Золото один из самых желанных драгоценных металлов на Земле. Используется не только в производстве украшений, но и в различных областях науки, при производстве техники, различного оборудования. Золото в чистом виде применяется редко, так как это мягкий, пластичный материал. Обычно его смешивают с другими металлами и получают сплавы.
В ювелирных украшениях качество оценивают по содержанию золота в изделии. Для этого применяют пробу в виде клейма. Проба 999 — означает практически чистое золото, без примесей.
На золотых украшениях по большей части встречаются пробы — 585 и 583 пробы. 585 проба означает, что в изделии 58,5% золота и 41,5% примесь других металлов. Обман в производстве золотых украшений заключается в указании, например 585 пробы, а по существу золота будет в разы меньше. Встречаются и полные подделки, когда в изделии вообще нет ни процента золота. Как же определить, золото перед вами или нет?
Характеристики золота
Драгоценное золото — это тяжёлый металл. Его плотность в чистом виде составляет 19 621 кг/м³. Чтобы воспринимать сухой факт как можно ярче, представьте небольшой шарик из чистого металла с диаметром 46 мм. Его масса будет равна 1 килограмму.
Золото из воды (невероятный эксперимент, ловим свободные молекулы золота)
Высокая плотность золота используется и в его добыче: именно благодаря ей самородки и песок можно отсеять от пород промывкой.
Плотность золота в чистом виде (том, которое принято считать 999,99-й пробой) 19,3 г/см3. Самородное, оно имеет нескольку меньшую плотность: 18-18,5 г/см3. В сплавах разных проб этот показатель свой. О них мы расскажем далее.
Гидростатическое давление и архимедова сила
Причиной появления выталкивающей силы, действующей на помещенное в жидкость абсолютно любое твердое тело, является гидростатическое давление. Оно вычисляется по формуле:
Где h и ρl — глубина и плотность жидкости соответственно.
Когда тело погружают в жидкость, то отмеченное давление действует на него со всех сторон. Суммарное давление на боковую поверхность оказывается равным нулю, а вот давления, приложенные к нижней и верхней поверхностям, будут отличаться, поскольку эти поверхности находятся на разной глубине. Такая разница приводит к появлению выталкивающей силы.
Согласно закону Архимеда погруженное тело в жидкость вытесняет вес последней, который равен выталкивающей силе. Тогда можно записать формулу для этой силы:
Символом Vl обозначен объем жидкости, вытесненной телом. Очевидно, что он будет равен объему тела, если последнее в жидкость погружено полностью.
Сила Архимеда FA зависит только от двух величин (ρl и Vl ). Она не зависит от формы тела или от его плотности.
Плотность сплавов золота
Как мы знаем еще из школьного курса, плотность материала — физическое свойство, определяемое как масса взятой единицы объема. Измеряется она через соотношение массы тела и его величины.
Для получения пригодных к использованию в ювелирном производстве сплавов золото смешивают с медью, серебром, никелем, платиной, палладием и прочими металлами, как благородными так и нет. Перейдем же к данным о плотности сплавов золота разной пробы.
Самая популярная, доступная по цене и отлично подходящая для работы с ней, — 585-я проба. Плотность золота 585-й пробы — 12,5-14 г/см3. Эти же рамки определяются и 583-ю пробу (советского образца).
Для монетных проб, 900-й и 917-й, показатели равны, соответственно, 17,10-17,24 г/см3 и 17,34-17,83 г/см3.
Так же часто встречающаяся проба в ювелирных изделиях 750-я имеет плотность 14,5-17,5 г/см3.
Плотность низкопробного золота, 375-й пробы, — 11,54-11,56 г/см3.
И, наконец, вспомним о другом благородном металле — серебре. Оно значительно легче золота, и плотность серебряных сплавов также ниже.
Так, плотность самого распространенного в изделиях сплава 925-й пробы составляет 10,36 г/см3. Второго по используемости, 875-й пробы, — 10,28 г/см3.
Как проверить золото в домашних условиях
Существует несколько методов:
Выше перечисленные методы, для определения золота в домашних условиях, годятся лишь для отличий грубой подделки. Лучше всего подойдет метод с использованием йода и нашатыря. Для определения примесей, годятся лабораторные испытания или можно обратиться в ломбард.
