Основные свойства платины и показатель плотности

Здравствуйте, дорогие почитатели золота! Многие любуются его приятным блеском, хоть и не все знают, что он обусловлен структурой его энергетических уровней и самым высоким числом электронов среди металлов. Каждая женщина желает ощутить на своей шее приятную тяжесть массивного драгоценного колье, не осознавая, что причина большого веса золотых украшений — большая плотность золота. Прочтите эту статью — и вы сможете с легкостью разобраться, что означает и какое практическое значение имеет эта величина.

Природные качества и состав

Если брать во внимание чистое золото, которое не имеет примесей, то оно представляет собой металл повышенной мягкости, цвет характерный, желтый. Определить мягкость можно по десятибалльной шкале Мооса, согласно такой шкале наиболее твердым является алмаз, твердость которого измеряется 10 баллами (как известно, именно алмаз можно использовать для того, чтобы резать стекло). Если проводить сравнение с золотом, то у него плотность по шкале Мооса составляет 2,5 — 3 балла. Говоря о плотности золота 585 пробы, достаточно сказать, что его можно поцарапать, просто проведя по нему ногтем, а если приложить определенные усилия, то его можно без особого труда разрезать ножом.

Сравнительная таблица плотности добываемых в природе металлов

Теплопроводность высокая, сопротивление низкое. Надо отметить особую ковкость, а также его тягучесть. Именно тягучестью отличается сусальное золото, листы которого необычайно тонкие, состав такого материала поистине уникален. Примечательно то, что для того чтобы вытянуть проволоку длиной в 3 км, достаточно всего 1 г золота. Полировать тоже очень легко, надо также отметить высокую светоотражающую способность. Именно это качество является очень важным не только в ювелирном деле, но и во многих других промышленных сферах.

Что касается золотодобытчиков, то для них самым главным качеством является плотность. Надо отметить, что более высокой плотностью отличаются только металлы, относящиеся к платиновой группе.

1. Плотность этого металла составляет 19300 кг/куб.м, чтобы было понятно, надо объяснить, что один из самых дорогих в мире металлов весит в 19,3 раза больше воды.
2. Если литровая бутылка будет наполнена золотым песком, то ее вес будет составлять примерно 16 кг.
3. 1 кг может быть представлен кубом со стороной 37,7 мм или можно его представить как шар, диаметр которого составляет 46,2 мм.

Как отличить настоящий желтый металл от подделки

Понимание сути плотности как физической величины поможет нам отличить настоящее золото от подделки. Я расскажу, как это сделать.

У Au практически самая большая плотность из драгметаллов, не считая платины, означает, что вес практически любого золотого изделия будет больше грамма.

Самый простой путь — взвесить украшение. Метод подходит для небольших ажурных украшений.

Массивные кольца и цепочки, браслеты и серьги проверяют по отношению массы к объему.

Нам понадобятся:

• точные весы с ценой деления до сотой доли грамма,
• мензурка с градуировкой объема. Чем более узкой она будет — тем выше точность определяемой величины. Ее можно приобрести в химических магазинах и иногда в аптеках.

Для наглядности я попробую определить подлинность (может, и пробу) моего браслета из розового золота:

1. Взвешиваю браслет на весах. Весит он 4,62 грамма.
2. Наливаю в мензурку воду и опускаю туда браслет. Вода должна полностью покрыть украшение. Браслет вытеснил 0,4 сантиметра кубических воды. То есть у меня мензурка с ЦД 0,1 см3, уровень воды поднялся на 4 деления.
3. Произвожу вычисление: 4,62/0,4=11,55.
4. Сравниваю полученное значение с таблицей плотностей металлов и таблицей плотности Au (в зависимости от пробы).

К полученным значениям близки палладий — 12,2, свинец — 11,34, серебро — 10,49. Но мой браслет приятного розового оттенка, значит, он, скорее всего, содержит золото и медь. Из таблицы видим, что плотность моего браслета соответствует 375 пробе — среднее значение величин золота, серебра, палладия и меди.

