Золото (Au): особенности сплавов и характеристики проб

Золото (Au) — один из восьми благородных металлов вместе с серебром, платиной и палладием. Люди добывают его с незапамятных времён. Ярко-желтый мягкий металл с сильным блеском, не подверженный коррозии, считается лучшим материалом для ювелирных изделий. Первые золотые украшения датируются III тысячелетием до н. э., они были найдены в Египте в гробнице королевы Зе. Со временем драгоценный металл начал выполнять функции денег, играя огромную роль в мировой экономике. В нашей статье мы рассказываем о сплавах и пробах золота, разбираемся, от чего зависит цвет и оттенок металла, объясняем, как распознать фальшивое золотое изделие.

Золото и лигатуры

Физико-химические свойства

Золото, или «аурум» (лат. aurum — «свет восходящего солнца», «сияющий рассвет»)— единственный металл ярко-желтого цвета. Обладает сильным блеском, отличается самой высокой пластичностью и ковкостью из всех драгоценных металлов. Режется даже ножом, расплющивается в тончайшие листики, его называют «сусальным».

Обладает сильным блеском, а также хорошей тепло- и электропроводностью.

Плотность золота 19,32; температура плавления 1063°С; твердость по Бринеллю 20 (по Моосу 2,5). В таблице Менделеева занимает атомный номер 79, атомная масса элемента — 196,9665 г/молль.

Золото обладает высокой химической стойкостью: ни кислород, ни сера на него не действуют даже при нагревании; устойчиво к воздействию влаги; не реагирует с кислотами, щелочами, солями.

Растворяется в смесях кислот: соляной и азотной в соотношении 3:1 («царская водка»); серной и марганцовой; серной и азотной, а также в горячей селеновой кислоте. Растворяется также в водных растворах цианистых металлов в присутствии кислорода или других окислителей, в растворах тиомочевины в присутствии окислителя. Вступает золото в реакцию и с растворами хлора — даже обычная хлорированная вода плавательного бассейна при продолжительном контакте может вызвать потерю металла.

Золото легко соединяется с ртутью, образуя амальгаму. Вступает в реакцию с хлором, бромом и йодом.

В природе золото обычно встречается в виде песчинок или чешуек в кварцевых золотоносных жилах или горных породах, известно 15 золотосодержащих минералов.

Месторождение считается промышленным, если содержание золота в породе превышает 2 грамма на тонну. Самородком принято считать металлические обособления, превышающие 1 грамм, хотя в Большой советской энциклопедии или названы зерна массой от 5 граммов.

Золото никогда не бывает в чистом виде, в нем всегда присутствуют примеси. Сплавы высокой чистоты получают путем аффинажа (очистки, рафинирования) с помощью химических реакций. Аффинированное золото выпускается в слитках различной массы. Степень чистоты может достигать 99,9999%.

Рецепты сплавов

Благодаря своему сильному блеску золото с давних времен служило материалом для создания ювелирных изделий. Само по себе оно является довольно мягким металлом, поэтому для придания изделиям долговечности и прочности, в золотой сплав добавляют другие цветные или благородные металлы. В металлургии добавки, улучшающие качественные показатели сплава, называют «лигатурой» (лат. «связь»).

В состав золотых сплавов могут входить: серебро, медь, палладий, никель, платина, кадмий и цинк. Каждый из этих компонентов по-своему влияет на свойства сплава и даже его цвет.

Рецептура сплавов, применяемых в ювелирном деле в большинстве европейских стран, в качестве основной лигатуры использует серебро. В странах бывшего СССР основной добавкой к золоту была медь. Поэтому европейское золото обладает желтым цветом, а украшения постсоветских республик отличаются фирменным красноватым оттенком. При этом советское золото считается более прочным.

Серебро придает золотому сплаву мягкость, ковкость, понижает температуру плавления и изменяет цвет золота. По мере добавления серебра цвет сплава зеленеет, переходя в желто-зеленый. При содержании серебра более 30% цвет становится желто-белым и бледнеет по мере увеличения количества  серебра. При содержании в сплаве 65% серебра цвет сплава становится белым.