Проверка уксусом — миф, не рабочий метод.
Гидростатический метод: определяем пробу драгоценного сплава
В учреждениях, специализирующихся на приеме золотых изделий, применяется множество различных способов определения и подтверждения пробы принесенного золота. На основе знания о том, что золото — металл тяжелый с большой плотностью, был введен в использование гидростатический метод.
Он основан на определении разницы в весе при измерении показателей на открытом воздухе, в обычных условиях, и в жидкости с наверняка известной плотностью.
Оговоримся сразу: такой метод проверки золота подходит лишь для целостных изделий, без камней и прочих вставок из других материалов. Также невозможно получить адекватные данные об изделиях полых, состоящих из многих подвижных деталей.
Для проведения гидростатического взвешивания золотого изделия понадобятся ювелирные весы, мерный стакан (или любой другой прозрачный), леска или тонкая нитка. В качестве жидкости с известной плотностью обычно используется дистиллированная вода. Сначала золотое изделие взвешивается обычным методом, данные фиксируются.
Затем на весы ставится стакан с водой, наполненный более чем наполовину, показания весов обнуляются (на весах должна быть функция обнуления веса тары). Наше золотое изделие, подвешенное на леске, опускается в воду полностью, при этом не касаясь дна и стенок стакана. Данные весов также фиксируются.
Для анализа плотности лучше использовать гидростатический калькулятор, поскольку просчет вручную займет гораздо больше времени и не настолько точен.
Как проверяют золото в ломбарде
Скупщики золота, проверяют золотые украшения кислотами. Сначала проводят золотом по пробирному камню (кремниевый сланец), и в зависимости от пробы на изделии, применяют определенную кислоту. На камне остается чуточку металла, на него и капают каплю кислоты. Подделка испарится под действием кислоты, а следы от настоящего золота останутся на месте.
Первое, что делают в ломбарде — осматривают пробу. Она должна быть четкая по всем углам, и иметь клеймо завода изготовителя. Потом специалист прикладывает украшение к магниту. Это такой быстрый метод исключить грубую подделку. Золото не магнитится, а если другой металл покрыли позолотой, то он притянется к магниту.
Ну а потом уже специалист использует химию, для определения качества изделия.
Выводы
Итак, в нашей статье мы рассмотрели плотность золота — драгоценного металла, с которым каждый из нас в жизни сталкивался и еще столкнется. Резюмировать приведенные данные можно следующим образом: плотность самой популярной пробы золота, 585-й, составляет 12,5-14 г/см3, у других сплавов — меньшая или большая соответственно.
По плотности золотого сплава можно определить пробу, что является показателем содержания чистого золота в сплаве. Эти методы используются в учреждениях, занимающихся приемом золота.
Надеемся, наша статья была познавательной и подарила вам несколько увлекательных минут. Пусть в вашей шкатулке будет только настоящее высокопробное золото!
Что собой представляют гидростатические весы?
В конце XVI века их изобрел Галилей. Схематическое изображение весов показано на рисунке ниже.
По сути, это обычные весы, принцип работы которых основан на равновесии двух рычагов одинаковой длины. На концах каждого рычага имеется чашечка, где можно размещать грузы известной массы. Снизу одной из чашечек прикреплен крючок. Он применяется для подвешивания грузов. В комплекте с весами также идет стеклянный стакан или цилиндр.
На рисунке буквами A и B отмечены два металлических цилиндра равного объема. Один из них (A) является полым, другой (B) — сплошным. Эти цилиндры используют для демонстрации закона Архимеда.
Описанные весы используют для определения плотности неизвестных твердых тел и жидкостей.
Профессиональная проверка
Оценка подлинности золотых изделий в домашних условиях не дает достоверного результата. Узнать, настоящее ли изделие, действительную пробу и даже процентное соотношение примесей можно обратившись:
- в пробирную палату;
- в ювелирную мастерскую;
- к независимому эксперту.
Профессионалы своего дела могут определить все характеристики буквально на глаз и на ощупь, но они используют другие методы:
- нанесение специальных реактивов;
- пробирочный камень;
- электронные тестеры;
- аналитические весы.