Количество чистого элемента в сплаве определяют при помощи молярной массы золота по формуле M = m/n. Молярная масса Au составляет 196,9665 г/моль. В моем браслете весом 4,62 г и 375 пробы 4,63*0,375=1,74 г золота, 1,74 г/196,9665 г/моль=0,001 моль чистого золота.

Близнецы золота

Случается, что недобросовестные ювелиры, зная, что плотность желтого металла или его сплавов близка по значению к недрагоценным металлам, используют эту величину в преступных целях. Так, свинец при золотом напылении вполне может сойти за 375 пробу, а вольфрам, имеющий близкую металлам платиновой группы молярную массу, часто выдается ювелирами за драгметаллы.

О примечательных свойствах

Если взять обыкновенный стакан и наполнить его золотом наполовину, то его вес будет составлять 1 кг. А вот что касается самородного варианта, то его плотность пониже, чем у химически чистого, здесь показатели колеблются от 18 до 18,5 г/куб.см. Вес золота 585 пробы еще более легкий, так как его плотность меньше, это объясняется тем, что здесь речь идет о сплаве. А вот что касается золота 999 пробы, то здесь плотность повыше, так что, говоря о плотности, проба имеет большое значение. Именно состав 999 пробы не имеет никаких примесей, поэтому и стоимость его одна из самых высоких. Если говорить о составе 585 пробы, то здесь есть серебро, медь, никель и палладий. Благодаря уникальным качествам именно такой вариант является самым востребованным в ювелирной индустрии. А что касается 375 пробы, то в состав входит медь и серебро, такой вариант имеет существенный минус — он достаточно быстро темнеет.

Надо отметить, что именно такой показатель, как высокая плотность золота, является основным фактором, который способствует его сравнительно легкой добыче. Даже самые простые технологические процессы (например, промывка на шлюзах) может обеспечить очень высокую степень извлечения из горных пород.

Примечательно то, что если не предполагается больших объемов, то шлифование вполне может осуществляться самостоятельно, никакой дорогостоящей техники для этого не потребуется, достаточно обыкновенного промывочного лотка. Именно такой способ добычи широко применялся еще с давних времен. Когда была знаменитая «золотая лихорадка» в Калифорнии и на Клондайке, то там тоже активно использовалось шлифование. Люди уже очень давно поняли, что именно благодаря высокой плотности можно без особого труда добывать то, что ценится очень высоко. И нет никаких предпосылок для того, чтобы ценность его снижалась.

Зависимость между плотностью и пробой золота

Плотность 999 пробы наиболее приближена к числу 19,3 г/см². Поэтому, если вы не знаете пробы своего изделия, можно определить ее по плотности. Такой метод будет отличаться от химического и с помощью ювелира. Но тем не менее его можно провести даже дома.

Итак, поскольку все остальные металлы менее плотные, то их примеси в золоте делают окончательный сплав менее плотным. Если у вас есть червонное золото 585 пробы, значит, в него добавлена медь, и плотность продукта уменьшилась. Примеси из никеля и цинка также уменьшат этот показатель. Только палладий и платина утяжелят плотность кольца.

Поэтому, чтоб определить пробу с помощью плотности в домашних условиях, нужно взять пробирку или мензурку. Далее засечь уровни воды до и после опускания в пробирку золотого украшения. Взвешивание в воде — старый способ, который использовался еще до революции. Он дает погрешность в измерениях примерно в 20–30 %.

Химические свойства золота — важный показатель, влияющий на стоимость и свидетельствующий о том, что драгметалл не зря был выбран как роскошный и дорогой. Возможно, в будущем этими свойствами будут пользоваться чаще. Но на данный момент они используются только в нескольких сферах жизни.

