Рентгеноспектральный анализ.

Определение заключается в облучении объекта излучением рентгеновской трубки и регистрации вторичного характеристического излучения золота и др. драгоценных металлов в виде спектра. Определение содержания золота в пробе и др. драгоценных металлов проводится с использованием градуировочного графика, предварительно построенного по эталонам с известными содержаниями интересующих элементов металлов. Существуют портативные энергодисперсионные рентгенофлуоресцентные спектрометры.

Наиболее распространенным химическими методами (в количественном анализе) являются гравиметрический и титриметрический.

Один из гравиметрических методов:

Муфельный метод - наиболее точный метод для опробования драгоценных металлов. Упрощенно этот метод называют горячим анализом и применяют его только в химических лабораториях. Существует несколько способов взятия проб от испытуемого металла. Наиболее часто применяется проба от слитков и тигельная.

Пробу от слитков берут либо сверлением, либо вырубанием.

Тигельную, или горошковую, пробу берут непосредственно из тигля от расплавленного и хорошо перемешанного металла. Взятую таким образом пробу жидкого сплава отливают в изложницу или дробят отливкой в воду.

Для выполнения анализа на содержание драгоценных металлов пользуются муфельными и тигельными печами, тиглями, щеберами (плоскими блюдечками из огнеупорных материалов), капелями (чашечками из костяной муки и цемента) и др.

Пробирный анализ на содержание золота, серебра и платиновых металлов состоит в сплавлении испытуемого вещества (пробы) с флюсами, содержащими металлический свинец или глет (двуокись свинца) с восстановителем. Расплавленный свинец смачивает частицы благородных металлов и образует с ними сплав, называемый веркблеем, который плотно объединяет все металлические зерна. Остальные компоненты с флюсами образуют легкоплавкий шлак. Веркблей отделяется от шлака и обрабатывается купелированием.

Сущность купелирования состоит в отделении окислов металлов от драгоценных металлов, основанном на избирательном смачивании капели окислами вещества. Окислы всасываются пористой массой капели, а металлы остаются на ее поверхности.

Полученный при купелировании "королек" в относительно редких случаях состоит только из одного драгоценного металла (чисто золотой, серебряный и платиновый). Чаще он представляет собой сплав этих металлов, обычно золота с серебром. Для разделения на составляющие компоненты "королек" расковывают, прокатывают в тонкую ленту и растворяют (разваривают) в кислотах. Разделение золота и серебра азотной кислотой основано на том, что последняя количественно растворяет серебро, не действуя на золото, если содержание его в сплаве превышает содержание золота примерно в три раза. Однако при разваривай в кислоте следует избегать распадения золота с образованием мелких частиц. Также следует обеспечить полное растворение серебра. То и другое достигается получением сплава золота и серебра в требуемых соотношениях путем квартования, т. е. сплавления золота с серебром в отношении, отвечающем условиям полного разделения полученного сплава кислотой.

Навеску для анализа золотого сплава муфельным путем берут массой около 250 мг, добавляют необходимое количество чистого серебра с тем, чтобы отношение серебра к золоту в "корольке" было равно 2,5:1. Золотую "корточку", полученную после разварки "королька" в кислоте, взвешивают на пробирных весах, и полученную массу, ыраженную в миллиграммах, умножают на 4. Результат является пробой анализируемого сплава.

Серебро, применяемое для квартования, проверяют на содержание золота. Свинец, употребляемый при купелировании - на содержание в нем золота и серебра. Если золото обнаружено в квартовочном серебре, такое серебро не может применяться для анализов, а если золото и серебро обнаружено в свинце, то при подсчете результатов анализа необходимо сделать соответствующую поправку.