Использование магнетизма
Золото также отличается от других металлов своей магнитной проницаемостью. Этот драгметалл относится к диамагнетикам (отталкивается магнитом) в отличие от вольфрама, который является парамагнетиком (его можно притянуть магнитом). Поэтому, при воздействии магнита на изделия из чистого золота они должны слабо отталкиваться.
Чтобы повысить точность определения подлинности золота в монетах с помощью этого метода, можно воспользоваться специальными магнитными весами. Они достоверно покажут отталкивающие или притягивающие магнитные свойства предмета. Обычно к подобным измерительным приборам прилагаются табличные значения величин, соответствующие некоторым золотым монетам и слиткам. Данный метод исследования вполне применим даже к слитковому золоту в специальной оболочке.
Что в итоге
Для доказательства подлинности 24-каратных золотых монет и слитков вполне можно обойтись исследованием удельного веса изделия. Данный метод позволит отсеять некачественные фальшивки. Но если мы имеем дело с золотом еще меньшей пробы или слитковым драгметаллом в оболочке, придется воспользоваться более дорогостоящими методами экспертизы. Добросовестный продавец никогда не станет препятствовать покупателю в его желании убедиться в качестве приобретаемой продукции любыми из описанных способов.
В данной публикации не рассматриваются способы исследования поверхностных свойств золота в монетах, таких как рентгеновская флуоресценция и спектрометрия, поскольку они способны определить подлинность золота лишь в случае доказанной однородности предмета. Кроме того, их желательно применять по всей поверхности изделия, чтобы исключить наличие местных неоднородностей. Дополнительно по теме: как отличить подлинную золотую монету от поддельной можно здесь.
Источник: shaveoclock.ru
Гидростатическое взвешивание
Гидростати́ческое взве́шивание — метод определения плотности, использующий закон Архимеда.
- 1 Общие сведения
- 1.1 Некоторые особенности взвешивания
Общие сведения
Определение плотности ( [math]displaystyle < rho_>[/math] ) методом гидростатического взвешивания осуществляют по результатам двух измерений массы исследуемого предмета. Сначала в воздушной среде, затем в жидкости, с известной собственной плотностью ( [math]displaystyle < rho_>[/math] ). Обычно в качестве жидкости используют воду, например, дистиллированную. Первое взвешивание позволяет определить массу предмета ( [math]displaystyle < m_>[/math] ), а второе, по разности обоих взвешиваний, позволяет вычислить объём [1] : [math]displaystyle< V = frac<rho_> >[/math] .
Плотность исследуемого предмета вычисляется по формуле: [math]displaystyle < rho_= frac >[/math]
Метод гидростатического взвешивания широко используется в народном хозяйстве и является одним из стандартных способов определения плотности материалов [2] .
Некоторые особенности взвешивания
В зависимости от требуемой точности, гидростатическое взвешивание производят на различных весах, например, технических, аналитических, образцовых. При массовых измерениях используют менее точные весы, но обеспечивающие большую скорость, например, весы Мора, названные по имени сконструировавшего их в 1847 году, немецкого химика К. Ф. Мора (нем. K. F. Mohr ) [3] [4] . Используются также и современные, компьютеризированные и специально предназначенные для этой цели весы, рассчитывающие искомую плотность автоматически [5] .
Применение в здравоохранении
Гидростатическое взвешивание нашло применение в медицине с целью оценки жировой прослойки тела человека, что используется, к примеру, в диагностике ожирения. При этом важно правильно, на специальном оборудовании, определить остаточный объём лёгких, который может вносить искажения полученных данных. Величина жировой прослойки рассчитывается с применением стандартных методик [6] [7] .
Применение для определения пробы ювелирных изделий
Гидростатическое взвешивание позволяет быстро и без повреждения ювелирного изделия определить его пробу.
