Заочная научно-практическая конференция «Первые шаги в науку» Как определить подлинность ювелирного изделия в бытовых условиях

Заочная научно-практическая конференция «Первые шаги в науку»

Как определить подлинность ювелирного изделия

в бытовых условиях

Выполнила: Тертычная Екатерина

ученица 8 А класса

МБОУ СОШ №5 г. Сургут

Научный руководитель:

,

учитель информатики

МБОУ СОШ №5

г. Сургут

2016

Оглавление

Введение        3

Основная часть        4

1. Что такое ювелирное изделие?        4

2. Из каких металлов и сплавов могут быть сделаны ювелирные изделия?        4

3. Проба благородных металлов        4

4. Промышленные способы определения пробы        5

5. Характеристика драгоценных металлов        6

5.1. Золото        6

5.2. Серебро        6

5.3. Платина        6

6. Способ определения материала изделия в бытовых условиях.        6

6.1 Как измерить объём тела?        7

6.2 Ход измерений:        7

6.3 Рекомендации для проведения измерений:        8

6.4 Погрешность измерений        8

Заключение        9

Литература        10

Введение

       В домашних условиях наверняка проверить подлинность ювелирного украшения очень сложно.

       Проверка на химические реактивы (настоящее золото растворяется разве что в «царской водке») – тоже бессмысленна. Изделие может быть просто позолочено и успешно выдержит все ваши экзекуции.

       Проверить золото бывает сложно даже ювелирным детектором. Физические параметры ювелирного изделия (электрическое сопротивление, проводимость) , на которые ориентируются такие приборы, зависят не только от количества золота в сплаве, но и от состава и соотношения остальных компонентов. Вот и объявляют детекторы фальшивками украшения от Tiffani да от Cartier…

       И все же, как проверить подлинность ювелирного украшения? Доверьтесь профессионалам. Проверяйте подлинность золота в ювелирных мастерских и других в государственных учреждениях имеющих право на такую деятельность или попробуйте способ представленный в данной работе.

       Этот метод не слишком достоверен, если в изделии есть внутренние пустоты и у вас отсутствуют навыки работы с физическими приборами.

Основная часть

1. Что такое ювелирное изделие?

       Ювелирное изделие — изделие из драгоценных металлов и камней: кольцо, серьги, браслет, колье, брошь, настольные украшения.

       В соответствии с действующим законодательством России к ювелирным изделиям относятся изделия, изготовленные из драгоценных металлов и их сплавов, с использованием различных видов художественной обработки, со вставками из драгоценных, полудрагоценных, поделочных, цветных камней и других материалов природного или искусственного происхождения или без них, применяемые в качестве различных украшений, предметов быта, предметов культа и/или для декоративных целей, выполнения различных ритуалов и обрядов, а также памятные, юбилейные и другие знаки и медали.

2. Из каких металлов и сплавов могут быть сделаны ювелирные изделия?

       Ювелирные изделия могут быть сделаны драгоценных (благородных) металлов и их сплавов.

       Благородные металлы — металлы, не подверженные коррозии и окислению, что отличает их от большинства металлов. Все они являются также драгоценными металлами, благодаря их редкости. Основные благородные металлы — золото, серебро, а также платина и остальные пять металлов платиновой группы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий.

       Название благородные металлы они получили благодаря высокой химической стойкости (практически не окисляются на воздухе) и блеску в изделиях. Золото, серебро и чистая платина обладают высокой пластичностью, что облегчает их обработку.

       В ювелирном изделии могут быть использованы сплавы металлов: золота, серебра, меди, палладия, никеля, цинка.

3. Проба благородных металлов

       Проба — количество чистого драгоценного металла в сплаве.

       Проба благородных металлов — определение различными аналитическими методами пропорции, весового содержания основного благородного металла в пробируемом сплаве.

       Само клеймо и определённое при пробировании содержание основного благородного металла также именуются пробой.

       Для всех благородных металлов установлена дискретная линейка возможных их содержаний в сплавах (проб).

       Для ювелирных изделий в России установлены следующие пробы:

для золотых: 375, 500, 585, 750, 958 и 999-я; для серебряных: 800,830, 875, 925, 960 и 999-я; для платиновых: 850, 900 и 950-я; для палладия: 500, 850-я.

4. Промышленные способы определения пробы

Пробирным камнем; с помощью пробирных реактивов - сравнение полученных цветных оттенков металлов и сплавов с эталонными; химический анализ с применением хлорного золота, царской водки; специальным детектором; спектральный анализ.

