Методы опробования драгоценных металлов

Для определения пробы могут быть использованы как методы экспресс-диагностики, так и сложный лабораторный анализ. Существуют следующие способы опробования драгоценных металлов и изделий из них:

  • капельный метод — нанесение непосредственно на испытуемый сплав или изделие раствора хлорного золота или других пробирных реактивов;
  • опробование на пробирном камне с пробирными иглами;
  • оперативный анализ с использованием специальных детекторов;
  • купелирование в муфельной печи;
  • метод спектрального анализа;

1. Капельный метод

Капельный способ опробования драгоценных металлов заключается в том, что поверхность изделия зачищают шабером или надфилем и на подготовленное мест наносят каплю реактива. Через 15-20 секунд каплю снимают фильтровальной бумагой и по реакции сплава на реактив определяют пробу. Капельный метод имеет только одно преимущество — скорость, во всем остальном он уступает проверке на пробирном камне. Этот метод менее точен, так как реакцию испытуемого приходится сравнивать не с пробирными иглами, а со своим ощущением (цветовая память реакций). Квалификация приемщиков и опыт работы позволяют с точностью до 20-30 проб определять золотые и серебряные изделия. Капельным методом чрезвычайно трудно исследовать платину.

Пробирные реактивы — это водные растворы кислот, смесей кислот или растворы солей, с помощью которых опробуют поверхность испытуемого металла.

Метод диагностики с помощью набора специальных реактивов, каждый из которых соответствует определенной пробе драгоценного сплава, заключается в следующем. Зачищенной поверхностью золотого изделия на пробирном камне, как и в первом случае, делается черта, которую смачивают:

а) концентрированной азотной кислотой, являющейcя пробирной для золота 585-й пробы; через несколько секунд проверяют действие реактива, если золото не окрасилось, значит, испытуемый образец имеет пробу 585 и выше;

б) пробирной кислотой для золота 750-й пробы — если черта не окрасилась, проба золота 750-я и выше;

в) в тех случаях, когда черта растворилась или приобрела коричневую окраску, анализ повторяется пробирной кислотой 333-й пробы.

Этот способ подходит также для определения проб сплавов серебра, палладия и платины при наличии соответствующих каждому металлу реактивов.

Наиболее универсальным реактивом для опробования является хлорное золото, представляющее собой раствор золотохлористоводородной кислоты. Ее получают растворением металлического золота в смеси соляной и азотной кислот (4 части HСI плотностью 1,19 и 1 часть HNO3 плотностью 1,38-1,40). Опробование раствором хлорного золота основано на том, что при его соприкосновении с большинством металлов и их сплавов они разлагают его. При этом хлор вступает в соединение с металлом, а золото выделяется в виде осадка и образует более или менее темное пятно.

Хлорное золото получают действием хлора или «царской» водки на металлическое золото. Полученный темно-коричневый раствор выпаривают, а образовавшийся осадок растворяют в воде.

Опробование проводится следующим образом. На чистую поверхность металла или сплава (отполированную, отшаброванную или зачищенную надфилем) помещают каплю раствора хлорного золота. На смоченной раствором поверхности большинства металлов и их сплавов сразу же появляется пятно от выделившегося осадка золота, цвет которого от примеси образовавшегося раствора хлорной соли испытуемого металла принимает разные оттенки, по которым в соответствии с данными, приведенными в таблице и определяют пробу сплавов драгоценных металлов.

Раствор хлорного золота служит для ориентировочного определения золота о его содержанием не выше 600-й пробы в разных видах (слитках, ломе и готовых изделиях).

Кроме этого, для опробования золота применяются кислотные реактивы, а для опробования серебра — растворы хромпика, и азотнокислого серебра. Кислотный реактив для опробования золота 958-й пробы используют и для опробования платиновых сплавов. Кислотные реактивы представляют собой прозрачные растворы кислот и производятся для опробования сплавов золота следующих, проб: 375, 500, 585, 750 и 958. Изготовляют кислотные реактивы в инспекциях пробирного надзора.

Действие кислотных реактивов, рассмотренных в табл. 2.8, проявляется следующим образом:

  • на сплавах выше указанной пробы реактив не оставляет никакого следа;
  • на сплавах указанной пробы оставляет легкую «тень» (еле заметный глазу след);
  • на сплавах ниж указанной пробы оставляет «ожог» (темное пятно), интенсивность которого зависит от разницы в пробах.