Для определения пробы требуется взвесить ювелирное изделие и записать его вес m1. Затем, поставить на пустые весы стаканчик с водой и обнулить показание весов. Далее, следует аккуратно на ниточке опустить ювелирное изделие в воду так, чтобы оно находилось полностью в воде, но не касалось дна и стенок и снова записать показание весов m2. При делении m1 на m2 получится значение, которое, согласно таблице ниже, позволяет определить пробу ювелирного изделия.
| 11,54-11,56 | 375 | золото |
| 12,50-14,00 | 585 | золото |
| 14,50-17,50 | 750 | золото |
| 10,28 | 875 | серебро |
| 10,36 | 925 | серебро |
Например: при взвешивании золотого кольца весы показали его вес m1=2,171 гр. При взвешивании этого же кольца в воде весы показали m2=0,165 гр. При делении m1 на m2 получили 2,171/0,165=13,1. Согласно таблице перед нами кольцо 585 пробы.
Следует заметить, что данный метод не сработает с полыми изделиями или изделиями состоящими из нескольких материалов (например, кольцо с драгоценным камнем).
См. также
- Гидростатическое равновесие
- Масса человека
- Биоимпедансометрия
- Биомедицина
Примечания
- ↑Гаузнер С. И., Кивилис С. С., Осокина А. П., Павловский А. Н. Измерение массы, объёма и плотности. М.: Изд-во Стандартов, 1972. −623 с.
- ↑ГОСТ 15139-69 Методы определения плотности (объемной массы)(неопр.) . Дата обращения: 15 августа 2014.Архивировано 19 августа 2014 года.
- ↑Гидростатические весы. // Сайт museum.vzvt.ru(неопр.) . Дата обращения: 22 сентября 2016.Архивировано 23 сентября 2016 года.
- ↑Мора весы — статья из Большой советской энциклопедии.
- ↑Гидростатическое взвешивание. Определяем плотность образцов. // Сайт Novo-massa.ru(неопр.) . Дата обращения: 15 августа 2014.Архивировано 19 августа 2014 года.
- ↑ Siri, SE (1961), Body composition from fluid spaces and density: analysis of methods, in Brozek J, Henschel A, Techniques for measuring body composition, Washington, DC: National Academy of Sciences, National Research Council, с. 223–34
- ↑ Brozek J, Grande F, Anderson JT, Keys A (September 1963), [www.blackwell-synergy.com/openurl?genre=articleissn=0077-8923volume=110https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B2%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D1%88%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5″ target=»_blank»]xn--h1ajim.xn--p1ai[/mask_link]
Как получить водный раствор коллоидного золота
2015-07-24 в 19:53, admin , рубрики: diy или сделай сам, видео, наука, Научно-популярное, опыты, физика, химия
Наш проект продолжает двигать науку в массы. Из-за некоторых затруднений, в виде ушедшего на фронт главного редактора, темп чуть снизили. Зато наняли няшную ведущую с приятным голосом, чтобы сделать озвучку. Сегодня мы покажем, как получить коллоидное золото — взвесь частиц металлического золота нанометрового размера в воде.
Опыт был проведен на основе методики из книги Оствальд В. Краткое практическое руководство по коллоидной химии Практическое руководство. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. — 176 с.
Методика
Коллоидное золото.
Во всех нижеописанных опытах исходят из 1% водного раствора (HAuCl4·4H2O, Aur. chlorat. flavum) или хлорного золота (AuCl3, Aur. chlorat. fuscum), причем его первоначально осторожно доводят до нейтральной или слабощелочной реакции, по лакмусу, прибавлением возможно чистого K2CO3 или Na2CO3. Сохранять раствор хлорного золота для дальнейших опытов следует всегда возможно концентрированным и с кислой реакцией. В случае избытка щелочи раствор медленно разлагается и становится негодным к употреблению; Таким образом, если желательно исходный раствор сохранить на более или менее продолжительное время, то непосредственно перед выполнением опыта нейтрализуется лишь нужная для него порция, лучше всего при 100 кратном разведении (=0.01%).Опыт 7.
Золи золота, полученные при помощи газообразных продуктов горения.Нальем в фарфоровую чашку 100 см3 H2О + 10-20 см3 0.01 %-ного раствора соли золота. Направим на поверхность раствора пламя водорода (И. Донау или, проще, слабо светящийся бунзеновской горелки), в тоже время помешивая раствор стеклянной палочкой. Через 5-10 минут получается гидрозоль красного до красно-фиолетового цвета; реакция продолжается и по удалении горелки, причем оттенок сдвигается к фиолетовой части.