       Самым распространенным и простым является метод неразрушающего контроля с использованием пробирного камня. Например, квалифицированный эксперт (пробирер) определяет пробу сплава с точностью до двух единиц.

       Когда требуется более точное определение пробы, ювелирные изделия подвергают химическому анализу, который основан на определении в навеске сплава содержания чистого металла методом количественного химического анализа. По массе чистого металла определяют количество драгоценного металла в сплаве, т. е. его пробу. При использовании этого метода целостность изделия нарушается. Кроме того, он требует значительного времени и специального оборудования.

       При оперативном анализе все чаще используются специальные детекторы, например, Gold Detector GS 2532, Gold Detector WgD 00. Детекторы позволяют определять не только содержание золота в сплаве, но и отличать металлы - золото, серебро, платину, палладий, а также позволяют обнаруживать на металле наличие покрытия из золота.

5. Характеристика драгоценных металлов

5.1. Золото

       Золото — элемент 11 группы, шестого периода периодической системы химических элементов , с атомным номером 79. Обозначается символом Au. Простое вещество золото — благородный металл жёлтого цвета. Регистрационный номер CAS: 7440-57-5.        Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/смі.

5.2. Серебро

       Серебро — элемент 11 группы, пятого периода периодической системы химических элементов , с атомным номером 47. Обозначается символом Ag. Простое вещество серебро — ковкий, пластичный благородный металл серебристо-белого цвета. CAS-номер: 7440-22-4. Чистое серебро — довольно тяжёлый: плотность — 10,5 г/смі.

5.3. Платина

       Платина — химический элемент 10 группы, 6 периода периодической системы химических элементов , с атомным номером 78; блестящий благородный металл серебристо-белого цвета. Платина — один из самых тяжелых: плотность 21,09-21,45 г/смі.

6. Способ определения материала изделия в бытовых условиях.

       Для определения из какого вещества сделано изделие, надо узнать плотность этого вещества.

       Чтобы измерить плотность вещества, надо определить массу (m) и объем (V) изделия, и воспользоваться формулой: с=m/V.

       Чтобы измерить массу изделия, нужны достаточно чувствительные весы, с точностью два знака после запятой.

6.1 Как измерить объём тела?

       Для этого, надо вспомнить Закон Архимеда, который гласит: «на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называется силой Архимеда: Fa=сgV, где  — с плотность жидкости (газа), g — ускорение свободного падения, а V — объём погружённого тела.

       Повторим опыт Архимеда и определим, объем тела. Закон Архимеда гласит, что надо измерить объём вытесненной жидкости погруженной в эту жидкость тела.

6.2 Ход измерений:

Найти массу (mc) тела (ювелирного изделия); заполнить ванночку до края водой; найти массу (mw) ванночки заполненной водой до краев;  аккуратно убрать воду из ванночки; поместить тело (ювелирное изделие) в ванночку; заполнить ванночку с телом (ювелирным изделием) до края водой; найти массу (mсw) ванночки с водой и телом (ювелирным изделием). 

       После измерений надо вычислить объём тела по формуле:

где сw – плотность воды (для дистиллированной воды, она равна 0.99707 гр/см3 при 20єС ).

       Используя полученные результаты измерений, используя таблицу «Свойства сплавов» ГОСТ Р 51152-98 (Приложение 1), определяем материал по плотности измеряемого тела.

       Приводим результаты измерений, вычисления объема и плотности для металлического бруска.

Таблица «Брусок»

Тело	Емкость	Mc	Mcw	Mw	Объем	Плотность	Табличное значение плотности алюминия
Брусок	Малая	21,86	38,89	24,9	7,893681043	2,769303685	2,7

       Плотность бруска, вычисленная в ходе эксперимента равна 2,77. Табличное значение плотности алюминия 2,7. Вывод: материал бруска - алюминий.

       Результаты измерений и вычислений представлены в Приложении 2.

6.3 Рекомендации для проведения измерений:

Ванночка должна быть объемом сопоставимым с объемом измеряемого тела (изделия); ванночка (емкость) должна быть плоской и вертикальной, для обеспечения минимальной площади зеркала воды. Такая форма емкости позволить уменьшить погрешность измерения, возникающая из-за поверхностного натяжения воды; тело должно быть полностью погружено в воду; пузырьков воздуха не должно быть в воде и на поверхности тела; ванночка снаружи должна быть идеально сухой; температура воды должна быть примерно 20 єС; провести серию измерений и использовать среднее значение для выводов.