Медь повышает твердость золотого сплава, сохраняя ковкость и тягучесть. Сплав приобретает красноватый оттенок, усиливающийся по мере повышения содержания меди. При содержании 14,6 % меди сплав становится ярко-красным. В то же время медь понижает антикоррозийные свойства сплава.

Палладий повышает температуру плавления золотого сплава и изменяет его цвет. При содержании в сплаве 10% палладия сплав окрашивается в белый цвет. Пластичность и ковкость сплава сохраняются.

Платина окрашивает золотой сплав в белый цвет даже интенсивнее палладия. Желтизна теряется уже при содержании 8,4% платины в сплаве. Резко повышается температура плавления сплава. При повышении содержания платины до 20% увеличивается упругость сплава.

Никель изменяет цвет сплава в бледно-желтый, повышает твердость. Содержание никеля повышает текучесть расплава, то есть улучшает литейные качества.

Кадмий в составе сплава резко понижает температуру плавления, но сохраняет ковкость и пластичность сплава.

Цинк резко понижает температуру плавления, повышает текучесть, придает сплаву хрупкость и зеленоватый оттенок.

Кадмий и цинк в основном используются в основном для создания припоев.

Для маркировки компонентов золотых сплавов введены буквенные обозначения: Зл — золото, Ср — серебро, М — медь, Пд — палладий, Пл — платина, Н — никель, Кд — кадмий, Ц — цинк. Содержание компонентов определяется цифрой, которая может отображать как тысячные доли, так и процент в сплаве.

Весовое процентное содержание металлов в сплаве

Цвета и оттенки

Золотые сплавы могут иметь различные цвета и оттенки в зависимости от добавочных металлов. Сплавы одного цвета могут иметь различное процентное содержание золота и лигатуру.

Жёлтый цвет дает традиционный сплав золота и серебра с минимальным добавлением меди. Красивым желтым цветом обладает сплав 750-й пробы. Такой металл пластичен и мягок, не поддаётся коррозии. В нынешнее время из него чаще всего делаются украшения.

Красный оттенок золота – это эффект добавления меди. Такой сплав должен иметь не меньше 50% содержание чистого золота, поскольку в противном случае медь начинает вступать в реакцию и окисляться, в результате изделие потемнеет или покрывается пятнами. В золото добавляют серебро и медь, которой должно быть больше в два раза.

«Белое золото» получается в результате добавление в сплав серебра, палладия, платины, никеля и цинка. Оно обладает очень высокими антикоррозионными свойствами и чаще всего используется для изготовления украшений с бриллиантами.

В постсоветских странах «белое золото» чаще всего производят с использованием никеля в качестве лигатуры, чтобы максимально удешевить его стоимость. Определить его можно по желтоватому оттенку. Никель является очень аллергенным металлом, поэтому для защиты кожи ювелирные изделия часто родируются — покрываются родием.

Во многих странах никель запрещено использовать при производстве ювелирных изделий. Используется палладий, который придаёт «белому золоту» тёмно-серый оттенок. Для достижения оптимальной твёрдости сплава и сохранения возможности работы с ним ювелирам, процентное содержание палладия в сплаве не должно превышать 18%.

«Белое золото» можно отличить от платины с помощью «царской водки», которая вступает с ним в реакцию.

Зеленое золото в древности было известно как «электрум». Такой оттенок ему придает серебро. Подобный сплав получается при сочетании золота и серебра в пропорции 2:1 и добавлении помимо серебра кадмия и меди. Золото в этом случае должно составлять 75%.

Серое золото получается при смешении 30 долей золота, две стали и восемь серебра. Возможно и соотношение 4 – золото и 1 – сталь.

Синее золото — необходимо 3 доли чистого золота и одна часть стали. Процентное содержание обоих составляющих может варьироваться, давая разные оттенки.

Фиолетовое золото – сигнализирует о содержании алюминия в сплаве. Он повышает ковкость металла и добавляет поверхности блеска.

Сплавы и пробы золота

Содержание серебра или золота в сплаве, то есть его чистота, называется «пробой«.

В большинстве стран, в том числе Украине и России, принята метрическая систе­ма проб.  Число, которым выражается проба, показывает сколько граммов драгметалла находится в 1000 граммах изделия или сплава. Чистому металлу соответствует 1000-я проба.