Полезная информация

Дело в том, что если промыть желтый металл потоком воды, то можно избавиться от минералов, которые имеют меньшую плотность (а меньшей плотностью отличаются почти все минералы, которые содержатся в земной коре). После интенсивной промывки они смываются, после чего сам металл концентрируется в тяжелой фракции, которая представляет собой песок, состоящий из минералов повышенной плотности, это называется шлихом. После чего шлих следует промыть на предмет драгоценностей, которые в нем осели.

Если говорить о современности, то способ добычи, который основан на высокой плотности металла, нашел широкое применение для экстремального туризма. Такой туризм в большинстве случаев организовывают владельцы частных приисков, которые уже разработаны и являются экономически невыгодными. За определенную плату туристов могут обучить несложной технике добычи. Конечно, не стоит рассчитывать на то, что таким способом можно добыть тройскую унцию, но восторг, несомненно, обеспечен. Кому не хочется почувствовать себя настоящим старателем! По таким причинам туризм такого вида является одним из самых популярных.

Если говорить о сравнении плотности золота и серебра, то последний металл имеет плотность 10500 кг/куб. м. А вот плотность вольфрама очень высокая, она почти сопоставима с плотностью одного из самых дорогих металлов и уступает ему не больше, чем на 1%. Именно такие показатели являются причиной того, что ценность золота и серебра очень высокая во всем мире. Конечно, серебро в этом плане значительно уступает. Состав здесь тоже бывает разным — дело в том, что в чистом виде серебро используется очень редко. Это объясняется тем, что в чистом виде оно обладает повышенной мягкостью, что создает определенные трудности. Если речь идет о серебре 925 пробы, то значит, что в его состав должно входить не больше 7,5% разного рода примесей. В серебро 925 пробы входит платина, а также может входить цинк, германий и нередко кремний. Таким образом, можно сделать серебро не только менее мягким, но и повлиять на изменение его цвета. А еще изменяются в лучшую сторону физические свойства, например, оно меньше подвержено окислению.

Именно такое серебро является одним из самых распространенных в ювелирной промышленности, поскольку имеет привлекательный внешний вид и уникальные физические свойства. Именно его использовали в Англии для чеканки монет, что является очень важным показателем.

Если проводить сравнение с 960 пробой, то, несомненно, изделия из такого металла являются весьма утонченными, но особой прочностью они не отличаются. Поэтому использовать его в повседневной носке не представляется возможным. Такие украшения можно носить только по особо торжественным случаям, и красота изделий такого типа может вызвать подлинный восторг у всех ценителей прекрасного.

Отрасли применения сплавов

Платиновый материал незаменим в химической, приборостроительной отраслях. Его применяют в авиационной промышленности. Но главным потребителем платины и высокопробного сплава на ее основе является ювелирная отрасль.

С первой четверти XIX в. химический элемент применялся как лигатурный компонент для производства стали высокого качества. До изобретения дисплеев на основе жидких кристаллов покрытия экранов делали соединением платины.

В 70-х гг. прошлого века платина применялась в автомобильном производстве. И в настоящее время одним из основных потребителей является эта отрасль, где металл применяется как катализатор при очистке выхлопных газов от вредных соединений.

Устройство представляет собой цилиндр с эллиптическим или круглым сечением в разрезе, внутри которого расположены своеобразные соты из металла или керамики, покрытые раствором платиноидов.

В электротехнике, рассчитанной на слабые токи, применяют сплавы химического элемента с золотом и серебром. Физическое свойство платины способность к намагничиванию используется при изготовлении сплавов магнитных материалов в производстве малогабаритных электроприборов.

Из материала изготавливают электрические детали, устройства, рассчитанные на работу в особенных условиях и агрессивной среде:

• реакторы;
• высокотемпературные печи (тигли);
• термопары;
• для покрытия поверхностей реакторов;
• электронагреватели;
• зеркала для лазерной техники;
• аппаратура для производства оптического стекла.

Покрытые платиной аппараты позволяют получить химически чистые препараты или продукты в пищевой промышленности.

