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Warum werden Kupferdächer mit der Zeit grün?

Ältere Gebäude, wie Kirchen, Rathäuser oder ähnliche, wurden oft mit einem Kupferdach versehen. Wenn man sich diese Gebäude heute anschaut stellt man fest, dass die Kupferdächer grün geworden sind. Aber warum ist das eigentlich so?

Grundsätzlich gibt es mehrere Möglichkeiten und Stufen der „Verwitterung“ von Kupfer. Wird Kupfer der Witterung ausgesetzt, fängt es zunächst an zu oxidieren und bildet eine grau-braune Schicht aus Kupferoxiden (CuO, Cu2O). Diese Kupferoxide schützen beispielsweise das Kupferdach erst einmal vor weiterer starker Verwitterung.

Bleibt das Kupfer jetzt über viele Jahre in Wind und Wetter, so bildet sich eine sogenannte Patina. Auch diese Schicht aus Carbonaten und Sulfaten des Kupfers, die sich durch die Reaktion unter anderem mit Kohlen- oder Schwefeldioxid bildet, stellt eine natürliche Schutzschicht für das Kupferdach dar. Kohlendioxid (CO2) ist bekanntlich in der Luft enthalten. Schwefeldioxid (SO2) ist nicht so bekannt und gilt auch nicht als Bestandteil unserer Luft. Trotzdem kann es durch Industrieprozesse in die Atmosphäre gelangen und wird dann mit dem Regen wieder zur Erde gebracht. Eine natürliche Kupfer-Patina besteht noch aus vielen anderen chemischen Verbindungen und ist auch nicht immer identisch. Die Kombination all dieser Verbindungen lässt die Schicht grün schimmern und wird somit oft fälschlicherweise als „Grünspan“ bezeichnet.

Grünspan ist allerdings alles andere als schützend für das Kupfer. Die grünliche Mischung verschiedener Kupferacetate ist das Resultat der Zersetzung von Kupfer durch Essigsäure. Auch wenn Essigsäure selten an Hausdächer gelangt, so kann sie durchaus an Kupferrohre beispielsweise in einem Haushalt gelangen. Grünspan ist übrigens giftig und sollte daher entfernt werden, wenn er im Haushalt erkannt wird.

Wenn demnächst also jemand von Grünspan auf dem Kupferdach der Kirche spricht, weißt du, dass das vermutlich eher eine Patina und damit eine natürliche Schutzschicht gegen weitere Verwitterung ist.

 

Quellen:

https://kupferspuren.at/informationen/kupfer/gruenspan-oder-patina/

https://blog.blechshop24.com/warum-werden-kupferdaecher-gruen/

https://de.wikipedia.org/wiki/Patina#Kupfer_und_Kupferlegierungen

 

 

Wie funktioniert Sonnencreme?

So langsam macht sich doch der Sommer und vor allem die Sonne bei uns breit. Die Tage werden immer wärmer und die Sonne immer intensiver. Um sich trotzdem in die Sonne legen zu können greifen wir zur Sonnencreme um nicht am nächsten Tag mit einem ordentlichen Sonnenbrand aufzuwachen. Aber wie funktioniert eigentlich eine Sonnencreme? Wie kann sie uns vor der gefährlichen Strahlung der Sonne schützen?

Die Meisten wissen, dass die UV-Strahlung der Sonne diejenige ist, die Sonnenbrand und andere Hautschäden verursacht und dass Sonnencremes über einen UV-Schutz verfügen. Vielleicht hast du dich ja auch schon einmal gefragt, wie dieser UV-Schutz eigentlich funktioniert.

Es gibt zwei Mechanismen, die in Sonnencremes verwendet werden, um uns vor UV-Strahlung zu schützen. Einen physikalischen Effekt und einen chemischen. Für den physikalischen Effekt werden der Sonnencreme sehr kleine Teilchen aus Metalloxiden wie Titanoxid oder Zinkoxid zugegeben. Diese Teilchen, die beim Einschmieren auf der Hautoberfläche haften bleiben, wirken wie winzige Spiegel. Die Spiegel reflektieren einen Großteil des auf die Haut fallenden UV-Lichts und sorgen dadurch dafür, dass die Strahlung gar nicht erst in die Haut eindringen kann. Für den chemischen Effekt werden der Creme synthetische Stoffe beigemischt, die nach dem auftragen in die Haut eindringen und dort einen Schutzfilm bilden. In diesem Schutzfilm wird die Strahlung nicht reflektiert, sondern unschädlich gemacht. Die UV-Strahlung wird von den Stoffen absorbiert und in für uns unschädliche Infrarotstrahlung, also Wärme, umgewandelt.

Die meisten Sonnencremes kombinieren beide Effekte um möglichst effizient zu wirken. Ein 100%iger Schutz vor UV-Strahlung ist aber nie gewährleistet. Unsere Haut hat aber ja auch noch einen eigenen Schutzmechanismus, nämlich die Hautbräune. Einen Artikel zum Thema „Warum werden wir von der Sonne braun“ findest du auf diesem Link. Dort ist auch der Unterschied zwischen UV-A und UV-B Strahlung beschrieben.

Wenn du dich jetzt das nächste Mal mit einer Sonnencreme einschmierst weißt du auch was diese bewirkt und vor allem wie sie es tut.

 

Quellen:

http://www.wdr.de/tv/kopfball/sendungsbeitraege/2013/0512/sonnenmilch.jsp

http://www.pflichtlektuere.com/26/07/2013/wissenswert-so-funktioniert-sonnencreme/

https://www.welt.de/wissenschaft/article108370049/So-funktioniert-die-Chemie-der-Sonnencreme.html