Вы можете определить плотность золота самостоятельно в домашних условиях. Для этого взвесьте изделие из драгоценного металла на обычных весах с градуировкой не менее 1 грамма. Затем наполните жидкостью, в данном случае водой, емкость, помеченную маркером объема, в которую следует опустить ювелирное изделие. Необходимо следить за тем, чтобы жидкость не переливалась через край.
Как определить удельный вес золота + таблица весов по пробе
Доброе утро. Сегодня я продолжу тему драгоценных металлов. Мы любуемся их блеском в ажурных изделиях, прицениваемся в ювелирных магазинах, взвешиваем на руках и ощущаем приятную тяжесть драгоценного металла.
Сегодня мой друг принес мне кольцо и попросил определить материал, из которого оно сделано. По цвету невозможно определить, золото это или платина. Туз полусухой, поэтому я не могу его различить. Я смутно помню из школьного курса физики, что удельный вес золота очень высок. Имеет ли это какое-то значение? Я попытаюсь разобраться в этом.
Что такое удельный вес
Единица массы, которая показывает, сколько будет весить куб со стороной 1 метр (сантиметр), называется удельным весом (объемным весом). Он измеряется в килограммах на кубический метр (граммах на кубический сантиметр). На полюсах сила тяжести больше, поэтому за основу измерения берется плотность вещества (т.е. отношение массы металла к его объему), которая меняется в зависимости от ускорения силы тяжести в зависимости от места измерения (от 9,780 м/с2 на экваторе до 9,832 м/с2 на полюсах).
Удельный вес путают с плотностью; их числовые значения одинаковы в разных системах измерения. В моем случае, когда разницей в гравитационном ускорении можно пренебречь, такое нестрогое сравнение вполне приемлемо.
Свойства и состав золота
Именно свойства золота определили этот металл как драгоценный. Главным химическим свойством драгоценного металла для нас является его инертность — он остается неизменным в течение тысяч лет в привычной среде, не окисляясь и не теряя своего внешнего вида.
Золото 999,9 пробы — это чистый аурум, плотность которого составляет 19,30 грамма на кубический сантиметр или 19300 килограммов на кубический метр.
Известно, что из-за своей мягкости и большого удельного веса изделия из золота высокой пробы непрактичны, поэтому ювелиры используют этот драгоценный металл в своих изделиях только в лигатурах с другими — для прочности или другого оттенка. Например, традиционная 585 проба помимо золота содержит медь и серебро.
Плотность золота в зависимости от пробы
По плотности желтый металл превосходит только платину. Все остальные металлы в сплаве снижают общую плотность изделия.
В этой таблице хорошо видна зависимость между плотностью и лигатурой.
Влияние температуры на плотность
Интересно, что эти значения характерны только для нормальных условий окружающей среды и температуры 20° C. Чем выше температура, тем ниже плотность, и наоборот. Такая зависимость характерна для большинства веществ, за исключением воды, плотность которой максимальна при +4 и уменьшается с понижением температуры.
Как отличить настоящий желтый металл от подделки
Понимание природы плотности как физической величины поможет нам отличить настоящее золото от подделки. Я подскажу вам, как это сделать.
Au имеет почти самую высокую плотность среди всех драгоценных металлов, кроме платины, а это значит, что почти каждый золотой предмет будет весить больше грамма.
Самый простой способ сделать это — взвесить свои украшения. Этот метод хорошо работает для небольших ажурных украшений.
Массивные кольца и цепочки, браслеты и серьги проверяются по соотношению веса к объему.
- Точные весы со значением шкалы до сотых долей грамма;
- Мензурка с объемной шкалой. Чем она уже, тем точнее можно определить значение. Его можно приобрести в аптеках, а иногда и в аптечных магазинах.
Для примера я попытаюсь определить подлинность (возможно, даже пробу) моего браслета из розового золота:
- Я взвешиваю браслет на весах. Он весит 4,62 грамма.
- Я наливаю воду в мензурку и погружаю в нее браслет. Вода должна полностью покрыть украшение. Браслет вытеснил 0,4 кубических сантиметра воды. То есть у меня есть мензурка с объемом CD 0,1 кубического сантиметра, уровень воды поднялся на 4 деления.
- Я вычисляю: 4,62/0,4=11,55 .
- Сравниваю полученное значение с таблицей плотности металлов и таблицей плотности Au (в зависимости от образца).
К полученным значениям приближаются палладий — 12,2, свинец — 11,34, серебро — 10,49. Однако мой браслет имеет приятный розовый оттенок, а это значит, что в нем, скорее всего, есть золото и медь. Из таблицы видно, что плотность моего браслета соответствует 375 пробе — среднему значению для золота, серебра, палладия и меди.
Количество чистого элемента в сплаве определяется по молярной массе золота по формуле M = m/n . Молярная масса Au составляет 196,9665 г/моль.
В моем браслете весом 4,62 г и 375 пробы 4,63*0,375=1,74 г золота, 1,74 г/196,9665 г/моль=0,001 моль чистого золота.
Золотые двойники
Существует несколько встречающихся в природе металлов, которые имеют такую же плотность, как и золото. Это уран, который является радиоактивным, и вольфрам. Он дешевле желтого металла, но плотность вольфрама и золота практически одинакова, разница составляет три десятых. Вольфрам отличается от золота тем, что он имеет другой цвет и гораздо тверже желтого металла. Чистое золото очень мягкое и легко царапается ногтем.
