Муниципальное образовательное учреждение
Гимназия №17 Ворошиловского района Волгограда
Исследовательская работа
Сравнительный качественный анализ монет России 1891, 1945 и 2008 годов.
Выполнил:
учащийся 9 «В» класса
Учитель:
учитель биологии и химии:
Волгоград, 2016
Оглавление.
Введение………………………………………………………….……............3 - 4
Глава 1. Обзор литературы.
История происхождения монет и их сплавов………………………5 - 10Глава 2. Исследование качественного состава монет.
2.1. Описание исследуемых монет из литературных источников…………..11
2.2. Изучение методик определения качественного состава монет…….12 - 17
2.3. Исследование качественного состава монет………………………...18 - 19
Заключение………………………………………………………………………20
Список источников и литературы……………………………………...…….....21
Приложения……………………………………………………………………...23
ВВЕДЕНИЕ
Медяшкой обычной на дне сундука
Лежала простая монетка
Не думала даже, что очень стара.
И что назовут ее редкой.
А темный налет на неровных краях
Скрывал ее возраст надежно,
Я с трепетом в руки предмет сей взяла,
И стала тереть осторожно…[1]
Наталия Лепс.
Химия – очень увлекательный предмет, всегда интересно, из чего состоят вещества, а особенно те, которыми мы пользуемся практически каждый день. Это металлические деньги, которые играют важнейшую роль в жизни людей на протяжении всей истории человечества. Первыми настоящими деньгами были металлические монеты. Поэтому было интересно проанализировать и сравнить качественный химический состав монет. Мой дядя, в свое время собирал коллекцию металлических денег и среди них, я нашел монеты конца 19 века и середины 20. Мне стало очень интересно сравнить данные монеты с нынешними монетами начала 21 века, насколько они изменились, скорее всего, удешевились, за почти 120 лет. Ведь в России, в связи с социально-политическими изменениями, введение в оборот новых монет происходило много раз, а соответственно, и менялся их состав, форма и внешний вид.
Таким образом, цель моей работы – изучить историю возникновения монет, их сплавов и качественного состава монет 19,20 и 21 веков.
Мною были поставлены следующие задачи:
Изучить литературу о происхождении монет и их сплавов (здесь я узнал много интересного, даже задумался, а не продолжить ли мне увлечение своего дяди – коллекционирование монет, ведь собирать их вдвойне интереснее, когда знаешь, что они отличаются не только внешне, но и по своему составу); Выбрать и изучить методы физико - химического анализа; Исследовать и сравнить физические характеристики и качественный состав исследуемых монет: 2 копейки 1891 года, 20 копеек 1945 года и 10 копеек 2008 года.В результате работы, благодаря изученным методикам качественного анализа, мы определили, что качественный состав исследуемых монет отличается по физико-химическим характеристикам.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
История происхождения монет и их сплавовМонета – это денежный знак, изготовленный из металла либо другого материала определённой формы, веса и достоинства. Монета – это тонкий слиток правильной цилиндрической формы из металла, который выпущен специально в качестве платежного средства. История появления монет связана с поисками человечества самой удобной формы для металлических денег.
Собственно среди товарных денег металлические предметы издавна имели преимущество перед другими, так как не портились со временем. Форма первых металлических денег была совершенно разной, но чаще в виде бытовых орудий труда – мотыги, ножи, гвозди и т. п. Самородки, песок из крупинок, слитки так же имели хождение в качестве товарных денег, так как имели потенциальную способность при накоплении стать полезным орудием труда, оружием, утварью или украшением. Удобство слитков определялось возможностью заключать в себе при небольшом весе и объёме относительно высокую стоимость. Причем слитки можно было разрубить на части, что обеспечивало деление стоимости, а так же простое соединение в более высокую [2].
Около 700 года до н. э. в Лидии и ионических городах Малой Азии появились монеты, которые постепенно начали вытеснять весовые деньги. Они отличались от весовых денег тем, что их изготовлением занималось само государство. Из монеты получились деньги в виде удобного кусочка
металла, за содержание благородного металла в котором государство ручалось нанесенным изображением и надписью. Помимо экономической функции, оно придало этому средству платежа и обращения еще и функцию носителя информации. Появление монет стало в качестве платежного средства к существованию, и привело к укреплению ключевых позиций государства в экономике.