6.4 Погрешность измерений        

       Успех данного дела зависит от аккуратности проведения эксперимента. Критичным оказалось точно, до одинакового уровня, наполнять емкость водой, так как каждая капля воды сильно влияет на точность измерений.

       Что бы оценить погрешность измерений, мы взяли металлический брусок в форме параллелограмма, объем которого можно было узнать по формуле алгебры: V=a*b*c, где a - длина, b - ширина, c - высота. Измеренный объем нашего бруска V=8 мм3, а вычисленный V=7,89 мм3.

       Абсолютная погрешность измеряется по формуле , где и X – соответственно истинное и измеренное значения исследуемой величины, а относительная погрешность .

Тело	Емкость		Е
Брусок	Большая	0,74	9,23%
Средняя	0,50	6,34%
Малая	0,11	1,33%

       Можно сделать вывод: погрешность наших измерений в допустимых пределах.

Заключение

       Тема исследовательской работы выбрана не случайно. В нашем городе есть несколько баннеров, в которых известные ювелирные бренды предлагают золотые украшения по очень низкой цене. Невольно возникла мысль: как самим проверить наличие золота в таком украшении? В ходе реализации проекта, я считаю, что с достаточно хорошей точностью я могу ответить на поставленный вопрос.

       Было проведено много опытов, пока результаты стали достоверными. Опыт данного эксперимента мне пригодится на уроках физики и химии, при выполнении лабораторных работ.

       

       

Литература

«Анализ благородных металлов», М., 1955; «Пробоотбирание и анализ благородных металлов», М., 1968; Дронова надо знать оценщику ювелирных изделий. М.: Известия, 2007; Постановление Правительства Российской Федерации от 01.01.01 г. № 000 г. Москва О порядке опробования и клеймения изделий из драгоценных металлов; Мельниченко ювелирных товаров и товаров народного художественного промысла: Учебное пособие. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2002; «Про Федота - стрельца, удалого молодца», Леонид Филатов, Астрель, М:2011; Материалы сайта Wikipedia ГОСТ Р 51152-98

Приложение 1

ГОСТ Р 51152-98 «Сплавы на основе благородных металлов ювелирные»

Приложение 2

Результаты измерений

Таблица 1

Тело	Емкость	Mc	Mcw	Mcw-Mw	Mw	Объем	Плотность	Табличное значение
Брусок	Большая	21,86	133,9	112,04	119,28	7,261785356	3,010279006	2,7
Средняя	21,86	55,13	33,27	40,74	7,492477432	2,917593039	2,7
Малая	21,86	38,89	17,03	24,9	7,893681043	2,769303685	2,7

Вывод: материал тела - алюминий.

Таблица 2

Тело	Емкость	Mc	Mcw	Mcw-Mw	Mw	Объем	Плотность	Табличное значение
Цепь	Большая	13,92	132,02	118,1	119,28	1,183550652	11,76122034	12,85 - 14,76
Средняя	13,92	53,53	39,61	40,74	1,133400201	12,28162832	12,85 - 14,76
Малая	13,92	38,21	24,29	25,34	1,053159478	13,21737143	12,85 - 14,76

Вывод: материал тела - золото 585 пробы.

Таблица 3

Тело	Емкость	Mc	Mcw	Mcw-Mw	Mw	Объем	Плотность	Табличное значение
Монета 1	Большая	24	140,59	116,59	119,28	2,698094283	8,895167286	9,07 - 9,71
Средняя	24	62,16	38,16	40,74	2,58776329	9,274418605	9,07 - 9,71
Малая	24	46,79	22,79	25,34	2,557673019	9,383529412	9,07 - 9,71

Вывод: материал тела - серебро 600 пробы.

Таблица 4

Тело	Емкость	Mc	Mcw	Mcw-Mw	Mw	Объем	Плотность	Табличное значение
Монета 2	Большая	10,77	128,68	117,91	119,28	1,374122367	7,837729927	8,92
Средняя	10,77	50,18	39,41	40,74	1,334002006	8,073451128	8,92
Малая	10,77	34,83	24,06	25,34	1,283851555	8,388820312	8,92

Вывод: материал тела - медь.

Таблица 5

Тело	Емкость	Mc	Mcw	Mcw-Mw	Mw	Объем	Плотность	Табличное значение
Крест	Большая	5,57	124,32	118,75	119,28	0,531594784	10,47790566	11,24 - 11,74
Средняя	5,57	45,84	40,27	40,74	0,471414243	11,81551064	11,24 - 11,74
Малая	5,57	30,45	24,88	25,34	0,461384152	12,07236957	11,24 - 11,74

Вывод: материал тела - золото 375 пробы.