На флаконах с реактивами обязательно должны быть наклейки с указанием назначения реактива.

Для серебра в основном используют два типа реактивов: азотнокислое серебро и хромпик.

Азотнокислое серебро представляет собой водный раствор соли азотнокислого серебра в разных концентрациях. Под действием соответствующих реактивов на серебре образуется слабый серовато-белый налет. На серебре низшей пробы интенсивность пятна возрастает. На изделиях высшей пробы пятна не образуются. При ослаблении действия реактива его усиливают добавлением капли азотной кислоты.

Хромпик — раствор (9,4 двухромовокислого калия в 100 мл дистиллированной воды о добавлением 6,3 мл серной кислоты) оранжевого цвета, применяется для опробования серебряных слитков и изделий от 500-й пробы и выше. На сплавах до 750-й пробы две-три капли хромпика, последовательно опускаемые на одно и то же место и снимаемые фильтровальной бумагой, оставляют светло-коричневое пятно; на сплавах и изделиях высших проб (750-й и выше) этот реактив оставляет красные пятна интенсивность окраски которых увеличивается с возрастанием пробы сплавов; на сплавах и изделиях 925-й пробы и выше образуется ярко-красное пятно.

Хромпик по сравнению с азотнокислым серебром дает менее точный диагноз, но применяется чаще. Хромпиком можно установить приблизительную долю содержания серебра в сплаве в интервале от 999-й до 600-й пробы. В сочетании с другими реактивами можно определить серебряный сплав ниже 500-й пробы. Под действием хромпика на серебре 600-й пробы остается темный буро-красный осадок. Яркость пятна возрастает повышением пробы.

В пределах 780-820-й проб бурые оттенки исчезают, переходя в оранжевый цвет. С увеличением пробы краснота возрастает, серебро 875-й пробы реагирует красным цветом. Яркость красного возрастает, переходя в «кровавый» выше 900-й пробы. С понижением пробы ниже 600-й реакция прекращается. При определенном навыке хромпиком можно опробовать серебряные сплавы с точностью до 20 единиц.

Для опробования серебра существует реактив и с более точной диагностикой — реактив железосинеродистого калия, который позволяет определять содержание серебра в ювелирных сплавах с точностью до 5 проб. Реактив представляет собой вводный раствор железосинеродистого калия с добавлением серной кислоты. Состав железосинеродистый калий — 44 г; дистиллированная вода — 100 мл, серная кислота Н2SО4 разбавленная (1:4) — 5 мл.

Раствор оставляет на сплавах серебра высоких проб зеленоватые осадки с желтизной, на сплавах низких проб — коричневатые. Реактив чувствителен к изменению лигатурного состава, реагируя, изменением, оттенков осадка. Путем сравнения цвета оттенка испытуемого сплава с оттенками натиров пробирных игл довольно точно определяют соответствие сплавов.

Реактивом железосинеродистого калия пользуются только в инспекциях пробирного надзора. Вследствие быстрого разложения на воздухе реактив может храниться не более четырех дней, что делает его применение весьма затруднительным.

При опробовании платины используют два типа реактивов: кислотный для золота 985-й пробы и йодистого калия. Состав последнего: йодистый калий (KJ) — 10г, соляная кислота (HC1 — плотность 1,19) -75 мл, азотная кислота (HNO3, плотность 1,4) — 25 мл. Оба реактива дают показатель только при подогреве пробирного камня с натирами платиновых сплавов. Кислотный реактив оставляет потемнение на сплавах платины, по интенсивности которого путем сравнения дают заключение о пробе.

На технически чистую платину реактив йодистого калия не действует, но в сплавах с разными металлами он дает осадки. Платиновый сплав с содержанием меди под действием реактива дает осадок желтого цвета, чем ниже проба, тем темнее осадок. Присутствие палладия в сплаве обусловливает оранжевую окраску осадка, интенсивность цвета усиливается с понижением пробы. Коричневый оттенок осадка свидетельствует о содержании иридия в платиновом сплаве, а грязно-зеленый — о наличии родия.

Реактив йодистого калия реагирует со всеми ювелирными сплавам, на сходных по цвету сплавах белого золота оставляет «ожоги», на палладии — красное пятно.