Например, 585-я проба золота означает, что 1000 граммах сплава содержится 585 г золота (58,5%) и 415 г других металлов (41,5%).

В США, Великобритании и Швейцарии принята каратная система проб. Проба золота вычисляется, исходя из 24 частей. Чистое золото в каратной системе — это 24 карата. Эта цифра соответствуют 999-й метрической пробе (1000-й пробы золота не существует, поскольку невозможно добиться такой чистоты сплава невозможно).

Проба 18 карат означает присутствие 18 частей золота в 24 частях сплава (сплав с 75% золота). 12-каратное золото — это 12 частей золота и 12 частей другого металла на 24 части сплава.

Чем выше чистота металла, тем больше у него показатель плотности, и соответственно, вес.

Проба — это не только содержание драгоценного металла в сплаве, но и государственное клей­мо. Государственное пробирное клеймо является государственных гарантийным знаком, что содержание драгоценных металлов в изделии не ниже указанного на оттиске клейма.

В Советском Союзе ГОСТы предусматривали 40 золотых сплавов восемнадцати проб. Для производства ювелирных изделий использовались сплавы пяти проб: 375, 583, 585, 750 и 958. За рубежом традиционно используют 333-ю.

999 проба

Чистое золото — понятие условное, для этого металла эталонной считается 999-я проба. В таком сплаве 99,9% золота, иногда — 99,99%.

Сверхчистый сплав не используется ювелирами, разве что в виде вставок. 999 проба идет исключительно на производство монет и банковских слитков.

Хотя золотые монеты больше не являются средством платежа, их выпуск не прекращается. Монетные дворы многих стран чеканят из чистого золота инвестиционные и памятные монеты.

958 проба

Сплав золота 958-й пробы, кроме золота, в своем составе имеет серебро и медь (обычно про 2%), поэтому имеет ярко-желтый цвет, близкий к цвету чистого золота. Сплав очень мягкий, поэтому на изделиях быстро появляются царапины и сколы. Недолго держится полировка.

Используется в основном для изготовления обручальных колец, но в целом для ювелирной промышленности 958-й сплав является редкостью.

В марках трехкомпонентных золотосеребряномедных сплавов цифровой шифр ставится только для золота и серебра. Например, марка ЗлСрМ958-20 означает золотой сплав 958-й пробы, в котором, кроме золота, присутствует 2% серебра, остальное — медь (2,2 %).

 750 проба

Сплавы 750-й пробы (75% золота) считаются высокопробными, и в Европе они самые распространенные. Например, в Швейцарии вообще запрещено продавать изделия из сплавов ниже 750-й пробы.

Хотя 750-я проба уступает по прочности 585-й, ювелиры отдают ей предпочтение, поскольку такой сплав лучше обрабатывается, обладая прекрасной ковкостью и текучестью. Такие свойства позволяют создавать более изящные, качественные и сложные изделия, например, плетения из проволоки или рельефную выколотку. Все сплавы выше 750 пробы не тускнеют на воздухе.

Кроме золота (75%), в состав могут входить серебро, медь, палладий, никель и цинк. Если ювелирное изделие из такого сплава украшается цветной эмалью, меди в нем должно быть не больше 16%. Ее избыток делает эмаль тусклой, кроме того, такой сплав золота со временем темнеет.

Если в золоте 750-й пробы 10% меди и 15% серебра, оно приобретает светло-желтый оттенок, а если 12,5% меди и 12,5% серебра — ярко-желтый. Зеленый цвет сплава дает 25% серебра, а красный — 21% меди и 4% серебра.

«Белое золото» получится при добавлении в сплав 5% серебра и 20% палладия, или 7,5-16,5% никеля, 2-5% цинка и до 15% меди.

Если изделие из «белого золота» 750-й пробы покрыть родием, оно приобретет голубоватое сияние и станет прочнее.

Если ювелирное изделие из такого сплава украшается цветной эмалью, меди в нем не должно быть больше 16%. Ее избыток делает эмаль тусклой, кроме того, такой сплав золота со временем темнеет.

В двухкомпонентных золотосеребряных сплавах 750-й пробы в маркировке указывается содержание и золота, и серебра. Например, шифр ЗлСр750-187 читается так: золота — 750 долей (75%) и серебра — 187 долей (18,7%).

