銅の自然酸化

質問

銅を一般大気環境下に放置しておくと酸化第一銅の皮膜が形成され
湿度が高ければ塩基性炭酸銅（緑青）が形成される
というふうに認識しているのですが
銅が酸化するときの最初の発端としては
銅表面に大気中の水が付着して
そこに銅イオン（一価）が微量に溶出し
溶出した銅イオンが酸素や二酸化炭素と反応する
という考えでよろしいのでしょうか？

回答No.1

owata-www · ベストアンサー

空気中の酸素と直接反応するか、
水により溶出するのではなく、銅に水分が凝結し、水に溶けている酸素と
4Cu + O2　→ 2Cu2O
さらに酸化
2Cu2O + O2 → 4CuOと反応するようです（酸化還元反応）

ただ、実際には空気中にあるH2SやSOxなどの硫黄酸化物により酸化され
CuSやCuSO4が生成し、緑青を形成することが多いらしいです

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

ちなみに緑青の形成条件としてよく湿度の高さがあげられていますが

それは水分の凝結による銅と酸素の接触確率？が増加するためで
湿度が高くなくても長時間経過すれば
初期酸化皮膜形成 → 銅のさらなる酸化 → 緑青の形成
のような段階を経て徐々に緑青の形成にはいたる

そして実際には空気中に存在する硫黄酸化物等の影響が大きく
塩基性硫酸銅や塩基性炭酸銅の混合物としての緑青が形成される

さらに銅表面に傷や酸化を促進するような異物の付着があれば
酸化もしくは緑青の形成は起こりやすくなる

という考えで大丈夫でしょうか？

補足

ご回答いただきありがとうございます。
もう少しお聞きたいことがあったのですが
間違って先にお礼の欄に書いてしまいました。

ちなみに緑青の形成条件としてよく湿度の高さがあげられていますが

それは水分の凝結による銅と酸素の接触確率？が増加するためで
湿度が高くなくても長時間経過すれば
初期酸化皮膜形成 → 銅のさらなる酸化 → 緑青の形成
のような段階を経て徐々に緑青の形成にはいたる

そして実際には空気中に存在する硫黄酸化物等の影響が大きく
塩基性硫酸銅や塩基性炭酸銅の混合物としての緑青が形成される

さらに銅表面に傷や酸化を促進するような異物の付着があれば
酸化もしくは緑青の形成は起こりやすくなる

という考えで大丈夫でしょうか？

回答No.2

noname#160321

一般に裸の金属というものは「存在しません」。金の耐腐食性も表面に酸素原子の単層膜があるためです。
ですので塩化物イオンや硫化物イオンと酸素が存在してはじめて浸食が起きます。
なお、水は豊富にあると仮定して構いません。
寺社の屋根の銅葺きは相当長い間保ちますね。

お礼

ありがとうございます。
いろいろと勉強になりました。