Визначення якісної проби сплавів кислотним методом

Вид сплаву	Реактив	Дія реактиву(колір плями або осаду)	Проба сплаву
Сплави золота	Конц. азотна кислота	Миттєво розчиняється з виділенням зеленої піни і шипінням	Срібно-мідний сплав нижче 5000 або недорогоц. сплав
Коричневий осад, виділення бульбашок	Низькопробний золотий сплав(до 333 проби)
Не діє	Золотий сплав більше 500 проби
Сплави срібла	Хромпік	Не діє	< 250 проби
Темний, буро-червоний	500–700 проба
Оранжевий	780–820 проба
Червоний	875 проба
Яскраво-червоний	916–960 проба
Азотно-кисле срібло	Сірувато-попільна	750 проба
Сірувато-білий наліт	800–916 проба
Не діє	960 проба
Сплав платини	Йодистий калій, при нагріванні	Жовтий	Містить мідь
Оранжевий	Містить паладій
Коричневий	Містить ірідій
Брудно-зелений	Містить родій
Не діє	Чиста платина

1.3. Метод опробовування на пробірному камені

Цей метод простий, швидкий, універсальний, але дорогий. Має багато спільного з крапляним і кислотним.

Для проведення дослідження необхідні:

- пробірний камінь (лідійський кремінь або кремнистий сланець);

- пробірні голки (латунні пластинки з припаяними з одного кінця полосками дорогоцінних сплавів, проба і склад яких точно відомі і вказані на кожній пробірній голці). На кожну пробу існує комплект пробірних голок, що відрізняються за якісним складом сплаву (видом і співвідношенням легуючих компонентів). Так, для золота 585⁰ комплект включає 15 голок, для 780⁰ – 5 голок;

- рективи (розчини кислот, лугів або солей).

Для реактивів однотипна:

- на сплав вищої проби реактив не діє;

- на сплаві зазначеної проби залишає легку тінь;

- на сплавах нижчої проби залишає темну пляму або «опік» (залежно від різниці в пробах).

Методика проведення опробовування на пробірному камені:

1. Пробірний камінь змастити рослинним маслом і насухо витерти фільтрувальним папером.

2. Досліджуваний виріб зачистити напильником у малопомітному місці.

3. Зачищеним місцем досліджуваного виробу зробити натир на пробірному камені (2,5 мм × 20 мм).

4. Виконати якісну пробу:

- натир змочити пробірним реактивом, підібраним відповідно до прогнозуємого виду сплаву (для золота – концентрована HNO₃, для срібла – хромпік, для платини – пробірний реактив на золото 750⁰, для неблагородних сплавів – реактив на золото 585⁰). Загальна інформація про визначення якісної проби сплавів наведена далі;

- за характером реакції визначити наявність або відсутність дорогоцінних металів у сплаві.

5. Виконати кількісну пробу (якщо встановлено наявність золота, срібла або платини в досліджуваному сплаві):

- на пробірному камені, поряд з нанесеним штрихом досліджуваного сплаву виконують натири двома пробірними голками, максимально схожими за кольором на досліджуваний сплав;

- на готові натири скляною паличкою, змоченою у реактиві, що відповідає пробі голки, наносять риску, котра перетинає зроблені натири;

- через 10–20 сек. порівнюють відтінки осаду, що утворився на штрихах: якщо колір осаду однаковий на штрихах виробу і голки – їх проби співпадають, якщо колір на штриху вироба темніший – проба нижча за вказану на голці й аналіз повторюють з іншою голкою нижчої проби, а якщо осад на штриху виробу світліший або відсутній – значить проба досліджуваного сплаву вища й аналіз повторюють з голкою вищої проби.

6. Після закінчення опробовування натири з пробірного каменя зчистити пемзою, камінь промити і просушити.

Користуючись вищенаведеною методикою і необхідним знаряддям, виконати якісну і кількісну пробу двох ювелірних виробів.

Загальна схема попереднього дослідження білих металів і сплавів

Досліджуваним зразком виконати на пробірному камені натир і змочити його пробірною кислотою для золотих сплавів 585⁰. Якщо при цьому натир:

- повністю розчиняється без жовтого осаду, це може бути сплав срібла або неблагородний метал;

- розчиняється з появою коричневого кольору – це може бути біле золото < 500° з високим вмістом неблагородних металів;

- розчиняється з появою жовтого кольору – біле золото < 500°;

- не діє – платина, сплав паладію або біле золото > 500°.

Під час експертизи на пробірному камені вироби з дорогоцінних металів майже не зазнають псування, не втрачають товарного вигляду. Точність визначення при достатньому досвіді становить 2–3 експертизи. Даний метод широко використовується підприємствами пробірного контролю для перевірки відповідності державних проб.

Якщо за результатами попереднього дослідження встановлено, що сплав благородний, подальше опробовування виконують відповідними реактивами для встановленого виду сплава (золота, срібла, платини).

Рентгенофлуоресцентний аналіз. За даним методом аналізують зразки на вміст елементів від натрію до урану у діапазоні вмісту від 10 часток до 98%. За його допомогою оцінюють якісний та кількісний склад ювелірних сплавів використовуючи рентгенофлуоресцентний спектрометр. На рисунку 2 зображено енергодисперсійний рентгенофлуоресцентний спектрометр Quan X. Даний пристрій має наступні характеристики:

• забезпечує можливість неруйнівного аналізу;
• дозволяє аналізувати всі елементи від Na до V;
• похибка вимірювання не перевищує 1 %[6].

Рис. 2. Енергодисперсійний рентгенофлуоресцентний спектрометр Quan X

Якісний склад ювелірного сплаву визначають за спектром, який віддзеркалено на приладі. Сплави невідомого складу легко ідентифікувати за допомогою запрограмованих аналітичних параметрів, а також шляхом порівняння зі сплавами відомого складу, зіставляючи спектр.

Кількісний аналіз ювелірних виробів здійснюють двома шляхами:

1) безеталонний аналіз за допомогою фундаментальних параметрів (порівняння з бібліотекою чистих металів, розраховуючи концентрацію даного елемента у зразку);

2) метод фундаментальних параметрів за допомогою єдиного еталона.

До руйнівних методів аналізу дорогоцінних сплавів належать: метод атомно-емісійної спектроскопії; атомно-абсорбційного титрування; купелювання. Сьогодні у світі спостерігається тенденція впровадження у практику пробірного нагляду методів мікрокупелювання та мікропотенціометричного титрування. Ці методи є частково руйнівними, тому що для проведення аналізу потрібні малі навіски (для золотого сплаву - 80 мг) [1].

Методи атомно-емісійного аналізу (ГОСТ 27973.1 - 88)визначають домішки: срібла, міді, заліза, платини, паладію, родію, вісмуту, свинцю, цинку, марганцю, нікелю, хрому та олова в золоті з масовою часткою золота не менше 99,95%.

Метод атомно-емісійного спектрального аналізу з індуктивно зв'язаною плазмою (ГОСТ 27973.2 - 88) є перспективним сучасним методом аналізу золотого сплаву. Він дає змогу одержувати повну інформацію про склад сплаву, але є частково руйнівним. Для його проведення потрібна навіска близько 40 мг сплаву.

Характерним представником класу приладів атомно-емісійної спектрометрії з індуктивно-зв’язаною плазмою є IRIS Advantage (рис.3), що має наступні технічні характеристики:

• забезпечує багатоелементний аналіз;
• має високу точність дослідження;
• має низьку межу визначення концентрації елементів.

Рис. 3. Атомно-емісійний спектрометр з індуктивно-зв’язаною плазмою IRIS Advantage

Метод атомно-емісійного (з індукційною високочастотною плазмою) аналізу дозволяє визначити вміст домішок срібла, міді, заліза, платини, паладію, родію, вісмуту, свинцю, цинку, марганцю, нікелю, хрому та олова в золоті з масовою часткою золота не менше 99,9%.

Метод заснований на збудженні атомів проби в індукційній високочастотній плазмі і вимірюванні інтенсивності аналітичної спектральної лінії елемента, що визначається, при розпилюванні розчину проби, яка аналізується в плазмі. Зв'язок інтенсивності лінії з концентрацією елемента в розчині встановлюється за допомогою градуйованого графіка. Даний метод використовується в міжнародних стандартах для визначення золота в «білих» золотих сплавах (ISO 11426 / EN31426 «Determination of Gold in Jewellery White World Alloys»).

Загальні вимоги до методу аналізу за ГОСТ 27973.0:

Апаратура, реактиви та матеріали:

• спектрально-аналітичний комплекс, що складається з високочастотного генератора потужністю 0,8-1,5 кВт, плазмового пальника, квантометра (поліхроматора) або монохроматора і фотоелектричної реєстрації інтенсивності випромінювання, яка керує ЕВМ, дисплея та друкувального пристрою;
• аргон газоподібний за ГОСТом 10157;
• ваги аналітичні 2-го класу;
• піч муфельна з терморегулятором;
• плита електрична з закритою спіраллю;
• автоклав аналітичний;
• ступка агатова;
• стакани термостійкі місткістю 100 та 250 см3 за ГОСТом 25336;
• тиглі корундовані;
• піпетки місткістю 1, 2, 5 і 10 см³ з поділками за ГОСТом 20292;
• колби місткістю 50 і 100 см3 за ГОСТом 1770;
• фільтри паперові "синя смужка", "біла смужка";
• соляна кислота за ГОСТом 14261 і розведена 1:1, 1:5, 1:9;
• азотна кислота за ГОСТом 11125 і розведена 1:1;
• сірчана кислота за ГОСТом 14262 і розведена 1:9;
• барію перекис по нормативно-технічній документації;
• золото високої чистоти з масовою часткою золота не менше 99,999%;
• срібло за ГОСТом 6836;
• залізо карбонільне радіотехнічне за ГОСТом 13610;
• мідь за ГОСТом 859;
• вісмут за ГОСТом 10928;
• свинець за ГОСТом 22861;
• цинк за ГОСТом 3640;
• марганець металевий за ГОСТом 60008;
• нікель за ГОСТом 849;
• олово за ГОСТом 860;
• хром металевий за ГОСТом 5905;
• паладій порошковий за ГОСТом 14836;
• платина порошкова за ГОСТом 14837;
• родій порошковий за ГОСТом 12342 або родій трьохлористий чотирьох водневий;
• стандартні зразки складу золота.