2.4.1. Метод опробовування дорогоцінних сплавів на пробірному камені

У практиці роботи підприємств ювелірної промисловості та експертних організацій пробу дорогоцінних металів у розсипному золоті, сплавах та виробах часто встановлюють за допомогою пробірного каменя, який дає змогу при певних навичках визначити якість металу з точністю до 10-20 проб. В інспекціях пробірного нагляду при контролі якості виробів, виготовлених із дорогоцінних металів, цей метод дає змогу визначати сплавів з точністю до 0,5% (п'ять проб).

Це спосіб приблизного визначення проби сплаву. Перевагами опробовування на пробірному камені с збереження цілісності виробів, визначення сплавів у будь-яких виробах, простота та швидкість опробовування. Для проведення опробовування необхідні пробірний камінь, пробірні голки та реактиви.

Пробірний камінь - це кременистий сланець чорного кольору (без тріщин та сторонніх включень), дрібнозернистої будови, з добре відшліфованою поверхнею. Камінь має бути стійким до дії азотної, сірчаної та соляної кислот та їх сумішей.

Пробірні голки — це смужки дорогоцінних сплавів, що припаяні до латунних пластинок, на яких зазначена проба цієї голки. Для кожної проби існує комплект голок, що відрізняються за кольором внаслідок різного вмісту легуючих компонентів. До комплекту пробірних голок кожного виду мають входити голки кожного стандартного сплаву та голки проміжних проб.

Пробірні реактиви — це водні розчини кислот, сумішей кислот або розчини солей, за допомогою яких опробовують поверхню металу, що досліджується.

Опробовування на пробірному камені пробірними голками полягає в тому, що чистим виробом на пробірний камінь наносять штрих довжиною 10-15 мм та шириною 2-3 мм. Біля цього штриха наносять штрих голкою, що за кольором подібна до сплаву виробу. Після цього на обидва штрихи скляною паличкою наносять реактив, що відповідає пробі голки (табл.2.1). Через 10-20 секунд розчин дає осад, якому дають можливість підсохнути, після чого порівнюють відтінки штрихів. Якщо кольори на штрихах від виробу та голки збігаються, то вважають, що проба сплаву, виробу чи самородка ідентична пробі відповідного номера пробірної голки. Якщо колір штриху виробу темніший, проба виробу нижча, і навпаки. А в разі, коли реактив на низьку пробу повністю розчиняє смужку досліджуваного металу, то вважається, що зразок не містить золота.

Таблиця 2.1

Реактиви для опробовування

Аналіз за допомогою хлорного золота. Незважаючи на те, що кислотні реактиви охоплюють практично усі проби золота, найбільш універсальним та таким, що найчастіше застосовується с реактив - хлорне золото, що являє собою розчин золото хлористе водневої кислоти. Дія реактиву ґрунтується на тому, що при зіткненні більшості металів та їх сплавів з розчином хлорного золота вони розкладають його. При цьому хлор з'єднується з металом, а золото виділяється у вигляді осаду та утворює більш чи менш темну пляму.

Для приготування реактиву на 583 (585) проби золота необхідно розчинити 37,6 г золотохлористоводневої кислоти в 1000 мл дистильованої води. На такий об'єм реактиву буде витрачено 18,0 г металевого золота - "чистоти". Золотохлористоводневу кислоту отримують розчиненням металевого золота у суміші соляної та азотної кислот (4 частини НС1 щільністю 1,19 та 1 частина HNO₃ щільністю 1,38-1,40). Розчин випаровують до початку кристалізації. Залишок, що отримують, і є вихідним продуктом.

Під дією розчину хлорного золота на смужки тих чи інших сплавів золото утворює зі сріблом та міддю хлористі сполуки, відновлюючись при цьому до металевого порошку чорно-бурого кольору. Мідь при цьому розчиняється, а золото разом із сріблом утворюють на смужці натиру більш - менш інтенсивний осад залежно від чистоти досліджуваного сплаву. Сплави з малим вмістом золота утворюють при цьому темніші осади.

Якщо проба золота є невідомою, то на підготовлений пробірний камінь наносять досліджуваним сплавом смужку та змочують її розчином хлорного золота за допомогою скляної палички. Швидке утворення чорного осаду на смужці від сплаву свідчить, що він містить незначну кількість золота (50 - 100 проби). На смужці від сплаву 200 - 375 проби швидко утворюються плями темного брудно-зеленого відтінку. Швидке утворення густого темно-каштанового осаду означає, що проба сплаву є нижчою за 500, і тим нижча, чим темнішим є осад. Це пояснюється тим, що бідні за вмістом золота сплави, що містять значну кількість срібла, при розкладі хлорного золота утворюють густий об'ємний осад хлористого срібла, який, змішуючись з видаленим металічним золотом, утворює темніший осад, ніж у разі високопробних сплавів.

