Пробирный анализ: цветные металлы и сплавы

Металлы и сплавы, с которыми работает ювелир, можно разделить по цвету на две группы: цветные — чистое золото, цветные сплавы золота, цветные недрагоценные сплавы и белые — чистое серебро, сплавы серебра, белое золото, платина, платиновые металлы и их сплавы, белые недрагоценные сплавы. При определении пробы благородных сплавов должен быть дан ответ на следующие вопросы.

• 1. Идет ли речь о драгоценном металле или о сплаве, содержащем драгоценный металл?
• 2. Как велика доля драгоценного металла в общем сплаве?

В первом случае проба является качественной, а во втором — количественной. В этой связи здесь будут описаны такие методы, которые может применять ювелир в своей мастерской без особые знаний химии и использования вспомогательных средств. Простейшие методы исследования не могут дать точного ответа на приведенные вопросы и допускают определенные отклонения, с которыми приходится мириться. Абсолютно точную пробу можно получить только путем анализа в пробирной лаборатории.

3. Вспомогательные средства для штриховой пробы

Пробирные кислоты. Эти кислоты имеются в продаже в виде готовых препаратов. Следует отметить, что при самостоятельном изготовлении пробирных кислот могут возникнуть отклонения в концентрации, что приводит к ошибкам при пробирном контроле. Пробирные кислоты должны храниться в стеклянных флаконах с притертыми пробками, имеющими стержень, погруженный в жидкость.

Пробирный камень. В качестве пробирного камня обычно используется черный лидийский кремень (сланец), обладающий всеми необходимыми свойствами хорошего пробирного камня.

Он должен иметь цельную матовую отшлифованную поверхность, быть черным, иметь однородную мелкозернистую, лишенную пор структуру, должен быть тверже исследуемого металла и обладать кислотос гойкостью.

Для удаления пробирного штриха после употребления камня его поверхность зачищают древесным углем и водой. Затем для сохранения податливости структуры очищенный и просушенный камень покрывают тонким слоем хорошего масла.

Пробирная игла. В качестве пробирной иглы применяют латунную полоску длиной около 6 см, к переднему концу которой припаяна маленькая полоска из сплава драгоценных металлов (проба которого точно известна) для использования его в качестве эталонного сплава.

4. Цветные металлы и сплавы

Качественная проба золота. С помощью качественной пробы определяют содержание золота в сплаве.

Сначала с помощью шабера или напильника удаляют в каком-либо незаметном месте предмета возможно имеющееся в данном случае золотое покрытие. Затем зачищенным местом испытуемого золотого предмета на пробирном камне делается штрих шириной около 5 мм и длиной 20 мм, который смачивается концентрированной азотной кислотой, предназначенной для золота 585 пробы. Через пять секунд производится проверка действия реактива.

Если штриховая проба под действием пробирной кислоты для золота 585 пробы растворяется без остатка, это свидетельствует о том, что испытуемый металл может быть сплавом золота ниже 333 пробы, сплавом серебро-медь с содержанием серебра ниже 500 пробы или недрагоценным сплавом.

Если штриховая проба под действием этой же кислоты окрашивается в коричневый цвет, то исследуемый металл может быть сплавом золота с содержанием последнего от 500 до 333 проб.

Если пробирная кислота для золота 585 пробы совсем не действует на штрих, то мы имеем дело со сплавом золота выше 500 пробы.

Для качественного анализа сплавов золота ниже 333 пробы штрих металла обрабатывается пробирной кислотой для золота 333 пробы. Если при этом происходит растворение металла без остатка, то испытуемый металл может быть сплавом золота ниже 160 пробы, сплавом серебро-медь ниже 500 пробы или недрагоценным металлом. При окрашивании штриха в коричневый цвет и получении коричневого осадка исследуемый металл может быть сплавом золота от 160 до 300 проб. Если же эта пробирная кислота совсем не действует на штрих металла, то он является сплавом золота выше 300 пробы.

Штриховая проба делает возможным определение золота в сплавах с содержанием Аu от 1000/000 до 160/000. При более низком содержании золота прибегают к химическому анализу. Под действием азотной кислоты серебро переходит в серный нитрат серебра, а медь — в зеленый нитрат меди, в то время как золото не растворяется.

