Пятница
02.12.2016
21:00
Категории каталога
информатика [0]
физика [0]
математика [0]
другие предметы [1]
Форма входа
Поиск
Статистика посещений
Нижний Новгород Online
Проголосуй за наш сайт

Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0
Сопутствующие сайты
Наши сайты: Наши странички на других сайтах: Наши соседи:
Наш опрос
Что заставляет вас учиться?
Всего ответов: 1373
Мини-чат
200
Моим ученикам
Главная » Статьи » доклады, рефераты и др. » другие предметы

Ювелирное дело глазами химика
скачать
Ювелирное искусство немыслимо без знания химии. Это одна из основ профессии ювелира. В процессе работы мастер постоянно сталкивается с необходимостью использования того или иного химического вещества или состава. Металл-это не что иное, как химический элемент (Au, Cu, Ag и т.д.) и здесь очень важно знать как тот или иной металл взаимодействует с различными кислотами и щелочами, тем более что в работе практически ни когда не используются металлы в чистом виде. В основном- это сплавы .Например красное золото 585 пробы представляет из себя сплав золота и меди в пропорции : Au- 58.5% и Сu- 41.5%.Так-же знание химии необходимо для основных приёмов ювелирного дела: гальванических покрытий, оксидирования, травления а так-же пайки и отбеливания. Эти процессы выполняются в специальных ваннах из заранее приготовленных химических растворов. Незнание химии может привести к весьма плачевным результатам. Любая оплошность или ошибка может отразиться как на личной безопасности, так и на качестве создаваемого изделия. Представьте себе, стоит опустить работу в неправильно приготовленный раствор - и нет больше работы… Рассмотрим основные используемые металлы и их сплавы. Итак самым распространённым считается золото. Основные свойства Начинать разговор о золоте лучше всего со свойств этого металла и только потом переходить к тому, как эти свойства используются человеком. Золото интересно тем, что в его характеристиках весьма часто употребляется слово "очень”, но редко "самый”, так как до "самого” этому металлу почти всегда немного не хватает. Оно очень тяжелое, но платина все-таки тяжелее. Плотность золота 19,32 г/см3 . Это значит, что золотой шар диаметром всего лишь 46 мм будет иметь массу, равную 1 кг. Здесь мы указали плотность химически чистого золота, но, поскольку в природе такое не встречается, его "естественная” плотность в зависимости от количества примесей может составлять от 15-16 до 18-19 г/см3. Золото очень мягкий металл (и опять-таки не самый мягкий, свинец и олово, например, еще мягче). Чистое золото царапается ногтем. Мягкость всегда делала золото очень удобным для обработки материалом. Золото очень ковко и тягуче, что, конечно, является результатом его мягкости. Однако ковкость и тягучесть золота принято рассматривать отдельно, поскольку благодаря этим свойствам оно обладает такими возможностями для его обработки, которые могут поразить даже весьма осведомленного человека. Золото можно расковать до такой малой толщины, что оно станет на просвет зеленого цвета. Толщина такого золотого листка составляет 1 мкм (0,001 мм). 1 г золота можно превратить в проволоку длиной более 300 м, а одним килограммом золотой фольги можно покрыть поверхность площадью 530 м2. . Температура плавления золота 1063 ОС, оно обладает большой летучестью, которая возрастает при повышении температуры. Модуль упругости золота 79 х 103 Па. В природе золото встречается чаще всего в самородном виде. Реже оно входит в состав некоторых минералов, таких как Золото, Электрум, Кюстелит, Серебро, Медистое золото, Порпецит, Мольдонит, Золотые амальгамы, Платинистое золото, Иридистое золото, Родистое золото. Также встречаются такие, в которых золото соединео с теллуром ,это петцит, калаверит, креннерит, сильванит, нагиягит. Самородное золото, имеющее примеси серебра и меди, существенно отличается от искусственных сплавов с этими же металлами. Сплав имеет однородную структуру, которая образуется в результате затвердевания расплавленной смеси металлов. Самородный металл появляется в результате кристаллизации из водных растворов. В чистом виде золото имеет красивый соломенно-желтый цвет с сильным металлическим блеском. В данном случае можно сказать что золото – самый желтый из всех металлов. В природе золото в чистом виде не встречается, а металлы-примеси (прежде всего медь и серебро) придают ему различные цвета и оттенки – от бледно-желтого (даже зеленоватого) до ярко желто-красного. Примесь палладия окрашивает золото в белый цвет ("белое” золото). Цвет золота также зависит от толщены куска металла и его агрегатного