Matowienie / Patyna
Także: Tarnish, Nalot barwny, Nalot tlenkowy
Matowienie (ang. tarnish) oznacza powierzchniowe przebarwienie metali na skutek reakcji chemicznej ze związkami siarki lub tlenem z powietrza otoczenia.
Kto dłużej przechowuje srebrne sztućce, srebrne monety lub biżuterię, zna to zjawisko: błyszcząca powierzchnia przebarwia się najpierw na żółto, potem brązowo, a wreszcie na głęboką czerń. To matowienie (ang. tarnish) nie jest korozją w klasycznym sensie, przy której metal ulega zniszczeniu, lecz cieniutka chemiczna przemiana najbardziej zewnętrznych warstw atomowych.
Przyczyny i chemia
Najważniejszym czynnikiem przy srebrze jest siarkowodór (H2S), bezbarwny gaz śladowy uwalniany z gumy, wełny, jaj, spalin, a nawet ze skóry człowieka. Już stężenia rzędu kilku części na miliard (ppb) wystarczają, by wywołać reakcję:
4 Ag + 2 H2S + O2 -> 2 Ag2S + 2 H2O
Powstający siarczek srebra (Ag2S) jest przewodzący elektrycznie, mocno przywiera i rośnie jako samoograniczająca warstwa ochronna. Równolegle sam tlen może tworzyć cienką warstwę Ag2O, która jest jednak mniej intensywna barwnie. Siarczek karbonylu (COS) i dwutlenek siarki (SO2) z powietrza miejskiego dodatkowo przyspieszają proces.
Które metale matowieją - a które nie?
| Metal | Skłonność do matowienia | Główny produkt |
|---|---|---|
| Srebro (Ag) | bardzo wysoka | Ag2S (czarny) |
| Miedź (Cu) | wysoka | Cu2O/CuO (czerwonobrązowy), zielona patyna |
| Srebro sterling 925 | wysoka (udział Cu przyspiesza) | Ag2S + Cu2O |
| Białe złoto (z niklem) | średnia | NiO, ścieranie powłoki rodowej |
| Pallad (Pd) | bardzo niska | - |
| Platyna (Pt) | praktycznie zero | - |
| Złoto 999 | zero | - |
Czyste złoto z powodu swojego wysokiego potencjału standardowego (+1,50 V vs. NHE) chemicznie nie matowieje. Stopy takie jak złoto 333 czy 585 mogą jednak lekko matowieć przez zawarte metale nieszlachetne (miedź, srebro).
Wpływ na wartość kolekcjonerską i kontrolę monet
Przy monetach inwestycyjnych i kolekcjonerskich stopień matowienia jest decydujący dla wartości. Numizmatycy rozróżniają:
- Oryginalny toning - równomierny, typowy dla wieku nalot, który u kolekcjonerów bywa pożądany i potwierdza autentyczność.
- Nalot plamisty lub agresywny - znacznie obniża stopień stanu (grading).
- Czyszczone - maszynowo lub chemicznie usunięty nalot pozostawia rysy i trwale obniża wartość monet.
Dla sprawdzania autentyczności monet nalot jest ważną poszlaką: fałszerstwa wolframowe z powłoką złota często wykazują nietypowe wzorce nalotu na rantach i krawędziach bicia.
Ochrona i usuwanie
Środki ochronne:
- Hermetyczne przechowywanie (kapsle, próżniowo zamykane woreczki na monety)
- Środki suszące (żel krzemionkowy) i paski pochłaniające siarkę (Pacific Silvercloth)
- Brak przechowywania obok gumy, wełny czy jaj
- Rękawiczki przy dotykaniu (odciski palców = kwasy tłuszczowe + sól)
Usuwanie przy monetach inwestycyjnych jest zasadniczo odradzane. Przy srebrze użytkowym nadaje się czyszczenie elektrochemiczne folią aluminiową, sodą oczyszczoną i gorącą wodą: aluminium pełni rolę anody ofiarnej i redukuje Ag2S galwanicznie z powrotem do metalicznego srebra - bez ubytku materiału. Pasta polerska natomiast zawsze ściera nieco metalu.
Kto chce obliczyć wartość srebra zmatowiałych obiektów: wartość przetopienia pozostaje w pełni nienaruszona przez nalot, ponieważ warstwa siarczku jest ekstremalnie cienka i przy przetopieniu utlenia się.
W skrócie
Matowienie to nieunikniona, ale powierzchniowa reakcja chemiczna - głównie przy srebrze, wywoływana przez związki siarki w powietrzu. Dla sztabek inwestycyjnych i monet bulionowych nie ma wpływu na wartość metalu; dla numizmatycznych okazów kolekcjonerskich może jednak znacząco wpłynąć na wartość handlową.