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在合金 中估算百分比金(Au) :“湿法金(Au) 技术”仅适用于一种合金元素……而你必须知道该元素是什么

乡亲们

“湿法金(Au) ”技术是一种估算金(Au) 中金(Au) 所占百分比的简便方法合金 。该技术间接测量合金 的密度 。根据合金 的密度 ,可利用与“铟焊料密度 计算器”中类似的公式,确定金(Au) 所占的百分比。

我在之前的博文中解释过这种方法的原理。简而言之,先称量一份金(Au) 合金 的样品;假设其重量为100克。然后,将样品悬浮在水中并再次称量(因此称为“湿重”金(Au))。此时的湿重可能是94.1克。 样品在水中的重量会减轻,因为水对其施加的浮力等于被排开的水的体积所对应的重量。将干重与湿重之间的差值除以水的密度 ,即可得到合金 的体积。由于已知合金 的重量(质量)和体积,因此可以计算出合金的密度 。 在上述情况下,密度 即为 100/(100-94.1) = 16.95g/cm³。此方法需要使用那种用于称量鱼类重量的悬挂式天平。我们将此方法称为“湿法金(Au) 技术 I”。

该方法的一种变体(湿法金(Au) 技术II)使用实验室级天平。如下图所示,这种第二种方法常被用于实地测量金(Au) 硅酸盐矿石中金(Au) 的含量百分比。

一块粗糙的石英岩,其表面可见金(Au) 的条纹,置于木质基底上。

图1. “湿法金(Au) 技术II”常被用于实地测量金(Au) 硅酸盐矿石中金(Au) 的含量百分比。

需要特别注意的是,“湿法金(Au) ”技术只有在您知道与金(Au) 混合的金属或矿物时才能奏效,且该技术仅适用于一种合金金属或矿物。

这些年来,当人们就这一技术给我写信时,我常常有种强烈的感觉:他们并不清楚与金(Au) 合金化的元素是什么,也不了解金(Au) 可能含有不止一种合金元素。他们经常使用一些方程式,却不理解其推导过程,这些方程式假设了某种合金元素,例如铜(在金(Au) 首饰合金中很常见)或银。但他们在使用这些方程式时,并不知道自己样本中的合金 元素究竟是什么。 以下是一个例子:

肖恩写道:

我们使用以下公式来计算合金 中金(Au) 的百分比:湿重/干重×(2307.454 – 2088.136)。你能解释一下这个公式的计算原理吗?

如前所述,“湿法金(Au) 技术”仅适用于一种合金元素。要推导出肖恩所用的公式,必须先确定该元素是什么。经过反复试验,我确定该合金元素是银。我推导出了如图II所示的方程。我的结果与肖恩所用的结果接近,但略微更准确一些,这很可能是由于四舍五入误差所致。

采用手写风格的方程,利用密度 和重量,计算合金 中的金(Au) 百分比。

图2.推导含银金(Au) 合金的湿金(Au) 方程的计算过程。方程3可用于任何合金元素,但必须知道该元素的密度 。

要推导出其他合金元素的方程式,只需在上述方程式3中,将银的化学价(密度 )替换为该合金元素的化学价(密度 )即可。

然而,最关键的是你要知道该合金元素是什么,并且只能有一种合金元素。为了说明不知道合金元素会带来什么问题,请考虑以下情况。 你测得合金 的密度 为12.2g/cm³,并假设该合金元素是铜。根据肖恩(Shawn)使用的公式,你会得出该样品中金(Au) 的含量为50%。然而,如果该合金元素实际上是银,则样品中金(Au) 的含量仅为30%,两者存在显著差异。

干杯

罗恩博士