Вес реактивы для опробования драгоценных металлов разлагаются на свету, поэтому их следует хранить в сухом темном месте или во флаконах из темного стекла. Для каждого реактива должна быть отдельная палочка.

2. Опробование на пробирном камне

Диагностика с помощью пробирного камня является классическим методом определения содержания основного драгоценного металла в сплаве. Она проводится с помощью набора пробирных игл. Опробование на пробирном камне — это способ приближенного определения пробы. Для более точного определения пробы изделия подвергают пробирно-химическому анализу, основанному на выделении из навески сплава чистого драгоценного металла, по массе которого устанавливают количество драгоценного металла в сплаве. При определении пробы драгоценных изделий этим способом целостность изделия нарушается.

Преимущества опробования на пробирном камне: сохранение целостности изделий, определение изделий из любых драгоценных сплавов, простота и скорость опробования. Точность определения у квалифицированного пробирера — до двух единиц. Для опробования необходимы пробирный камень, иглы и реактивы.

Пробирный камень — кремнистый сланец черного цвета, (без трещин и инородных включений) мелкозернистого строения с ровно отшлифованной поверхностью. Камень должен обладать хорошей стойкостью против действия азотной, серной, соляной кислот и их смесей.

Пробирная игла — это стержень, к переднему концу которого припаяна небольшая полоска драгоценного металла пробы, соответствующей стандарту страны. В РФ ювелиру для определения пробы золота необходимо иметь шесть пробирных игл: 375-й, 500-й, 585-й, 750-й, 958-й, 999-й проб, что определено постановлением Правительства РФ от 18 июня 1999 г. № 643. Для каждой пробы существует комплект игл, разных по цвету, вследствие разницы в содержании легирующих металлов. В комплект пробирных игл каждого вида драгоценного металла (золота, серебра, платины) должны входить иглы каждого стандартного сплава и контрольных промежуточных проб. Таким образом, чем больше сплавов включает стандарт на каждую пробу, тем полнее комплект пробирных игл.

Для испытания необходимо зачистить небольшой участок поверхности изделия в незаметном месте и этой зачищенной площадкой провести на пробирном камне черту шириной 5 мм и длиной 22 мм. Затем такие же штрихи нужно сделать пробирными иглами, после чего концентрированной азотной кислотой провести поперечную черту по всем ранее нанесенным полосам. После высыхания сравнивают действие реагента на полосках. Окраска образца должна совпасть с таковой одного из видов проб, это совпадение и укажет на пробу золота. Чем интенсивнее окраска пятна, тем проба золота меньше, поскольку на кислоту реагирует в основном недрагоценная лигатура.

Такой способ определения проб может быть использован и для сплавов серебра, палладия и платины при наличии соответствующих пробирных игл.

3. Диагностика с помощью специальных детекторов

Экспресс-диагностика может осуществляться с помощью специальных тестеров. В настоящее время ассортимент приборов, представленных на российском рынке, достаточно широк. Например, «Gold Detector» предназначен для определения пробы золота, а также диагностирует платиновый сплав; «Special Detector» используется для определения золота низких проб, серебряных и некоторых медных сплавов и т.д.

Перед началом испытания поверхность изделия очищается, изделие помещается в зажим, зондом со специальным электролитом замыкается электрическая цепь на 5-7 секунд. При нормальной работе, на панели прибора загорается тот или иной индикатор, показывающий определенную пробу.

Этот метод легок и не занимает много времени, цена прибора относительно невысокая. Специальное обучение для работы с прибором нс требуется. Основным недостатком экспресс-диагностики является то, что при выходе прибора из строя оператор может не сразу это заметить. Рекомендуется повторять измерение 3-4 раза, кроме того, необходимо проверять все составные части изделия.

Некоторые изделия требуют особого внимания. Так, при опробовании цепочки необходимо сначала тщательно ее очистить. Если возможно, то зондом нужно касаться именно того звена, которое расположено в зажиме. Если это невозможно, то цепочка должна быть хорошо натянута для обеспечения электрического контакта между звеньями. Нельзя забывать о проверке замка.