Якщо хлорне золото залишає на смужці досліджуваного сплаву світло-коричневу пляму, то проба сплаву є близькою до 583. У такому випадку для того, щоб упевнитися в пробі, на пробірний камінь наносять смужку сплаву та поряд з нею смужки від пробірних голок 578 та 583 проби. Усі смужки змочують розчином хлорного золота. При порівнянні отриманих відтінків на смужках від сплаву та пробірних голок можна з достатньою точністю визначити пробу золота. При більш високопробних сплавах, хлорне золото може не вплинути на смужку такого сплаву. Тоді на поверхню пробірного каменя наносять другу смужку більш високих проб, які подібні за кольором Натири перевіряють відповідними реактивами до отримання зіставного відтінку.

У табл. 2.2 наведено відтінки різних металів та сплавів, що отримані під дією розчинів хлорного золота на смужках металів на пробірному камені.

Таблиця 2.2

Дія розчину хлорного золота на деякі метали

При відсутності набору стандартних пробірних голок пробу золота визначають шляхом порівняння. На пробірному камені натирають одним металом дві смужки та змочують їх двома різними, але близькими за концентрацією кислотами. Одну смужку, наприклад, змочують кислотою, що визначає 900 пробу, а іншу - кислотою на 883 пробу; через 15-20 секунд кислоту одночасно знімають зі смужок шматочком фільтрувального паперу. Якщо на смужці, що визначає 883 пробу, плями не утворюються, а на смужці, на яку діють кислотою для більш високої проби, залишається ледь помітна плямка, вважають, що досліджуваний зразок належить до 900 проби.

При визначенні золота 583 (585) проби реактив "хлорне золото" є більш точним порівняно з кислотним, але, незважаючи на вузьку спрямованість, діапазон дії реактиву є досить великим. За певних навичок цим реактивом можна встановлювати пробу від нижчої межі до 600 у золотих сплавах, визначаючи пробу за кольором та інтенсивністю окиснення на золоті. Дія цього реактиву на різні за пробами сплави різна.

На золоті сплави від "чистоти" до 585 проби реактив не діє; сплавах 583 проби залишає легку тінь; 500 проби – світло-коричневий відтінок; 375 проби - темно-каштановий осад. Чим нижче проба, тим темніший та не прозоріший осад, що переходить від каштанового до чорного. Срібло, реагуючи з хлорним золотом залишає темну пляму із зеленуватим відтінком. Реактив "хлорне золото” не діє на платину, метали платинової групи та деякі нержавіючі сталі.

Аналіз за допомогою кислотних реактивів. Дія кислотних реактивів є однотипною: на сплавах вище зазначеної проби реактив не залишає жодного сліду; на сплавах значеної проби залишає "тінь" (ледве помітний слід); на сплавах нижче зазначеної проби залишає "опік” (темну пляму), інтенсивність якого залежить від різниці в пробі.

Кислотні реактиви. На відміну від хлорного золота кислотні реактиви складаються окремо для кожної проби дорогоцінного металу. Кислотні реактиви наведені у табл.2.3.

Таблиця 2.3

Кислотні реактиви для золота

Кислотний реактив, що відповідає конкретній пробі, залишає на сплаві цієї проби світлі плями буруватих відтінків. Реактив для сплаву певної проби не діє на сплав вищої проби, а на сплаві нижчої проби залишає темніші плями. Чим нижча проба, тим швидша та сильніша реакція.

Універсальним реактивом для золотих сплавів можна вважати кислотний на 500 пробу золота. Це чиста азотна кислота, яка реагує на усі золоті сплави нижче 583 проби. На золотих сплавах нижче 500 проби метал під краплею реактиву починає виділяти бульбашки. Чим нижча проба, тим інтенсивніше виділення. На металах, що не містять золота, - реакція миттєва з виділенням зеленої піни та шипінням. Склад кислотних реактивів наведено в табл. 2.4.

Таблиця 2.4

Кислотні реактиви для золотих сплавів

У необхідних випадках, а також за відсутності пробірного каменя та голок, можна застосовувати метод крапельних реакцій, який дає змогу шляхом нанесення реактивів безпосередньо на виріб чи сплав за характерними кольоровими відтінками якісно встановлювати наявність тих чи інших металів у досліджуваних зразках[1].