Из металлов платиновой группы делают различные лабораторные инструменты и оборудование. Их используют для производства посуды для переплавки щелочей, чаш для работы с кислотами, котлов, автоклавов.

Из сплава золота, платины и палладия изготавливают специальные иглы, из него делают напайки на перьях авторучек. Платина применяется в медицине как элемент, замедляющий развитие заболевания.

Использование магнетизма

Золото также отличается от других металлов своей магнитной проницаемостью. Этот драгметалл относится к диамагнетикам (отталкивается магнитом) в отличие от вольфрама, который является парамагнетиком (его можно притянуть магнитом). Поэтому, при воздействии магнита на изделия из чистого золота они должны слабо отталкиваться. Чтобы повысить точность определения подлинности золота в монетах с помощью этого метода, можно воспользоваться специальными магнитными весами. Они достоверно покажут отталкивающие или притягивающие магнитные свойства предмета. Обычно к подобным измерительным приборам прилагаются табличные значения величин, соответствующие некоторым золотым монетам и слиткам. Данный метод исследования вполне применим даже к слитковому золоту в специальной оболочке.

Плотность золота в монетах

Удельный вес золота или его плотность считаются одними из самых высоких. Золотой кубик с гранью 10 миллиметров имеет массу 19.3 грамма. Отсюда следует, что если мы знаем заявленные габариты и вес золотой монеты или слитка, то определение подлинности золота не составит труда. Характеристики изделий из драгметалла всегда можно взять на сайте изготовителя. Для дальнейшей самостоятельной экспертизы нам понадобятся лишь точные измерительные инструменты. Это может быть универсальный тестер Fisch, определяющий сразу геометрические и весовые параметры, или отдельные ювелирные весы и штангенциркуль. Измерить плотность золота в монете можно также, используя закон Архимеда.

Но если золотая монета обладает чистотой менее 24 карат, то перечисленных инструментов и приемов будет недостаточно, так как злоумышленники могут применить в своих подделках примеси с близким к золоту удельным весом. Для этого фальшивомонетчики часто используют вольфрам, плотность которого составляет 19.25 грамм на кубический сантиметр. Покрыв этот металл тонкой золотой плакировкой, можно изготовить фальшивки с характеристиками «Американского Орла» или «Крюгерранда», имеющих чистоту 916.

Из-за упаковки типа CertiPack, в которой помимо самого слитка, поставляется также и сертификат с серийным номером и названием монетного двора. Со слитками в такой упаковке дело обстоит иначе. Измерить массу золота при этом не представляется возможным, так как его можно взвесить только в упакованном виде. Изготовители также не позаботились об указании веса металла вместе с упаковочным материалом. Оценить подлинность изделия в этом случае можно только по размерам, сведения о которых находятся в открытом доступе.

Платина в монетарном производстве и ювелирном деле

Из химически чистого благородного металла, в котором допускается содержание естественных примесей, формируют банковские слитки. Они предназначаются для таких целей:

• операций на межбанковском уровне;
• технического применения;
• изготовления химических соединений;
• производства полуфабрикатов и сплавов для различных отраслей промышленности.

Из платины наряду с серебром и золотом чеканят юбилейные и памятные монеты. Ее применяют для изготовления памятных знаков отличия за заслуги.

Особое место платина занимает в ювелирном деле. Ежегодно отрасль потребляет около 50 т благородного металла. Дизайн украшений и сплавы из материалов, используемые для их изготовления, целиком зависят от модных тенденций.

В последнее время рынок наполняется украшениями из белого золота, что в свою очередь повышает спрос на платину и металлы ее группы. Готовые изделия из сплава золота с лигатурными добавками в результате покрывают металлом из группы платиноидов — палладием.

Стоимость платины в изделиях сравнительно высока. Но только основа из платины создает неповторимую игру бриллиантов в украшениях. Такие драгоценности отличаются прочностью, долговечностью, устойчивостью к деформации и механическому воздействию.