Если изделие имеет тонкое золотое покрытие, то обычно толщина нанесения составляет от 0,1 до 20,0 мкм. Если толщина покрытия до 1 мкм, то прибор сразу идентифицирует его, показывая «Not Gold». Если покрытие толще, то проводят специальные измерения. Сначала осуществляется обычное измерение, затем специально заточенной иглой наносятся четыре риски, образующие квадрат со стороной приблизительно 1 мм (например, так — #). Затем повторное измерение. Если показание прибора изменилось — изделие имеет покрытие. После первого нанесения рисок выявляется покрытие толщиной до 5-6 мкм. Затем риски углубляют и измеряют еще раз. Покрытие толщиной порядка 20 мкм выявляется обычно после 2-3 кратного углубления рисок.

В случае с изделиями, плакированными золотыми пластинами (когда на изделие из серебра или неблагородного сплава, наносят тонкие золотые пластины (до 1 мм) с последующей термообработкой), необходимо нанести царапину глубиной около 1 мм и смочить ее жидкостью из зонда. Затем выждать 1 мин для более глубокого проникновения жидкости в царапину и произвести исследование. Если прибор показывает понижение пробы, значит на изделие было нанесено подобное покрытие.

Если изделие имеет дополнительное покрытие нитридом титана, циркония или лаковое (часто лаковое воскоподобное покрытие встречается на цепочках итальянского производства), прибор может не приступить к измерению (будет зеленое мерцание индикатора). В таком случае необходимо использовать другие методы диагностики либо (если это возможно) удалить покрытие. Лаковое покрытие можно удалить органическими растворителями.

При измерении изделий из сплавов золота с добавлением платины или палладия прибор будет показывать пробу по европейским стандартам. Например, российский сплав белое золото (ЗлСрПд 585-255-160) детектор определит как сплав 750-й пробы; европейский сплав, содержащий 43,0% золота и 6,5% палладия, — как сплав 585-й пробы (в РФ данный сплав имеет нестандартную 430-ю пробу и должен клеймиться как сплав 375-й пробы); сплав, содержащий 75,0% золота и 20,8% платины, как «Platinum», хотя в РФ это сплав клеймится как золотой 750-й пробы.

4. Купелирование в муфельной печи

Определение химического состава сплава методом купелирования является разрушающим способом контроля, поэтому его применение при идентификации готовых ювелирных изделий ограничено. Однако он широко используется на предприятиях, изготавливающих ювелирные изделия при контроле качества сплава.

Муфельный метод — наиболее точный способ для опробования драгоценных металлов. Упрощенно его называют горячим анализом и применяют его только в химических лабораториях.

Порядок проведения испытания включает следующие этапы:

  • Определение массы навески с точностью до пятого знака.
  • Удаление из сплава наблагородной лигатуры. Навеску расплавляют в муфельной печи при температуре 950 градусов в специальной емкости. В результате на поверхности купели остается «королек» — сплав золота и серебра. Он извлекается, очищается жесткой щеткой, прокатывается на вальцах и отжигается при 800 градусов.
  • Определение массы полученной «карточки» (с точностью до пятого знака).
  • Удаление серебра. Карточка помещается в раствор HNO3 (1:1) и нагревается. Через 20 минут ее переносят в более концентрированный раствор (2:1) и нагревают еще 20 минут. Нерастворенный остаток отжигают в муфеле и взвешивают.
  • Расчет доли золота, серебра и недрагоценной лигатуры.

5. Спектральный анализ

Методики рентгенофлуоресцентной спектрометрии позволяют определять процентное содержание отдельных металлов в сплаве с большой степенью точности, не разрушая при этом изделие. Например, с помощью спектрометра российского производства «Спектроскан Макс» методом фундаментальных параметров (МФП) возможно определять содержание элементов сплава в концентрации от 5,0 до 99,9 % с относительной погрешностью 0,5-2,0% (в зависимости от концентрации отдельных элементов).

Поскольку этот метод является достаточно новым в ювелирном деле, о имеет ряд ограничений. Например, максимально количество элементов в сплаве не должно превышать пяти. Образец должен помещаться в кювету спектрометра, которая имеет форму цилиндра высотой 40 мм. Часть образца, находящаяся под облучение, должна иметь ровную поверхность не менее 5х2 мм и, по возможности, быть близкой к плоскости.

Кроме классических, общепринятых о общеизвестных, методов диагностики драгоценных сплавов в экспертных лабораториях разрабатываются альтернативные способы идентификации. Например, разработанный в лаборатории РЭА им. Г.В. Плеханова экспресс-анализ сплавов по плотности, основанный на гидростатическом взвешивании.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.