Habemus sestertios

[apollonia]

Per quanto riguarda la patina di monete di rame o di bronzo interrate, il terreno è un sistema chimico complesso nel quale, in funzione di alcuni fattori ambientali, sono comprese anche le reazioni di ossidoriduzione. Così, in ambiente arieggiato e aerobico, si possono formare patine di cuprite e tenorite, mentre in un suolo ricco di anidride carbonica e in presenza di acqua si può generare una patina di malachite. Il contatto con suoli sulfurei genera la calcocite, solfuro rameoso Cu₂S di colore nero, e la brochantite, un solfuro di rame che a contatto con l'aria in climi aridi si converte in solfato basico di rame di formula CuSO₄.3 Cu(OH)₂ = Cu₄(SO₄)(OH)₆, di colore verde.

Nei suoli acidi e in presenza di cloruro di sodio si può generare per diretto contatto con la superficie metallica la nantokite, cloruro rameoso CuCl dal tipico colore verde chiaro di aspetto ceroso e deliquescente. Questo prodotto instabile può rimanere latente fino a reagire con l’umidità e l’ossigeno dell’aria quando la moneta è esposta all’atmosfera, determinando il processo noto come bronze disease in grado di trasformare un oggetto solido in una massa di polvere verde chiaro. La prima ipotesi assumeva che la reazione responsabile di questa malattia fosse la produzione di cuprite per idrolisi della nantokite 2 CuCl + H₂O = 2 HCl + Cu₂O e che l’acido cloridrico formatosi reagisse ulteriormente con il rame producendo altra nantokite: 2 HCl + 2 Cu = 2 CuCl + H₂ fino a completa polverizzazione del rame.

In realtà dalla reazione del rame con una soluzione di cloruro rameoso e in presenza di acqua si ottiene direttamente uno tra i cloruri basici di rame isomeri (v. tabella), il cui colore varia dal verde chiaro al verde blu.

4 CuCl + O₂ + 4 H₂O = 2 Cu₂(OH)₃Cl + 2 H⁺ + 2 Cl^-

Nell’ultima colonna della tabella è riportato il volume molare relativo del composto responsabile della patina, un utile elemento atto a misurare l’aumento di volume prodotto da una determinata patina. La variazione volumetrica della superficie è un aspetto molto importante: si sa che le patine “accrescono”, ma una spropositata crescita della patina altera ed oblitera i rilievi originari e i dettagli dell'oggetto. Il valore della cuprite, più basso rispetto ad altre patine, significa l’ossido rameoso non altera in modo significativo la superficie dell'oggetto e ne preserva pressoché inalterati i rilievi e i dettagli. Le patine a base di carbonati sono invece molto sviluppate in volume, fenomeno che potrebbe ripercuotersi nella leggibilità dei dettagli.