Самые первые монеты появились в высокоразвитой культуре древнего Китая в середине второго тысячелетия до н. э. Были изготовлены из бронзы литьём. В VII в. до н. э. в странах Средиземноморья появились первые чеканные монеты. Изготовление и чеканка монет было делом относительно простым, сперва плавили металл и отливали маленькие круглые диски, эти диски подвергали чеканке.
В античности развитие монет происходило греческими рабовладельческими государствами, затем Древним Римом и достигло своей вершины в период наибольшего расширения территории Римской империи. Слово «монета» - это одно из имен древнеримской богини Юноны и одновременно название первого римского монетного двора при храме Юноны на Капитолийском холме в Древнем Риме [3].
В конце Х века в Киевской Руси начинается чеканка собственных монет из золота и серебра. Первые русские монеты так и назывались златниками или серебренниками [4]. Золота в таких монетах содержалось 75%.
Au (лат. Aurum) – химический символ золота. Плотность 19,32 г/см3, температура плавления 1063о С. Мягкий металл красивого желтого цвета. Имеет хорошие литьевые качества, пластичность и ковкость. Химическая стойкость золота очень высока, оно не растворяется в кислотах и щелочах. На воздухе не изменяется. Растворимо в царской водке (концентрированная смесь азотной и соляной кислот), в ртути, а также в некоторых комплексообразующих растворах, таких как цианиды. Устойчиво к
внешним воздействиям. Поскольку золото имеет низкую механическую прочность, обычно используется в виде различных сплавов, чаще всего с медью, которая значительно тверже и устойчивее к истиранию [5].
Ag (лат. Argentum) – химический символ серебра, в монетах содержалось 25%. Плотность 10,5 г/см3, температура плавления 961о С. Мягкий металл серебристого цвета. Обладает высокой пластичностью и ковкостью. Хорошо штампуется. Литьевые качества серебра низкие. Химическая стойкость серебра значительно ниже, чем у золота. Растворяется в азотной кислоте и некоторых других соединениях. Окисляется на воздухе в присутствии сероводорода, с образованием патины черного цвета, которая предохраняет металл от дальнейшего окисления. Серебро значительно тверже золота. Из-за невысокой твердости и стойкости к истиранию для чеканки монет используется в виде сплавов, чаще с медью, которая значительно повышает его механические характеристики [5].
Затем, в XII веке, наступает снова безмонетный период, их снова заменяют слитки. В XIII веке появляется первый русский рубль – удлиненный брусок серебра весом приблизительно в 200 граммов, грубо обрубленный по концам. В середине XV века в правление Елены Глинской, матери Ивана Грозного, была создана единая для всего государства денежная система. Были установлены строгие правила чеканки монет, созданы образцы. В марте 1704 года по указу Петра I впервые в России начали делать серебряные рублевые монеты. Одновременно выпустили
полтинник, полуполтинник, гривенник, равный 10 копейкам, пятачок с надписью «10 денег» и алтын.
В августе 1914 года началась мировая война. Финансовое состояние царской России сразу ухудшилось. Огромные расходы заставили правительство прибегнуть к усиленному выпуску бумажных денег. Наступила инфляция. Как всегда в таких случаях, население стало прятать сначала золото, а потом и серебряные деньги. В 1915 году исчезла даже медная монета. В обращении остались только бумажные деньги. В том же году был отчеканен последний царский рубль.
С 1917 года появляются новые деньги, бумажные. Золотая рублевая монета не выпускалась. Советское правительство берегло золото. Оно совершило бы расточительство, если бы стало чеканить из него монету. Но зато выпустили полноценный серебряный рубль. Его покупательная способность равнялась золотому. Появились серебряные монеты - 50,20,15 и 10 копеек. Разменная монета по 5,3,2 и 1 копейке делалась из меди [4].
Cu (лат. Cuprum) – металл красного цвета. Плотность 8,8 г/см3, температура плавления 1084о С. Металл не так стоек химически, как золото или серебро. В тоже время медь в 3 раза тверже золота и в 2 – серебра. Для чеканки монет использовали не очищенную медь, однако после появления гальванических способов очищения, не очищенная медь прекратила поставляться на монетные дворы. С 1926 года медь была заменена на алюминиевую бронзу [6].