Тот факт, что плотность таких элементов, как вольфрам и золото, одинакова, очень привлекателен для фальшивомонетчиков. Они заменяют золотые слитки вольфрамом, который имеет аналогичную плотность и вес, и покрывают сверху тонким слоем драгоценного металла. В то же время высокая стоимость желтого металла делает вольфрам более популярным среди молодежи. Изделия из вольфрама намного дешевле и более устойчивы к царапинам.
Плотность свинца
Чем чище золото, тем ниже его твердость, поэтому раньше для проверки желтого металла его нужно было раскусить. Этот метод не очень надежен. Ювелирные изделия могут быть сделаны из свинца, покрытого очень тонким слоем золота. Свинец также имеет мягкую текстуру. Можно попробовать поцарапать украшение не с лицевой стороны, и под очень тонким слоем драгоценного металла можно обнаружить цветной металл.
Элементы таблицы Менделеева (свинец) и его аналог, золото, имеют разную плотность. Свинец гораздо менее плотный, чем золото, его плотность составляет 11,34 грамма на кубический сантиметр. Поэтому если взять желтый металл и свинец одинакового объема, то масса золота намного больше массы свинца.
Белое золото — это сплав желтого драгоценного металла с платиной или другими металлами, что придает ему белый, точнее, матово-серебристый цвет. Бытует мнение, что ‘белое золото’ — это одно из названий платины, но это не так. Эта разновидность золота стоит несколько дороже обычного золота. По внешнему виду белый металл похож на серебро, которое значительно дешевле. Плотность элементов периодической таблицы, таких как золото и серебро, различна. Как же отличить белое золото от серебра? У этих драгоценных металлов разная плотность.
Плотность золота выше, чем у серебра. Его плотность составляет 10,49 грамма на кубический сантиметр. Серебро намного мягче белого металла. Поэтому, если провести серебряным изделием по белому листу бумаги, на нем останется след. Если сделать то же самое с белым драгоценным металлом, следов не останется.
Основные физико-механические свойства золота
Помимо удельного веса, физико-механические свойства золота также являются важными характеристиками.
Цвет. В этом отношении из всех металлов только золото (желтое) и медь (розовато-красная) имеют свой характерный цвет. Для других металлов, например, платины, серебра, алюминия, олова, магния и кадмия, это сложнее. Кроме того, некоторые металлы могут иметь различные оттенки — мышьяк (сероватый) и свинец (сине-белый). Многие металлы при измельчении могут иметь несвойственные им цвета, особенно красный или коричневый. Кроме того, большинство металлов окисляются при контакте с воздухом, в результате чего они становятся темнее.
Удельный вес играет важную роль не только при добыче золота, но и при производстве различных сплавов. Чтобы сделать их однородными и качественными, следует выбирать металлы с небольшой разницей в удельном весе. В противном случае, если разница очень значительна, металл с более низким удельным весом, чем у золота, может всплыть во время сплавления.
Золото переходит в жидкое состояние из твердого при температуре 1095 градусов Цельсия.
Удельная теплоемкость. Обозначает количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг золота на 1 градус Цельсия, которое измеряется в килокалориях и обозначается буквой C.
Теплопроводность. Это свойство металла проводить тепло и характеризуется коэффициентом теплопроводности.
Скрытая температура плавления. Металл необходимо нагреть до температуры плавления и поддерживать ее, пока кристаллическая структура не разрушится — до тех пор, пока золото полностью не перейдет в жидкое состояние. Эта дополнительная энергия называется скрытой теплотой плавления и измеряется в килокалориях.
Производство золота и его использование
Золото добывается из дробленых месторождений и руд. Отсев является одним из старейших методов добычи и основан на значительной разнице в удельном весе между золотом и пустой породой. Недостатком этого метода является довольно высокая потеря ценного металла при переработке.
Амальгамация. Также довольно древний метод, известный с 1 века до н.э., но широко используемый только с 16 века в Америке. С 1890-х годов цианирование используется во многих странах, таких как Австралия, Африка, Америка и других. Первоначально золотоносная порода дробилась и обогащалась специальными ‘химикатами’, после чего золото извлекалось из искусственно образованного концентрата. Для этого используется раствор цианида натрия или калия. В цианистом растворе золото осаждается вместе с цинком. Для аффинажа этого драгоценного металла используется метод Вольвиля, который впервые был применен в 1896 году.
Золото использовалось в качестве денег с древних времен. В ювелирных изделиях этот драгоценный металл используется в виде сплавов, которые повышают твердость и прочность металла и снижают его стоимость. Содержание золота в этих сплавах обычно выражается в процентах от содержания чистого золота. Золотые сплавы широко используются в фотографической, электротехнической и многих других отраслях промышленности.
С древних времен золото использовалось в искусстве, а также для изготовления ювелирных изделий и позолоты. Это связано с его уникальными свойствами: растяжимостью, ковкостью, мягкостью, что позволяет использовать его для создания всевозможных декоративных элементов, вплоть до тончайшей филиграни.
Одной из важнейших функций этого драгоценного металла является его экономическая значимость. Золото издавна служит универсальной меновой ценностью для товаров и услуг.
Читайте далее:
