Драгоценные металлы
По украинскому законодательству, драгоценных металлов всего восемь:
золото, серебро, платина, палладий, рутений, родий, осмий и иридий.
Таблица 1 Драгоценные металлы
Металл | Температура плавления, °С | Твердость, кгс/мм² | Температура начала окисления на воздухе, °С |
Золото (Au) | Не окисляется | ||
Серебро (Ag) | 961.8 | Не окисляется | |
Платина (Pt) | 1768.3 | Не окисляется | |
Палладий (Pd) | 1554.9 | 600-800 | |
Родий (Rh) | |||
Иридий (Ir) | 600-700 | ||
Рутений (Ru) | |||
Осмий (Os) | Комнатная, медленно |
Золото (Au) – мягкий металл жёлтого цвета. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает исключительно высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.
Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19 621 кг/м³ (шар из чистого золота диаметром 46 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает шестое место: после осмия, иридия, рутения, платины и плутония. Высокая плотность золота облегчает его добычу. Самые простые технологические процессы, такие, как, например, промывка на шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2.5 (сравнима с твёрдостью ногтя), по Бринеллю 220—250 МПа.
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 500 м/г.
Серебро (Ag) - довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %). Тонкая серебряная фольга в проходящем свете имеет фиолетовый цвет. C течением времени металл тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида. Обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов.
Платина (Pt) - серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения - 1769 °C и 3800 °C, удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм·м. Платина - один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см³; атомная плотность 6.62×1022 ат/см³) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5×10−7% по массе. По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей «царской водкой».
Палла́дий (Pd) - пластичный переходный металл серебристо-белого цвета. Благородный металл платиновой группы. Палладий пластичен, микродобавки никеля, кобальта, родия или рутения улучшают механические свойства Pd, повышают твёрдость. В воде не растворим; плотность — 12,02 (20 °C, г/см³); в особых условиях образует коллоидный палладий и палладиевую чернь. Температура плавления — 1554 °C; температура кипения около 2940 °C. Палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», галогенами, серой. Окисляется при сплавлении с гидросульфатом калия.
Родий (Rh) - твёрдый металл, серебристо-серого цвета. Имеет высокий коэффициент отражения электромагнитных лучей видимой части спектра, поэтому широко используется для изготовления «поверхностных» зеркал. Родий - благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину. Металлический родий растворяется в «царской водке» при кипячении, а также электрохимически, анодно - в смеси перекиси водорода и серной кислоты.
Иридий (Ir) - тяжёлый серебристо-белый металл, из-за своей твердости плохо поддающийся механической обработке. Иридий устойчив на воздухе при обычной температуре и нагревании, при прокаливании порошка в токе кислорода при 600—1000 °C образует в незначительном количестве IrO2. Выше 1200 °C частично испаряется в виде IrO3. Компактный иридий при температурах до 100 °C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями.
Рутений (Ru) - по тугоплавкости (Тпл 2334 °C) рутений уступает лишь нескольким элементам - рению, осмию, вольфраму, танталу. Весьма инертный металл. Рутений не растворяется в кислотах и «царской водке» (смеси HCl и HNO3). Вместе с тем рутений реагирует с хлором выше 400 °C (образуется RuCl3) и со смесью щелочи и нитрата при сплавлении (образуются рутенаты, например Na2RuO4).
Осмий (Os) - серо-голубоватый, твёрдый, но хрупкий металл с очень высокой удельной массой, сохраняющий свой блеск даже при высоких температурах. В силу своей твёрдости, хрупкости, низкого давления паров (самого низкого среди всех платиновых металлов), а также очень высокой температуры плавления, металлический осмий с трудом поддаётся механической обработке. Осмий считается самым плотным из всех химических элементов, немного превосходя по этому параметру иридий.
Сплавы золота
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами (лигатурой), значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия и т.д.
Медь (Cu) - повышает твердость золотого сплава, сохраняет ковкость, тягучесть. При содержании 20% меди сплав имеет красный цвет. Недостаток – малая устойчивость против коррозии на воздухе.
Никель (Ni) - сохраняет ковкость, придает твердость, повышает литейные свойства, меняет цвет сплава в белый цвет. Большое содержание никеля делает сплав магнитным.
Цинк (Zn) - понижает температуру плавления, делает сплав твердым, хрупким, повышает текучесть и изменяет цвет в сторону белого.
Кадмий (Cd) - понижает температуру плавления, сохраняет ковкость, пластичность, мягкость, меняет цвет сплава в зеленоватый цвет (Турецкое золото 585* импорт)
Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди см. таблицы.
Таблица 2 Золотые сплавы 500-й пробы
№ | Компоненты % | Цвет | ||
Au | Ag | Cu | ||
50,0 | 10,0 | 40,0 | Красный | |
50,0 | 16,7 | 33,3 | Красный | |
50,0 | 20,0 | 30,0 | Красноватый | |
50,0 | 28,0 | 22,0 | Бледно-желтый | |
50,0 | 37,5 | 12,5 | Зеленоватый |
Таблица 3 Золотые сплавы 583-й пробы
№ | Компоненты | Цвет | |||||||
Au | Ag | Cu | Pt | Pd | Ni | Zn | |||
58,3 | 2,0 | 39,7 | - | - | - | - | Ярко-красный | ||
58,3 | 4,2 | 37,5 | - | - | - | - | Ярко-красный | ||
58,3 | 8,0 | 33,7 | - | - | - | - | Красный | ||
58,3 | 12,5 | 29,2 | - | - | - | - | -»»- | ||
58,3 | 14,6 | 27,1 | - | - | - | - | -»»- | ||
58,3 | 20,0 | 21,7 | - | - | - | - | Красноватый | ||
58,3 | 21,7 | - | - | - | - | Бледно-красный | |||
58,3 | 25,0 | 16,7 | - | - | - | - | Зеленоватый | ||
58,3 | 30,0 | 11,7 | - | - | - | - | Зеленый | ||
58,3 | 33,7 | 8,0 | - | - | - | - | -»»- | ||
58,3 | 3,25 | 35,7 | - | - | 2,75 | - | Розовый | ||
58,3 | - | 35,45 | - | - | 6,25 | - | -»»- | ||
58,3 | - | 24,67 | - | - | 17,03 | - | Бледно-розовый | ||
58,3 | 23,7 | - | - | 18,0 | - | - | Белый | ||
58,3 | - | 23,5 | - | - | 12,2 | 6,0 | -»»- |
Таблица 4 Сплавы золота 750-й пробы
№ | Компоненты % | Цвет | ||||||
Au | Ag | Cu | Pt | Pd | Ni | Zn | ||
75,0 | 4,0 | 21,0 | - | - | - | - | Красный | |
75,0 | 4,2 | 20,8 | - | - | - | - | -»»- | |
75,0 | 4,8 | 20,2 | - | - | - | - | -»»- | |
75,0 | 8,3 | 16,7 | - | - | - | - | Красноватый | |
75,0 | 10,4 | 14,6 | - | - | - | - | -»»- | |
75,0 | 12,5 | 12,5 | - | - | - | - | Ярко-желтый | |
75,0 | 15,0 | 10,0 | - | - | - | - | Желтый | |
75,0 | 18,75 | 6,25 | - | - | - | - | Зеленоватый | |
75,0 | 25,0 | - | - | - | - | - | Зеленый | |
75,0 | 5,0 | - | - | 20,0 | - | - | Белый | |
75,0 | 7,0 | - | - | 14,0 | 4,0 | - | -»»- | |
75,0 | 8,0 | 8,0 | 9,0 | - | - | - | -»»- | |
75,0 | 9,0 | - | - | 14,0 | 2,0 | - | -»»- | |
75,0 | - | 3,5 | - | - | 16,5 | 5,0 | -»»- | |
75,0 | - | - | - | - | 15,0 | 10,0 | -»»- | |
75,0 | - | 15,0 | - | - | 7,5 | 2,5 | -»»- |
В золотой сплав 958-й пробы входит 95,8% золота, 2% серебра и 2,2% меди. Изделия этой пробы отличает ярко-желтый цвет.
Для получения «белых» сплавов золота, в состав сплава, в качестве лигатурных компонентов, вводят «белые» металлы: палладий, никель, цинк, платину. Сплав золота обесцвечивается, становится «белым» после наличия в его составе больше 10% «белых» металлов. «Красное» золото получают, увеличивая в сплаве содержания меди и одновременно уменьшая содержание серебра. «Зеленое» золото получают путем увеличения в сплаве содержания серебра или цинка и одновременно уменьшением в сплаве меди.