Алюминиевая бронза – сплав желтого цвета, состоящий на 95 % из меди и 5 % из алюминия. Тверже чистой меди. Алюминиевая бронза устойчива к воздействию агрессивных сред и истиранию. Использовалась для чеканки монет в России до 1957 года [5].
С 1958 по 1993 год использовали при изготовлении различных монет латунь - медно-цинковые сплавы с 56-67% меди. В зависимости от процентного содержания меди сплавы различаются по цвету от медно-красного до светло-желтого. Иногда в латунные сплавы для придания пластичности и ковкости добавляют и другие металлы, например свинец [7].
Мельхиор – сплав меди, цинка и никеля в соотношении 60-20-20. Стойкий в механическом и химическом отношении сплав, серебристого цвета. Использовался в СССР 1931-1957 гг для чеканки разменной монеты номиналом 10, 15 и 20 копеек. Начиная с 1997 года, в России используется для плакирования монет номиналом 1 и 5 копеек, а также монеты достоинством 5 рублей [5].
Медно – никелевый сплав имеет серебристый цвет, но менее стоек к физическим и механическим воздействиям, чем мельхиор. Был основой для монет СССР, в 1958-1991 годах для 10, 15, 20, 50 копеек, а также для 1 рубля. Из этого сплава начался выпуск и для памятных, а также юбилейных монет СССР в 1965-1991 годах, правда в 1975 в монетах начали увеличивать содержание никеля, для улучшения механических свойств и внешнего вида монет. После распада СССР из медно-никелевого сплава чеканили монеты номиналом 10, 20, 50 и 100 рублей до 1993 года. А с 1997 года появились 1 и 2 рубля из этого сплава [6].
С 1991 года чеканили монеты из двух металлов, у которых кольцо сделано из латуни, а диск (сердцевина) из мельхиора.
Наряду со всеми металлами в сплавах при изготовлении монет используют железо. Железные монеты выпускались многими европейскими странами в периоды войн в этом столетии. Чтобы обойти коррозионную проблему в современных монетах, использовались различные покрытия – от меди до никеля и хрома. Причем многие «железные» монеты имеют сейчас стальную «начинку» (небольшая добавка углерода превращает железо в сталь).
Также используют магний, который впервые получен в 1755 году. Это легкий, ковкий металл серебристо – белого цвета, на 40 % легче, чем алюминий. В чистом виде для чеканки монет не используется, добавляется в сплавы.
Марганец – не используют как чистый металл в монетах, потому что реагирует с водой, но часто применяют в сплавах [8].
Для определения качества чеканных монет на протяжении всей истории денежного обращения использовались различные физические и химические методы анализа состава монет. Уже в древности люди умели проводить такие анализы. Изначально использовали органолептические и физические методы: “надкусывание” золотых монет, определение веса, плотности, сравнение цвета, блеска, способности плавиться, окрашивать пламя при прокаливании и т. д.
С возникновением и развитием методов аналитической химии в 17 – 18 веках точность оценки состава монет выросла, появилась возможность подбирать состав сплавов для чеканки монет, чтобы чеканные монеты удовлетворяли требованиям налично-денежного обращения и были достаточно дешевы в изготовлении. Позднее с конца 19 века для анализа состава монетных сплавов стали использовать физические и физико-химические методы анализа (инструментальные): электрохимические, хроматографические, масс – спектрометрические, радиометрические и спектральные [9].
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА МОНЕТ
2.1. Описание исследуемых монет из литературных источников
Для изучения качественного состава монет мы выбрали три образца: 2 копейки 1891 года, 20 копеек 1945 года и 10 копеек 2008 года. Сначала мы изучили описание данных монет из литературных источников.
2 копейки 1891 года (Прил. 1) выпускались во время правления Александра III. В это время чеканились золотые монеты номиналом 3, 5 и 10 рублей, серебряные номиналом 5,10,15,25,50 копеек и рубль, а также медные номиналом 1, 2, 3 и 5 копеек, в том числе и наша монета [10].
Характеристики монеты: материал – медь (Cu), вес – 6,56 г., диаметр 24,3 мм.
