si formi bene, e la protezione della patina ottenuta (a fine guida).

Le colorazioni risultanti dipendono dal tipo di composto ottenuto dalla reazione chimica, che possiamo suddividere in:
  • Ossidi
  • Sali

Ossidi del Rame:

  • Ossido Rameico (CuO)
  • Ossido Rameoso (Cu20)

L'Ossido Rameico è di colore nero, mentre l'Ossido Rameoso è rosso-bruno.
Sono risultati dell'ossidazione del Rame (reazione con l'Ossigeno), che si può accelerare con il calore di una fiamma.

Le patine più veloci da realizzare sono sicuramente quelle provocate dal fuoco: il calore molto intenso della fiamma, unito al vapore acqueo risultante dalla combustione, accelera molto l'ossidazione della superficie del metallo creando strati ossidati di colore variabile a seconda della temperatura della fiamma e del tempo di esposizione.  
Se la fiamma è troppo intensa, si produrrà una grande quantità di ossido che tenderà a sfogliarsi via appena la lastra si raffredderà.
Se invece la fiamma è poco intensa (es. candela) gli ossidi si formeranno in piccole quantità creando anche dei giochi di colore.
Guida sulle patine di Rame e Ottoni su http://tre8bre.blogspot.it
Rame ossidato con cannello (sopra) e con candela (sotto).
La lastra in alto ha un protettivo superficiale.


Per quanto riguarda i Sali del Rame, invece, il discorso è molto più ampio.
Hanno quasi sempre una colorazione variabile tra il verde e il blu e non tutti sono riproducibili in casa.


Carbonato rameico CuCO3
E' di colore verde-blu ed è il responsabile delle classiche patine delle cupole in rame o delle grondaie. Si forma per reazione con l'Anidride Carbonica presente nell'aria, che si scioglie nella pioggia, formando quindi acido carbonico che con gli anni forma il composto. E' una reazione che richiede anni per avvenire, ma sto facendo delle prove per vedere se c'è modo di accelerarla.


Acetato rameico Cu(CH3COO)2
Si ottiene per reazione chimica con l'acido acetico e ha colorazione verde.
Per ottenerlo è sufficiente lasciare il pezzo da patinare esposto ai vapori dell'aceto per diverse ore.

Guida sulle patine di Rame e Ottoni su http://tre8bre.blogspot.it
Rame con patina di Acetato Rameico (con protettivo superficiale)

In un contenitore richiudibile mettete dell'aceto e su un rialzo (non poroso) il pezzo da patinare. Se volete un effetto uniforme dovrete attendere molte ore, se invece vi piace un effetto puntinato come nelle foto, potete bagnare il pezzo con l'aceto e scrollarlo bene. Lasciatelo ai fumi nel contenitore chiuso per almeno 2-3 ore.


Diidrossido tetraamminorameico [Cu(NH3)4](OH)2
Si ottiene per reazione con l'ammoniaca e ha colorazione blu-azzurra
E' possibile ottenerlo lasciando il pezzo esposto ai vapori di ammoniaca (NH3): una volta preparato il pezzo, mettetelo su un rialzo in un contenitore con dentro un dito di ammoniaca. Chiudete il contenitore e lasciate agire per almeno 2-3 ore, o fino ad aver ottenuto la tonalità desiderata.

Il pezzo fotografato l'ho patinato di corsa e non è venuto benissimo, ma comunque rende l'idea.
Quando utilizzate l'ammoniaca prestate sempre molta attenzione a non respirarne e i fumi ed utilizzate protezioni per occhi, pelle e vestiti.

Guida sulle patine di Rame e Ottoni su http://tre8bre.blogspot.it
Rame con patina di Diidrossido tetraamminorameico (con protettivo superficiale)


Nitrato rameico Cu(NO3)2
Si ottiene per reazione con l'acido nitrico e ha colorazione azzurra.
E' una reazione che produce anche Monossido di azoto, un gas incolore irritante per occhi e tratto respiratorio. Si sconsiglia quindi la sua produzione in casa.


Cloruro di rame CuCl
Si ottiene per reazione dell'acido cloridrico (muriatico) bollente sul rame, in presenza di tracce di acido nitrico (ammoniaca). Ha colore bianco-grigiastro. Visto il tipo di reazione richiesta, non è possibile realizzare questo tipo di patina.


Cloruro rameico CuCl2
Si ottiene per reazione tra l'ossido rameico e l'acido cloridrico (muriatico) e ha colore verde-azzurro.
E' una reazione lenta ma è possibile accelerarla sporcando di sale il pezzo da patinare (io inumidisco il sale con acqua satura di sale).
Per ottenerlo, lasciare il pezzo sporco di sale, su un rialzo, alle esalazioni dell'acido muriatico per almeno 4-5 ore, in un contenitore chiuso.
Questa patina non l'ho trovata descritta da nessuna parte e l'ho ottenuta sperimentando :-P
Non ero sicuro di riuscire ad ottenere questo composto, ma dopo vari tentativi ci sono riuscito!  

