Геммологи иногда измеряют плотность или удельный вес драгоценных камней, чтобы помочь в идентификации драгоценных камней. Изучите основы этого свойства и способы его проверки.
Что такое плотность?
На случай, если вы забыли школьную науку, плотность относится к тому, сколько массы предмета приходится на единицу объема. Или думайте о плотности как о «компактности» предмета. Например, растительное масло менее густое, чем уксус. Таким образом, масло всплывает поверх уксуса и специй, когда отделяется заправка для салата.
Плотность или удельный вес драгоценных камней — это объемные свойства, не зависящие от направления и обычно однородные в массе материала. В идеальных условиях два драгоценных камня одного и того же имеют одинаковую плотность. Однако природа редко обязывает. В реальном мире плотность минералов сильно варьируется, даже в пределах одного , из-за , и . Тем не менее, плотность является полезным параметром при идентификации драгоценных камней. Следовательно, вы должны понимать эти переменные факторы.
Удельный вес — это при 4° C. Таким образом, удельный вес, равный 3, означает, что при 4 ° C один кубический сантиметр рассматриваемого материала весит в 3 раза больше, чем один кубический сантиметр воды.
Что определяет плотность драгоценных камней?
Плотность соединения зависит от нескольких факторов, включая и . Для примера рассмотрим и графит. Оба являются кристаллическими формами элемента углерода (C). Поскольку структура алмаза плотно упаковывает атомы углерода, его плотность составляет 3,5. Графит имеет гораздо более рыхлую, открытую структуру. Таким образом, его плотность составляет всего 2,2.
Плотность минералов в может линейно меняться в зависимости от изменения состава. Эффект химического замещения можно довольно наглядно увидеть на примере карбонатных минералов и . Арагонит имеет CaCO3 и удельный вес 2,95. Церуссит имеет ту же кристаллическую структуру, что и арагонит. Однако по химическому составу он состоит из PbCO3 и имеет удельный вес 6,55! Это ясно показывает роль свинца (Pb) в сравнении с кальцием (Ca) в структуре.
Как измерить плотность драгоценных камней
Геммологи обычно измеряют удельный вес с помощью . Они готовят жидкость, такую как смесь бромоформа и толуола, для получения определенного значения плотности. Когда неизвестный материал опускают в жидкость, он может утонуть, всплыть или остаться подвешенным на месте. Если материал тонет, он имеет большую плотность, чем жидкость. Если они плавают, значит, их плотность меньше, чем у жидкости. Если они остаются взвешенными на одном уровне, они имеют ту же плотность, что и жидкость. Вы можете проводить очень точные измерения удельного веса, изменяя плотность столба жидкости при изменении температуры. Кроме того, вы можете приостановить действие стандартов плотности в колонке.
В качестве альтернативного метода вы можете использовать так называемые крутильные весы, такие как или весы Бермана. Сначала взвесьте образец на воздухе. Затем взвесьте его во взвешенном состоянии в жидкости, такой как вода или толуол. Вы можете довольно точно измерить вес в обеих средах, иногда указывая удельный вес с точностью до двух знаков после запятой.
Что может повлиять на измерения плотности?
Наличие примесей внутри кристаллов представляет собой серьезную проблему для всех измерений плотности драгоценных камней. Эти примеси вряд ли когда-либо имеют тот же удельный вес, что и исходный материал. В результате они могут ограничить полезность тестирования удельного веса для .
Поверхностное натяжение может также приводить к «всплыванию» зерен минерала как в тяжелых жидкостях, так и в торсионных весах. Это приводит к ошибочным измерениям удельного веса.
Точное измерение плотности предполагает абсолютную чистоту, тщательную подготовку образцов, точный контроль температуры и повторные измерения.