При определении серебра в изделиях и сплавах муфельным путем также берут навеску массой около 250 мг и купелируют. Полученный при этом "королек" взвешивают на пробирных весах, и массу, выраженную в миллиграммах, умножают на 4. Полученный результат является пробой анализируемого сплава

Пробирный анализ издавна является эталонным для определения содержаний благородных металлов, поскольку:

- на анализ отбираются аналитические навески большой массы (25, 50, 100г)

- это прямой метод определения содержаний благородных металлов, при котором содержания определяются не по градуировочным зависимостям, а взвешиванием реально выплавленных из пробы корольков благородных металлов.

Точность определения пробирным методом до 0,00002%. - для золота при весовом определении, 0,000005% - для золота при атомно-абсорбционном.

Недостатком метода является длительность его определения, по сравнению с титриметрическим. Чаще всего гравиметрический метод применяют для определения основных компонентов пробы, для анализа эталонов, применяемых в других методах, в арбитражном анализе.

В физико-химических методах анализа практическое значение имеют электрохимические методы: потенциометрия и кулонометрия, которые позволяют определить состав объекта при измерении проводимости, потенциалов и других физико-химических свойств растворов.

Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости электродвижущей силы (ЭДС) электрохимической цепи от активности (концентрации) анализируемого иона. Для потенциометрических измерений применяют электрохимические цепи, содержащие два электрода: индикаторный и электрод сравнения.

Метод потенциометрического титрования основан на определении точки эквивалентности по резкому изменению в ней ЭДС электрохимической цепи, содержащей индикаторный электрод. Как следует из основного уравнения потенциометрии, при резком изменении концентрации иона в точке эквивалентности происходит и резкое изменение ЭДС.

Кулонометрия - электрохимический метод анализа, который основан на, измерении количества электричества (кулонов), затраченного на электроокисление или восстановление анализируемого вещества. Кулонометрическое титрование основано на электрохимическом получении титранта (электрогенерировании титранта) с последующей реакцией его с анализируемым веществом. Например: кулонометрический метод титрования золота электрогенерированным железом с применением автоматического потенциометра. Электродную пару образуют платиновый электрод и вольфрамовый электрод сравнения (ГОСТ 12562.1-82).

Кулонометрический метод позволяет определять очень небольшое содержание вещества с высокой точностью (0,1 – 0,05%). Он не требует предварительной градуировки измерительных приборов по концентрации или построения градуировочных графиков, а также может быть легко автоматизирован.

Более точные разрушающие методы анализа драгоценных металлов, позволяющие определять малые концентрации драгметаллов:

Атомно-абсорбционный анализ

ГОСТ 27973.3-88

метод определения содержания примесей: серебра, меди, железа, платины, палладия, родия, висмута, свинца, сурьмы, цинка, марганца, никеля и хрома в золоте с массовой долей золота не менее 99,9 %.

Метод основан на испарении и атомизации раствора пробы в пламени газовой горелки или нагреваемой графитовой печи и измерении атомного поглощения резонансных линий определяемых элементов. Связь величины поглощения с концентрацией элемента в растворе устанавливают с помощью градуировочного графика

Метод атомно-эмиссионного анализа с индукционной плазмой

ГОСТ 27973.2-88

атомно-эмиссионный (с индукционной высокочастотной плазмой) метод определения содержания примесей: серебра, меди, железа, платины, палладия, родия, висмута, свинца, сурьмы, цинка, марганца, никеля, хрома и олова в золоте с массовой долей золота не менее 99,9 %.

Метод основан на возбуждении атомов пробы в индукционной высокочастотной плазме и измерении интенсивности аналитической спектральной линии определяемого элемента при распылении раствора анализируемой пробы в плазму. Связь интенсивности линии с концентрацией элемента в растворе устанавливают с помощью градуировочного графика

ГОСТ 27973.1-88. Атомно-эмиссионный метод определения примесей в образцах произвольной формы.

Метод основан на испарении и возбуждении атомов пробы в дуговом или искровом разряде, фотографической регистрации спектра с последующим измерением интенсивности спектральных линий определяемых элементов. Связь интенсивности линии с содержанием элемента в пробе устанавливают с помощью градуировочного графика по стандартным образцам.