Guida sulle patine di Rame e Ottoni su http://tre8bre.blogspot.it
Rame con patina di Cloruro rameico (con protettivo superficiale)


fine prima parte


Spero che questa prima parte vi sia utile e non perdetevi la seconda!

Nella seconda parte finirò il discorso sui Sali del Rame e darò indicazioni sulla preparazione dei pezzi da patinare e la protezione delle patine. Infine darò alcune indicazioni sulle patine sull'Alluminio.
Vi ricordo che, essendo l'Ottone e il Similoro leghe di Rame, quanto detto in questa guida è valido anche per loro.

A presto!

Luca

13 commenti:

Martina ha detto...

L'ultima patina è stupenda!
La devo provare**
Grazie per le dritte Luca, ti pinno subito ;)

Maria Helena Zanni ha detto...

La chimica che è in me apprezza tantissimo questo post! Soprattutto l'ultima scoperta, mi piace il risultato e soprattutto che ci sei arrivato sperimentando come ogni scienziato che si rispetti! Grazie per questa guida, sono curiosa di leggere la prossima parte!! ciao ciao!
Helena

Tre8bre ha detto...

Martina, grazie! ^_^
è stata davvero una scoperta :-P

Maria Helena, grazie! Mi sono divertito un sacco a cercare e studiare reazioni, sperimentare, ecc Mi sembrava di essere tornato a scuola ^_^

Grazia ha detto...

ok non capisco niente di chimica, l'unica cosa che so è che i componenti sono tossici e quindi protezione totale...poi il resto è frutto di esperimenti.
Questo è il mio risultato con acido muriatico...mi sono dimenticata di mettere il pezzo in acqua e bicarbonato...
http://magikemani.blogspot.it/2013/07/i-colori-del-mare.html

Tre8bre ha detto...

Ciao Grazia!
Sono andato subito a leggere :-P
Praticamente hai fatto un mix di patine XD
Molto bello!
Io sono partito dal sale; sapendo che è un sale di Rame e Cloro ho cercato di ottenerlo mettendo il Rame a contatto prima con l'acido cloridrico, poi con una soluzione satura di acqua e sale. Alla fine ho provato ad usare sia il sale che l'acido e la patina è venuta :-P
Eh sì, occorre proteggersi bene e non correre rischi :-)

cinziacrea ha detto...

Le patine sono un gioco sempre diverso, nelle mie sperimentazioni entra di tutto....il bello è che spesso neppure lo ricordo.
Complimenti per il post.
Ciao

Tre8bre ha detto...

Ciao Cinzia,
grazie! ^_^

Astrattamente ha detto...

è un articolo decisamente lungo da leggere per questo lo leggerò a pezzi :-D per ora ho letto la parte delle patine sul rame! volevo chiederti una cosa!: <>
grazie
p.s. ho letto tutto
l'alluminio anodizzato è l'unica cosa che conosco perché so che vendono fili di alluminio colorato cioè anodizzato! è molto morbido però quindi mal si presta alla chain mail a meno che non sia un filo di spessore grosso!

Astrattamente ha detto...

Cloruro di rame CuCl
Si ottiene per reazione dell'acido cloridrico (muriatico) bollente sul rame, in presenza di tracce di acido nitrico (ammoniaca). Ha colore bianco-grigiastro. Visto il tipo di reazione richiesta, non è possibile realizzare questo tipo di patina.


Domanda: Non ti è possibile fare un esempio perché è pericoloso o non è possibile proprio?


Nitrato rameico Cu(NO3)2

Si ottiene per reazione con l'acido nitrico (ammoniaca) e ha colorazione azzurra.
E' possibile ottenerlo lasciando il pezzo esposto ai vapori di ammoniaca
...
Domanda: Serve bagnarlo con acqua distillata e sale ed eventualmente altro sale fino o grosso sopra oppure agisce anche senza soluzione salina?


Cloruro rameico CuCl2
...
Per ottenerlo, lasciare il pezzo sporco di sale, su un rialzo, alle esalazioni dell'acido muriatico per almeno 4-5 ore, in un contenitore chiuso.


Domanda: Essendo acido muriatico, che contenitore devo usare? immagino di vetro non di plastica :-D



Grazie mille!!!!

Tre8bre ha detto...

Ciao Astrattamente,
i contenitori in plastica vanno benissimo, in quanto sono resistenti agli acidi. Ovviamente una volta utilizzati conviene tenerli solo per realizzare altre patine con lo stesso acido.

Il Cloruro di Rame si ottiene con la reazione descritta, che è industriare ed estremamente pericolosa da realizzare in casa (acido bollente!)

Il Nitrato rameico si ottiene esattamente come ho descritto. Se aggiungi sale, ottieni il mix di patine blu descritto successivamente.

Per quanto riguarda la preparazione dei pezzi da patinare, nella seconda parte della guida trovi le varie indicazioni :-)

Luca

astrattamente invenzioni sole ha detto...

Grazie per la risposta!

Deanna ha detto...

Grazie Luca,finalmente comincio a capire cosa succede con le patine! Ottimo lavoro!!!

Tre8bre ha detto...

Grazie a te Deanna! ^_^