Концентрированная азотная кислота хорошо подходит как пробирная кислота для сплавов золота 585 пробы потому, что сплавы выше 500 пробы не разъедаются ею. При таком высоком содержании золота все присадочные металлы сплава также не растворяются.

При более низком содержании золота концентрированная азотная кислота растворяет легирующие металлы, в то время как золото остается в виде коричневого нерастворенного осадка. Если сплав совсем не содержит золота, то он без осадка растворяется и металлы переходят в нитраты, при этом зачастую происходит закипание кислоты. Недрагоценные цветные сплавы почти всегда содержат медь, в связи с этим оставшийся раствор соли в большинстве случаев имеет зеленый цвет нитрата меди.

Разбавленная азотная кислота действует медленнее, чем концентрированная. При содержании в сплаве более 30% золота она не растворяет легирующие металлы; ее можно использовать для определения золота только при более низком содержании его в сплаве.

Химический анализ. Этот метод применяется в том случае, если сплав реагирует при штриховой пробе как недрагоценный цветной сплав, но, несмотря на это, предполагается, что он содержит незначительное количество золота.

Действие основывается на растворимости легирующих металлов и устойчивости золота в подогретой концентрированной азотной кислоте. В пробирке растворяют в подогретой азотной кислоте 0,5 г испытуемого сплава. В то время как недрагоценный металл и серебро растворяются, переходя в нитраты, золото осаждается в виде темно-коричневого порошка на дно.

Посредством фильтрации его извлекают из раствора, промывают дистиллированной водой и просушивают на фильтровальной бумаге. Если пыль после того, как на нее надавить и потереть шабером, приобретает блеск металла, то можно с уверенностью говорить, что это золото.

Количественная проба золота. После того как качественной пробой установлено, что сплав содержит золото, нужно определить количество содержащегося в нем золота.

Испытуемым металлом проводят на камне черту; для сравнения рядом делают несколько штрихов сплавом пробирной иглы, который, как предполагают, соответствует приблизительно по составу исследуемому образцу. Поперек штрихов от неизвестного сплава и штрихов, сделанных пробирной иглой, наносят соответствующую пробирную кислоту. Последующая реакция соответствует реакции качественной пробы.

Процесс растворения должен быть выполнен тщательно, так как только благодаря сравнению скорости и интенсивности растворения неизвестного сплава и сплава пробирной иглы можно говорить о содержании золота в нем. При соответствующей практике ошибка в определении содержания драгоценного металла составит 5% и менее.

Возможность применения количественной пробы ограничивается содержанием золота в сплаве от 20 до 80%. Повышенное или пониженное содержание золота (меньше 20% или больше 80%) должно быть определено аналитически.

Доказательство присутствия чистого золота. Для предварительного исследования переплавляют небольшую порцию металла без добавления флюсов. При этом получают королек цвета морской волны, поверхность которого после охлаждения не должна иметь пятен. Коричневый налет указывает на наличие примесей. Если этот опыт прошел успешно, производят пробу химическим анализом по следующей схеме:

• 1) около 1 г тонкопрокатанного пробного материала растворяют в 6 см3 царской водки. Для того чтобы разложить избыточную азотную кислоту, раствор кипятят. При этом не должны появляться желтовато-белые пятна хлорида серебра;
• 2) в раствор разбавляют 20—30 см3 дистиллированной воды, добавляют 5 г раствора солянокислого гидразина и перемешивают. Все золото выпадает в виде коричневого осадка на дно сосуда. Содержимому дают отстояться до тех пор, пока раствор не станет прозрачным;
• 3) из светлой жидкости извлекают этот осадок и смешивают с нашатырным спиртом. Голубоватое окрашивание указывает на наличие меди. Образующиеся пятна указывают на присутствие свинца, висмута, железа, алюминия и т. п.;
• 4) если раствор с неизвестным сплавом до сих пор выдержал испытание, то в него добавляют еще несколько капель раствора сернокислого аммония. Если и после этого не появляется никакого осадка, можно с уверенностью говорить, что это чистое золото.

С использованием: Бреполь Э. Теория и практика ювелирного дела. Изд. 3-е. Ленинград. «Машиностроение», 1973 г.