В сплавах с содержанием платины, палладия и никеля в цифровом шифре указывается процентное содержание всех компонентов, кроме золота. Марка ЗлМНЦ15-7,5-2,5 означает золотой сплав 750-й пробы, в котором меди — 15%, никеля — 7,5% и цинка — 2,5 %.

585 проба

В России и Украине наиболее распространен сплав золота 585-й пробы. Это своеобразный «золотой стандарт» ювелирной промышленности постсоветских стран.

Сплав содержал 58,5% золота и различные примеси, среди которых медь, палладий, серебро и никель. Наиболее распространены трехкомпонентные и более сплавы.

585-я проба была введена в СССР в 1990 году взамен 583-й пробы, которая чуть-чуть не дотягивала до мирового стандарта в 14 карат. Из нее в частности, изготавливали Орден Отечественной войны I степени — первую государственную награду СССР времен Второй мировой войны, учрежденную 20 мая 1942 года.

Сплавы 585-й пробы имеют хорошую паяемость, высокую прочность и широко применяются при изготовлении ювелирных изделий.

Если в 585-м сплаве содержится 36% серебра и 5,7% меди, то он имеет зелёный оттенок. При 18,3% серебра и 23,4% меди — розовый; при 8,3% серебра и 33,4% меди — красноватый.

«Белое золото» получится, если к 58,5% золота добавить 17% никеля, 8,9% цинка и 16% меди, или 23,7-28,7% серебра и 13-18% палладия.

В золотомедных сплавах цифровой шифр в маркировке указывается только для золота. В трехкомпонентных сплавах указывается содержание золота и серебра. Например, марка золота ЗлСрМ585-200 означает содержание золота 58,5% (585 проба), серебра — 200 долей (20%), остальное — медь.

500 проба

Изделия из 500-й пробы на 50% состоят из чистого драгоценного металла.

Такой сплав не любят использовать ювелиры, поскольку он обладает плохой литейной способностью.

Оттенок  сплава зависит от содержания серебра и меди.

375 проба

Сплавы золота ниже 375-й пробы (37,5% золота) принято считать низкопробными. Лигатурой обычно выступает серебро (2-17%), медь (от 48,7% ) и палладий (3,8%).

Как правило, 375-й сплав используется для изготовления колец несложных форм, в частности, обручальных.

Ювелирные украшения имеют красноватый приглушенный цвет и обладают особой прочностью. Склонны к потускнению из-за высокого количества меди.

333 проба

Сплав золота 333-й пробы (33,3%) часто называют «немецким золотом», поскольку эта проба очень популярна в Германии.

В 1929-1948 гг. ювелирная 333 проба золота широко применялась в Чехии. В качестве лигатуры использовали бронзу.

В нынешнее время для создания сплава используют различные сочетание серебра (от 9,5% до 53,4%) и меди (от 13,4% до 57,2%).

900 и 917 проба

Отдельно стоит остановиться на сплавах 900-й и 917-й пробы. Они предназначены не для ювелирной промышленности, а нумизматики.

Американские монеты с 1838 по 1933 год делались из 90% золота и легированной 10% меди, британские и большинство европейских — 917-й пробы.

Трехрублевые, пятирублевые и десятирублевые монеты Российской империи — от начала правления Елизаветы (1741-1762) до окончания царствования Александра II (1854-1881) — также выпускали из сплава 917 пробы.

При Александре III в 1885 году содержание золота в монетах понизили на 3,1% до 900 пробы. Золотые монеты Николая II (1868-1918) — последнего российского царя из династии Романовых, убитого большевиками, также были 900 пробы. Ее же сохранили и первые золотые монеты Советского Союза.

Поскольку на монеты не ставилось клеймо с пробой, найти 917-ю пробу просто нереально. Проще встретить западное изделие с обозначением в каратах «22K» или иностранное изделие с метрической пробой 916.

950 проба

Золото 950-й пробы в Украине, России и других постсоветских странах в ювелирной промышленности не используется. Чаще с такой пробой можно встретить изделие из палладия. В Советском Союзе 950 проба предназначалось для выпуска наград.

Например, медали «Золотая Звезда», которая вручалась Героям Советского Союза. Вес медали без колодки — 21,5 грамма. Всего было произведено 12 777 награждений.

