Слово патина (итал. patina) обозначает пленку различных оттенков, образующуюся на поверхности меди и медьсодержащих сплавов под воздействием атмосферных факторов при естественном или искусственном старении. Иногда патиной называют пленки оксидов на поверхности металлов, а также пленки или слои, возникающие со временем на поверхности камня, например мрамора, или деревянных предметов.
Первые сведения об изготовлении медных изделий человеком относятся к IV-III тысячелетиям до н. э., и с той поры люди постоянно сталкиваются с медной патиной разных типов. Особенно много оттенков патины бывает на старинных монетах из медных сплавов: зеленый, оливковый, черный, красный, голубой, землистый и другие. Цвет часто зависит от типа почвы, в которой найдена монета, а также от условий ее хранения. Многообразие оттенков обусловлено возможностью перехода от зеленого через оливковый в черный цвет.
При атмосферном старении изделий из меди и двух ее основных сплавов - бронзы и латуни - образуются карбонаты меди: ярко-зеленый малахит Cu2(CO3)(OH)2 и лазурно-голу бой азурит Cu3(CO3)2(OH) 2. Для цинксодержащей латуни возможно образование зелено-синего розазита состава (Сu,Zn)2(СO3)(OH) 2. Основные карбонаты меди можно легко синтезировать в домашних условиях, приливая водный раствор кальцинированной соды к водному раствору соли меди, например медного купороса. При этом в начале процесса, когда в избытке находится соль меди, образуется продукт, более близкий по составу к азуриту, а в конце процесса - при избытке соды - к малахиту.
В естественных условиях зеленая патина образуется на поверхности медного кровельного листа в течение 5-25 лет, в зависимости от климата и химического состава атмосферы и осадков. В первые 3-6 месяцев медь тускнеет, затем за 1-3 года постепенно приобретает темно-коричневый цвет и только потом - зеленый. Повышенная влажность, соли, сернистый ангидрид и другие агрессивные газы ускоряют этот процесс.
В географических зонах с относительно высоким содержанием солей хлора в воде и воздухе, то есть вблизи морей, изделия из меди и медных сплавов подвергаются разрушительному воздействию хлоридов меди (I и II), которые участвуют в сложном циклическом процессе окисления меди с участием воды и кислорода. В результате реакций образуются основные хлориды меди: темно-зеленый атакамит, синевато-зеленый боталлакит и зеленый паратакамит состава Cu2Cl(OH)3. Эти соединения являются изомерами, то есть у них одинаковый химический состав, однако они отличаются строением кристаллических решеток, что приводит к различию в цветовых оттенках и к разным физическим свойствам.
Естественное образование патины на поверхности меди препятствует ее дальнейшей коррозии. При этом важно, чтобы не менялся химический механизм ее образования, так как в противном случае можно получить обратный эффект. Толстые, 3-6-миллиметро вые, кованые листы кровельной меди, которые использовали мастера в древности, обладают высокой атмосферо стойкостью. Рекордсменом, по-видимому, является медная крыша собора в Хильдесхайме в Нижней Саксонии (Германия), которому уже 700 лет.
Декоративные свойства патины толкают производите лей кровельной меди, а также людей, занимающихся декоративной обработкой металлов, на совершенствование способов ускоренного образования патины. Ряд фирм уже выпускают и реализуют искусственно состаренный медный кровельный лист.