20 копеек 1945 года (Прил. 2) символизируют труднейший период для Советского Союза. Советский Союз победил в Великой Отечественной с колоссальными людскими потерями, как в числе военного, так и в числе мирного гражданского населения. Память о подвиге народа, о героически погибших дедах и отцах жива по сей день практически в каждой российской семье, а 9 мая ежегодно празднуется день Великой Победы.
20 копеек 1945 года - немагнитная тиражная монетка из мельхиора.
Характеристики монеты: материал – мельхиор, вес – 3,6 г., диаметр – 21, 8 мм, толщина – 1,4 мм [11].
10 копеек 2008 года (Прил. 3) – это монеты, которые вступили в обращение после деноминации в 1997 году. Эти монеты продолжают хождение и в настоящее время [12].
Характеристика монеты: сталь, плакированная сплавом томпак, вес – 1,85 г., диаметр – 17,5 мм, толщина 1,25 мм [11].
2.2. Изучение методик определения качественного состава монет
Исходя из изученного материала, мы изучили методики качественного анализа монет на обнаружение наиболее часто встречающихся металлов в монетах.
Обнаружение Fe 2+ ионов. Реакция с К3[Fe(CN)6].Поместите в пробирку или на фарфоровую пластинку 1-2 капли раствора какой-либо соли железа (II) и прилейте 1-2 капли гексацианоферрата калия(III) К3[Fe(CN)6]. Моментально образуется осадок турнбулевой сини:
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- Fe3[Fe(CN)6]2
Условия проведения реакции. 1. Реакцию следует проводить при рН=2. Наличие свободной щелочи ведет к разложению сини.
Ионы железа Fe 3+ с К3[Fe(CN)6] осадка не образуют и поэтому не мешают открытию Fe 2+. Другие катионы также не мешают. Присутствие окислителей, окисляющих Fe 2+ в Fe 3+ или восстановителей, восстанавливающих [Fe(CN)6]3- в [Fe(CN)6]4- мешает реакции, так как Fe 2+с [Fe(CN)6]4- образует белый осадок Fe2[Fe(CN)6]2, который окисляется кислородом воздуха в берлинскую лазурь и Fe(ОН) 3[13, с. 224].Обнаружение Fe 3+ ионов. Реакция с К4[Fe(CN)6].
Поместите в пробирку или на фарфоровую пластинку 1-2 капли раствора какой-либо соли железа (III), подкислите 1-2 каплями хлористоводородной кислоты и прибавьте 2-3 капли раствора и гексацианоферрата калия(II) К4[Fe(CN)6]. Выпадает темно-синий осадок берлинской лазури:
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]3- Fe4[Fe(CN)6]3
Реакция очень чувствительна: открываемый минимум – 0,05 мкг; предельная концентрация – 1:1*106; предельное разбавление – 1000000.
Условия проведения реакции. 1. Реакцию следует проводить при рН=2. Наличие свободной щелочи ведет к разложению берлинской лазури с образованием гидроокиси железа:
Fe4[Fe(CN)6]3 +12OH - Fe(ОН)3 + [Fe(CN)6]4-
Другие катионы, в том числе и Fe 2+, не мешают обнаружению Fe 3+. В присутствии оксалатов осадок не выпадает, а появляется только синее окрашивание. Это объясняется образованием комплексных ионов [Fe(C2О4)3] 3-. Осаждению мешает избыток К4[Fe(CN)6], ведущий к образованию растворимой формы берлинской лазури, переходящей в коллоидный раствор: К4[Fe(CN)6]+ Fe4[Fe(CN)6]3 4КFe[Fe(CN)6] Проведению реакции мешают окислители, окисляющие К4[Fe(CN)6] до К3[Fe(CN)6] и восстановители, восстанавливающие Fe 3+ до Fe 2+. Следует иметь в виду, что гексацианоферрат (II) действует на Fe 3+ - ионы и как восстановитель:[Fe(CN)6]4- + Fe 3+ [Fe(CN)6]3- + Fe 2+.
Поэтому наряду с берлинской лазурью получается также турнбулева синь
3Fe 2++2[Fe(CN)6]3- Fe3[Fe(CN)6]2 [13, с.222].
Обнаружение Mn2+ - ионов.
Одной из характерных реакций обнаружения Mn2+ в щелочной среде является его взаимодействие с Н2О2. При действии перекиси водорода в щелочной среде бесцветные ионы двухвалентного марганца (Mn2+) окисляются в нерастворимые соединения марганца (IV) H2MnO3 или MnO2, окрашенные в бурый цвет:
Мn(OH) 2 + H2O2 H2MnO3 + H2O
Провести окисление Mn2+ в H2MnO3. Для этого поместить в пробирку 1-3 капли раствора какой - либо соли марганца (II) и прилить несколько капель NaOH. Образуется белый осадок Мn(OH) 2, медленно буреющий вследствие окисления на воздухе:
Mn2++2ОН- Мn(OH) 2
2Мn(OH) 2+О 2 2H2MnO3
Прилить к полученному осадку несколько капель H2O2. Осадок моментально становится буро-черным вследствие быстрого окисления ионов марганца (II) в H2MnO3.
Условия проведения реакции.
1. Реакцию следует проводить при рН=9 – 10.
2. При осаждении Мn(OH)2 едкими щелочами присутствие солей аммония не мешает реакции. При осаждении раствором NH4OH полностью осадить Мn(OH) 2, так как он растворим в растворах солей аммония.
3. Другие катионы III группы, за исключением кобальта, окисляющегося в Co(OH) , практически этой реакции не мешают. Однако лучше их предварительно удалить.
4. Ионы – восстановители мешают реакции, поэтому лучше сначала осадить Мn(OH)2 едким натром, а затем, после фильтрования, осадок на фильтре слегка смочить перекисью водорода. При этом появляется черно –бурое пятно H2MnO3.
5. Реакцию нельзя проводить в присутствии S2-, образующего с Fe 2+, Fe 3+, Ni 2+, Co 2+ в щелочном растворе черные осадки сульфидов FeS, Fe2S3, NiS, CoS, которые ошибочно могут быть приняты за H2MnO3. Кроме того, S2- восстанавливает H2O2.
6. Аналогично H2O2 действуют и другие окислители, в том числе Cl2, Br2 [13, с. 219].
Обнаружение Pb2+ - ионов. Реакция с хроматом калия.
Поместить в пробирку каплю раствора соли свинца и каплю раствора хромата или бихромата калия. Выпадает желтый осадок хромата свинца:
Pb2+ + CrO42- PbCrO4 .
Условия проведения реакции.
Реакцию следует проводить при рН меньше 7 в присутствии СН3СООН, так как PbCrO4 в уксусной кислоте нерастворим. В сильных щелочах PbCrO4 в отличие от BaCrO4 и (BiO) 2Cr2O7 растворяется с образованием плюмбита PbO2 и хромата CrO42-. В NH4OH хромат свинца нерастворим. Восстановители, восстанавливающие CrO42- должны отсутствовать. Катионы, образующие с CrO42- осадки должны быть предварительно отделены [13, с.315].Обнаружение Mg2+ - ионов. Реакция с гидрофосфатом натрия Na3HPO4.
Поместите в пробирку по 2-3 капли растворов MgCl2 и NH4Cl, прибавьте к полученной смеси 2-3 капли раствора Na2HPO4. Тщательно перемешайте содержимое стеклянной палочкой и затем добавьте к раствору NH4OH до щелочной реакции. Выпадает белый кристаллический осадок магний-аммоний фосфата Mg NH4PO4.
MgCl2 + Na2HPO4 MgHPO4 + 2NaCl
MgHPO4 + NH4OH MgNH4PO4 + H2O
Условия проведения реакции.
Реакцию следует проводить при рН больше 7. При осаждении MgNH4PO4 следует добавлять небольшой избыток NH4Cl во избежание выпадения в щелочной среде аморфного осадка Mg(OH)2. Однако большой избыток NH4Cl препятствует осаждению MgNH4PO4 вследствие образования комплексных ионов [MgCl3] – и [MgCl4] 2– . Нагревание благоприятствует выпадению осадка. Растворы MgNH4PO4 склонны к пересыщению, поэтому для ускорения выпадения осадка рекомендуется потереть стеклянной палочкой о стенки пробирки. При малом содержании Mg2+ или при работе с разбавленными растворами окончательный вывод о присутствии или отсутствии Mg2+ можно сделать лишь через 1-2 ч после проведения реакции [13, с.167].Обнаружение Ni2+ - ионов. Реакция .
Поместите в пробирку каплю раствора какой-либо соли никеля, прибавьте 3-6 капель раствора аммиака и 2-3 капли спиртового раствора диметилглиоксима. Образуется яркий розово-красный осадок так называемой внутрикомплексной соли – диметилглиоксимат никеля.
2C4N2O2H8 + Ni2++ 2NH3 Ni[C4N2O2H7] 2 +2NH+4
Реакция очень чувствительна. Чувствительность повышается, если реакцию проводить капельным методом. Поместите на фильтровальную бумагу каплю исследуемого раствора и каплю спиртового раствора диметилглиоксима. Смоченную бумагу для нейтрализации кислоты обработайте парами аммиака над фарфоровой чашкой. При достаточном насыщении аммиаком на бумаге в присутствии ионов никеля образуется красное пятно.
Условия проведения реакции.
Реакцию следует проводить при pH=8, что соответсвует слабоаммиачному раствору. Железо (II) вызывает также красное окрашивание, поэтому реакция Чугаева дает бесспорные результаты лишь в отсутствии Fe2+. Необходимо окислить Fe2+ до Fe3+ перекисью водорода, затем добавить NaF для связывания Fe3+ в [FeF6] 3+ . Ионы меди также следует удалить или «нейтрализовать», добавив к раствору 2 капли K3 [Fe(CN)6]. Чувствительность реакции значительно повышается в присутствии окислителей: брома, йода и др. Продукт окисления неустойчив, поэтому окислители и затем водный раствор аммиака прибавляют уже к готовой смеси растворов соли никеля и диметилглиоксима. В присутствии большого избытка сильных окислителей окрашенное соединение разрушается [13, с.226].Обнаружение Cu2+ - ионов. Реакция с гидроокисью аммония.
К одной капле раствора сульфата меди прибавьте 1-2 капли разбавленного раствора аммиака; при этом выпадет сине-зеленый осадок основной соли меди:
2CuSO4 + 2NH4OH Cu2(OH) 2SO4 + 2NH4+ + SO2- 4
При действии избытка аммиака появляется интенсивно синее окрашивание, вызываемое образованием комплексных ионов:
Cu2(OH) 2SO4 + 8NH3 2[Cu(NH3) 4]2+ + SO42- + 2OH-
Условия проведения реакции.
Реакцию следует проводить при pH больше 9. Реакцию следует вести в отсутствии CN-, образующего с Cu2+ желтый осадок CuCN2, быстро разлагающийся на цианид меди (I) ,белого цвета и дициан (CN2) [13, с.277].Обнаружение Zn2+ - ионов. Реакция К4[Fe(CN)6].
Поместите в пробирку 2 -3 капли раствора какой - либо соли цинка, прибавьте 2-3 капли К4[Fe(CN)6] и нагрейте смесь до кипения. При этом образуется белый осадок:
3Zn2+ + 2К4[Fe(CN)6] K2Zn3[Fe(CN)6] 2 + 6K+.
Условия проведения реакции.
Значение pH раствора может быть равно или меньше 7, но ни в коем случае не больше, так как осадок в щелочной среде растворяется. При действии избытка реактива может получиться более растворимый осадок, отвечающий формуле Zn2[Fe(CN)6] . Ионы алюминия и хрома не мешают этой реакции. Другие катионы третьей аналитической группы должны быть предварительно удалены. Окислители, окисляющие К4[Fe(CN)6] в К3[Fe(CN)6] длжны отсутствовать [13, с.230].2.3. Исследование качественного состава монет
Изучив возможности школьной лаборатории, мы провели следующие исследования.
Сначала определили физические характеристики монет: цвет, вес, диаметр, толщину и плотность (таблица 1).
Цвет монет мы определяли визуально.
Вес определили путем взвешивания на электронных весах.
Диаметр и толщину измерили с помощью штангенциркуля.
Плотность определяли исходя из формулы: плотность=масса/объем. Объем монеты определили по объему вытесненной воды в мерном цилиндре (объемно – массовый метод).
Таблица 1. Физические характеристики исследуемых монет.
Монета | Цвет | Диаметр (мм) | Толщина (мм) | Масса (грамм) | Объем (см3) | Плотность (г/ см3) |
2 копейки 1891 года | Темно-желтая | 25 | 1,8 | 6 | 1 | 6 |
20 копеек 1945 года | Серебристая | 22 | 1,5 | 3 | 0,5 | 6 |
10 копеек 2008 года | Бронзово-желтый | 18 | 1,2 | 2 | 0,3 | 6,6 |
Далее, для определения качественного состава монет нам было необходимо монеты растворить. Для этого мы использовали концентрированные соляную кислоту и азотную (Таблица 2).
Таблица 2. Растворимость монет в соляной и азотной кислотах (Прил. 4).
Монеты | Соляная кислота HCl | Азотная кислота HNO3 |
2 копейки 1891 года | Не растворялась | Растворялась |
20 копеек 1945 года | Не растворялась | Растворялась |
10 копеек 2008 года | Растворялась (частично) | Растворялась |
Исходя из полученных данных, можно предположить, что 2 копейки 1891 года и 20 копеек 1945 года состоят в основном из меди, а 10 копеек 2008 года из железа.
После изучения литературы нам известен предположительный состав монет, опираясь на эти данные и пользуясь изученными нами методиками, определили качественный состав монет (Таблица 3).
Таблица 3. Качественный состав монет (Прил. 5).
Монеты | Fe2+ | Fe3+ | Mn2+ | Zn2+ | Cu2+ |
2 копейки 1891 года | _ | + | _ | _ | + |
20 копеек 1945 года | _ | _ | _ | _ | + |
10 копеек 2008 года | + | + | + | _ | _ |
К сожалению, в школьной лаборатории не оказалось реактива на определение ионов никеля – диметилглиоксима (C4N2O2H8), а по литературным данным в монете номиналом 20 копеек 1945 года должен содержаться никель, в составе сплава мельхиор. Также в литературных источниках указано, что в составе этой монеты, периода 1931-1957 гг должен содержаться цинк, но нами он обнаружен не был, возможно использовался мельхиор без содержания цинка.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В ходе проведения исследовательской работы был освоен метод растворения металлов в кислотах, при этом было выявлено, что монеты, содержащие медь, растворяются только в азотной кислоте, так как медь находится правее водорода в ряду напряжения металлов, а значит, малоактивна и реагирует только с азотной кислотой. При этом, растворы, содержащие медь имели яркую сине-зеленую окраску. Освоены методы определения состава монет наиболее распространенных металлов Fe2+ , Fe3+ , Mn2+, Zn2+, Cu2+. Определен качественный состав монет:2 копейки 1891 года – железо(III) и медь;
20 копеек 1945 года – медь, никель не был определен, так как нет реактива в школьной лаборатории;
10 копеек 2008 года – железо(II), железо(III) и марганец.
Показано, что состав монет с течением времени в России изменялся, современные монеты не содержат медь. Упор при изготовлении современных монет, на наш взгляд, делается на прочность, долговечность и дешевизну, а медь этим качествам не соответствует. Показана возможность определения качественного состава монет методами качественного анализа в условиях школьной лаборатории.Используемая литература.
Приложение 1. 2 копейки 1891 года.
Приложение 2. 20 копеек 1945 года.
Приложение 3. 10 копеек 2008 года.
Приложение 4. Растворение монет в соляной и азотной кислотах.
Приложение 5. Качественный состав монет.
2 копейки 1891 года | |
| Определение наличия железа.Железо (II) – не обнаружено,Железо (III) – обнаружено (синий осадок) |
| Определение наличия меди- обнаружена (синяя окраска) |
| Определение наличия марганца –не обнаружен (темно-бурого осадка нет) |
| Определение наличия цинка – не обнаружен (белого осадка нет) |
20 копеек 1945 года | |
| Определение наличия железа.Железо (II) – не обнаружено,Железо (III) – не обнаружено (синей окраски нет) |
| Определение наличия меди- обнаружена (синяя окраска) |
| Определение наличия марганца –не обнаружен (темно-бурого осадка нет) |
| Определение наличия цинка – не обнаружен (белого осадка нет) |
10 копеек 2008 года | |
| Определение наличия железа.Железо (II) –обнаружено (синий осадок),Железо (III) – обнаружено (синий осадок) |
| Определение наличия меди- не обнаружена (синей окраски нет) |
| Определение наличия марганца –обнаружен (темно-бурый осадок) |
| Определение наличия цинка – не обнаружен (белого осадка нет) |