Золотая медаль «Серп и Молот» для Героя Социалистического Труда также выполнена из золота 950 пробы, вес без колодки — 15,25 грамма. Было награждено 20 605 человек.

Сплав золота этой пробы шел и на орден Ленина III типа (№2 695-13 378). Весит 33,6 г, из них золото — 28,6 г. Орден Ленина I тип изготавливался из серебра 925-й пробы, II тип — из золота 750 (650)-й пробы.

Орден Нахимова I степени также изготавливали из золота 950 пробы (II степени — из серебра 925 пробы). Выпуклая пятиконечная рубиновая звезда весит 57 г, из них золото — 29,45 г. Орден Нахимова — одна из самых редких советских наград. Всего было произведено 551 награждение, при этом Орденом Нахимова I степени — 82.

Из 950 пробы и Орден Боевой Славы I степени (II и III — серебряные). Общий вес ордена — 30,41 г, золотого содержания — 28,6 г. К 1978 году насчитывалось 2 562 кавалеров ордена Славы I степени.

Кроме того, в бывшем СССР золото 950 пробы в 1960-70-х гг использовалось для производства единичных ювелирных украшений, в основном колец. Также шло на изготовлении сусальных листов. Сплав золота 950 пробы содержит 95% золота, 3% меди и 2% серебра.

Как определить фальшивку

Существуют несколько простых способов проверить золотое изделие (даже с клеймами), которое внушает сомнение.

В старину золото пробовали на зуб. Поскольку металл мягкий, от прикуса оставался след.

Самый простой современный способ — магнит. Если изделие прилипает – не золото.

Если провести по стеклу золотым предметом, на нем не останется следа, так как золото мягче стекла.

На необожженной керамической плитке от золота останется тонкий золотистый след, от других металлов линии будут серого или черного цвета.

Подозрительное изделие на некоторое время можно поместить в уксус. Настоящее золото не изменит внешнего вида.

Если капнуть йодом на высокопробное золото, оно не изменит цвета. На низкопробном оставит видимые пятна.

Наиболее точный и верный способ определить золото среди других металлов — воспользоваться химическими реактивами — растворами кислот, смесей кислот или растворами солей.

Действие всех кислотных реактивов однотипно: фальшивое золото получает «ожог» разной интенсивности в зависимости от плотности кислот. На простых металлах появляются штрихи и пузырьки, сплавы из меди приобретают зеленоватую окраску.

Лучше всего иметь под рукой химически чистую азотную кислоту. Она разъедает всё, кроме золота, поэтому подделка будет испорчена. На золотых сплавах ниже 500-й пробы металл под каплей реактива начинает выделять пузырьки и шипеть. Чем ниже проба, тем интенсивнее выделение и шипение. Цвет реакции азотной кислоты покажет:

  • зелёный цвет пены – не драгоценный металл;
  • молочный оттенок — позолоченное серебро высокой пробы;
  • нейтральная реакция, без изменений цвета – золото.

Еще одним универсальным маркером является «хлорное золото«. Этим реактивом можно не только проверять подлинность, но по цвету и интенсивности окисления определять пробу золота.

«Хлорное золото» является раствором золотохлористоводородной кислоты. Для приготовления реактива на 583-ю и 585-ю пробы необходимо растворить 37,6 г золотохлористоводородной кислоты в 1000 мл дистиллированной воды. На этот объем реактива
будет затрачено 18 г металлического золота — «чистоты».

Золотохлористоводородную кислоту получают растворением металлического золота в смеси соляной и азотной кислот (4 части HCL плотностью 1,19 и 1 часть HN03 плотностью 1,40).
Раствор выпаривают до начала кристаллизации, полученный остаток и будет исходным продуктом.

Кислоты окажутся бесполезны, если проверять придется предмет, изготовленный из сплава на основе меди, и покрытый сверху пленкой золота, толщиной не менее 8 мкм (1 мкм — 1/1000 мм).

Опознать такую подделку можно лишь с помощью надпила на поверхности, который удалит маскировочную позолоту и позволит химическим реактивам вступить в реакцию с металлом внутри.

Читать еще

Leave a Comment

7 − 6 =