состояния. Так, очень тонкая золотая пластинка имеет на просвет, как говорилось выше, зеленый цвет. Такого же цвета и расплавленное золото, а его пары – зеленовато-желтого. В депрессионном состоянии золото обычно рубинового или темно-фиолетового цвета. К цвету золота мы еще вернемся, когда будем говорить о его применении. Иногда самородное золото бывает покрыто пленкой оксидов железа. В этом случае цвет его может быть самым заурядным – грязно-бурым, коричневым, а то и почти черным. При добыче такое золото очень трудно отличить от вмещающей пустой породы, и поэтому нужен весьма тщательный контроль, чтобы избежать потерь. О таком золоте говорят что оно "в рубашке”, которая может состоять не только из оксидов железа. В некоторых случаях это могут быть мельчайшие частицы пустой породы, вдавленные в поверхность золотины. Надо сказать, что такая "рубашка” не только мешает различать золото, но и затрудняет его обработку – амальгамацию или цианирование Золото встречается в природе почти исключительно в самородном состоянии, главным обра-зом в виде мелких зёрен, вкраплённых в кварц или содержащихся в кварцевом песке. В небоьших ко-личествах золото встречается в сульфидных рудах железа, свинца и меди. Следы его открыты в мор-ской воде. Общее содержание золота в земной коре составляет около 5×вес.%. Крупные место-рождения золота находятся в Южной Африке, на Аляске, в Канаде и Австралии. Золото отделяется от песка и измельченной кварцевой породы промыванием водой, которая уносит частицы песка, как более лёгкие, или обработкой песка жидкостями, растворяющими золото. Чаще всего применяется раствор цианида натрия (NaCN), в котором золото растворяется в присутст-вии кислорода с образованием компелексных анионов [Au(CN)2]-: 4Au + 8NaCN +  + 20 —> 4Na[Au] + 4NaOH Из полученного раствора золото выделяют цинком: 2Na[Au] + Zn —> [Zn] + 2Au Освобождённое золото обрабатывают для отделения от него цинка разбавленной серной кис-лотой, промывают и высушивают. Дальнейшая очистка золота от примесей (главным образом от се-ребра) производится обработкой его горячей концентрированной серной кислотой или путём электро-лиза. Метод извлечения золота из руд с помощью растворов цианидов калия или натрия был разра-ботан в 1843 году русским инженером П.Р.Багратионом. Этот метод, принадлежащий к гидрометал-лургическим способам получения металлов, в настоящее время наиболее распространён в металлур-гии золота. Золото — ярко-жёлтый блестящий металл. Оно очень ковко и пластично; путём прокатки из не-го можно получить листочки толщиной менее 0.0002 мм, а из 1 грамма золота можно вытянуть прово-локу длиной 3.5 км. Золото — прекрасный проводник тепла и электрического тока, уступающий в этом отношении только серебру и меди. Ввиду мягкости золото употребляется в сплавах, обычно с серебром или медью. Эти сплавы применяются для электрических контактов, для зубопротезирования и в ювелирном деле. В химическом отношении золото — малоактивный металл. На воздухе оно не изменяется даже при сильном нагревании. Кислоты в отдельности не действуют на золото, но в смеси соляной и азотной кислот (царской водке) золото легко растворяется: Au + + 3HCl —>  + NO + 2O Так же легко растворяется золото в хлорной воде и в аэрируемых (продуваемых воздухом) растворах цианидов щелочным металлов. Ртуть тоже растворяет золото, образуя амальгаму, которая при содержании более 15% золота становится твёрдой. Известны два ряда соединений золота, отвечающие степеням окислённости +1 и +3. Так, золо-то образует два оксида — оксид золота(I), или закись золота, - Au2O - и оксид золота(III), или окись золота - . Более устойчивы соединения, в которых золото имеет степень окисления +3. Все соединения золота легко разлагаются при нагревании с выделением металлического золота. Серебро — металл белого цвета, пластичный, ковкий, очень тягучий. По мягкости оно стоит между золотом и медью. Обладает наивысшей тепло- и электропроводностью, а также наивысшей отражательной способностью, полируемостью и блеском. Путем прокатки из него можно получить листы толщиной до 0,00025 мм. Серебро очень устойчиво к действию влажной среды. Темнеет при соединении с сероводородом. Окисляется также под действием озона, покрываясь черным налетом. Серебро легко растворяется в азотной кислоте и взаимодействует с цианидами щелочных металлов. Серебро легко окисляется озоном с образованием очень прочного черного окисла серебра, активно вступает в реакцию с серосодержащими соединениями, образующаяся черная пленка не препятствует продолжению реакции. На практике серебро защищают - гальваническим родированием, покрытием тонким слоем никеля или слоем прозрачного лака, так же используют пассивирование воском для длительного хранения. Серебро, будучи благородным металлом, отличается относительно низкой реакционной способностью, оно не растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах. Однако в окислительной среде (в азотной, горячей концентрированной серной кислоте, а также в соляной кислоте в присутствии свободного кислорода) серебро растворяется: Ag + 2HNO3(конц.) = AgNO3 + NO2^ + H2O Растворяется оно и в хлорном железе, что применяется для травления: Ag + FeCl3 = AgCl + FeCl2 Серебро также легко растворяется в ртути, образуя амальгаму (жидкий сплав ртути и серебра). Серебро не окисляется кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонких пленок может быть окислено кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом. Во влажном воздухе в присутствии даже малейших следов двухвалентной серы (сероводород, тиосульфаты, резина) образуется налет малорастворимого сульфида серебра, обуславливающего потемнение серебряных изделий: 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O Свободные галогены легко окисляют серебро до галогенидов: 2Ag + I2 = 2AgI Однако на свету эта реакция обращается, и галогениды серебра (кроме фторида) постепенно разлагаются. При нагревании с серой серебро дает сульфид. Наиболее устойчивой степенью окисления серебра в соединениях является +1. В присутствии аммиака соединения серебра (I) дают легко растворимый в воде комплекс [Ag(NH3)2]+. Серебро образует комплексы так же с цианидами, тиосульфатами. Комплексообразование используют для растворения малорастворимых соединений серебра, для извлечения серебра из руд. Более высокие степени окисления (+2, +3) серебро проявляет только в соединении с кислородом (AgO, Ag2O3) и фтором (AgF2, AgF3), такие соединения гораздо менее устойчивы, чем соединения серебра (I). Соли серебра (I), за редким исключением (нитрат, фторид), нерастворимы в воде, что часто используется для определения ионов галогенов (хлора, брома, йода) в водном растворе. Серебро является редким металлом, его содержание в земной коре равно 1·10-5 вес.%. В природе серебро встречается как самородное, так и в виде соединений - сульфидов, селенатов, теллуратов или галогенидов в различных минералах. Серебро встречается также в метеоритах и содержится в морской воде. Серебро в виде самородков встречается в природе реже, чем самородная медь или золото, и часто это бывают сплавы с золотом, медью (медьсодержащее серебро), сурьмой (сурьмусодержащие серебро), ртутью и платиной. Образование самородного серебра связано с действием воды или водорода на сульфид серебра (соответственно на аргентит). Платина - серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 1769 °C и 3800 °C. Платина — один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см³; атомная плотность 6.62•1022 ат/см³) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5•10−7% по массе. Производство платины в виде порошка началось в 1805 английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды. Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO3. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir3+ и Pd2+. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH4)2PtCl6. Высушенный осадок прокаливают при 800-1000 °C: (NH4)2PtCl6 = N2 + 6HCl + Pt + H2. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH4)2PtCl6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь. По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой: 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов): Pt + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[PtCl6]. При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше. Палладий — один из наиболее редких элементов. Содержание в земной коре 1·10–6% по массе. Хотя насчёт его редкости можно и поспорить, ибо данное количнство примерно в 10 раз больше, чем золота. Встречается в самородном виде, в виде сплавов (палладистая платина, до 39% Pd) и соединений (аллопалладий содержит примеси Cu, Hg, Pt, Ru), в виде сплавов. Известно около 30 минералов, содержащих Pd: палладит PdO, станнопалладит Pd3Sn2, стибиопалладит Sb3Pd, бреггит (Pd,Pt,Ni)S, аллопалладий (содержит примеси Hg, Pt, Ru, Сu), палладистая платина (7-39% палладия). Колличество палладия в смеси платиновых металлов в различных месторождениях колеблется от ~25% (ЮАР) до 43-45% (Канада) и 60% (бывш. СССР, по оценкам). По химическим свойствам палладий близок к платине и является наиболее активным платиновым металлом. При нагревании устойчив на воздухе до ~ 300°С, при 350-800°С тускнеет из-за образования тонкой пленки PdO, выше 850°С PdO разлагается и вновь становится устойчивым на воздухе. В ряду стандартных потенциалов палладий расположен правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует. Это самый активный платиновый металл. Палладий легко растворяется в царской водке: 3Pd + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PdCl6] + 4NO + 8H2O В отличие от других платиновых металлов, палладий растворяется в горячих азотной и серной кислотах: Pd + 4HNO3 = Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O; Pd + 2H2SO4 = PdSO4 + SO2 + 2H2O а также в горячей соляной кислоте в присутствии окислителей (например, перекиси водорода). При комнатной температуре реагирует с влажными хлором и бромом. Кристаллический PdCl2 имеет цепочечное строение, каждый атом палладия в нем находится в центре квадрата, вершины которого образованы атомами хлора. Pd + Cl2 = PdCl2 При нагревании Pd реагирует с фтором, серой, селеном, теллуром, мышьяком и кремнием. При гидролизе солей палладия (II, III, IV) получены черный гидроксид Pd(OH)2, шоколадно-чёрный Pd2O3·nH2O и темно-красный PdO2. Na2PdCl4 + 2NaOH = Pd(OH)2 + 4NaCl. Все эти соединения проявляют сильные окислительные свойства. Оксиды палладия (III) и (IV) при нагревании теряют кислород и переходят в PdO: 2Pd2O3 = 4PdO + O2 2PdO2 = 2PdO + O2 Извлечение палладия начинается с выделения и разделения платиновых металлов. Из полученного концентрированного раствора соединений платиновых металлов сначала осаждают золото и платину, затем палладий в виде Pd(NH3)2Cl2 очищают от примесей других металлов перекристаллизацией из раствора N H4Cl. Полученную соль прокаливают в восстановительной атмосфере: Pd(NH3)2Cl2 = Pd + N2 + 2HCl + 2H2 Приготовленный порошок палладия переплавляют в слитки. Восстанавливая растворы солей палладия, получают мелкокристаллический палладий — палладиевую чернь. Изделия из палладия чаще всего вырабатывают штамповкой и холодной прокаткой. Из этого металла сравнительно легко получаются цельнотянутые трубы нужной длины и диаметра. Выпускается в слитках 3000-3500 граммов, а также в виде лент, полос, фольги, проволоки и других полуфабрикатов. Таким образом для улучшения свойств металлов используются различные сплавы. Сплав — макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава. Введение в состав сплава тех или иных компонентов позволяет в нужном направлении изменять механические (прочность, твёрдость, упругость, пластичность) и технологические (жидкотекучесть, усадка при литье, ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием) свойства, а также цвет сплава. В золотых, например, цинк и кадмий значительно снижают температуру плавления и повышают жидкотекучесть. Драгоценные камни — минералы, которые обладают красивым внешним видом (как правило, только после полировки или огранки) и при этом достаточно редки, а как следствие и дороги. Их широко используют для производства ювелирных изделий, собирают в коллекциях, используют как банковские активы. Трудно отличимые на вид имитации большинства драгоценных камней изготавливаются искусственно, имитации или подделки многих драгоценных камней делались ещё во времена Древнего Рима (в наши дни такие синтетические камни и имитации самоцветов весьма популярны, т.к. стоят намного дешевле). В 1902 году французский химик М. А. Вернейль впервые получил и начал поставлять на мировой рынок синтетические рубины, а чуть позже синтетические сапфиры и синтетическую шпинель. Появление большого количества синтетических камней не снизило, а, наоборот, повысило значение и стоимость натуральных, природных самоцветов. Менее редкие минералы часто называют полудрагоценными. Существуют такие драгоценные камни как Алмаз, Хризоберилл, Александрит, Аквамарин, Эвклаз, Рубин, Сапфир, Хризолит, Берилл, Изумруд, Аквамарин, Гелиодор, Шпинель, Гиацинт, Гранаты, Демантоид, Цаворит, Пироп, Альмандин, Аметист (густоокрашенный), Турмалины,  Эльбаит - красный и розовый (рубеллит), зелёный, полихромный турмалин (зелёный/розовый), Верделит (умеренно-зелёный), Индиголит (сапфирово-синий), Опал благородный, Топаз. Но для того чтобы использовать из в Ювелирии, прежде их нужно обработать. Такие как: Огра́нка — это обработка драгоценных (и полудрагоценных) камней для придания им определённой формы и максимального выявления их игры и блеска. Известны различные способы огранки, многие из них носят название того или иного драгоценного камня, для которого этот способ дает наиболее эффектный результат. Огранка, как следует из названия, подразумевает создание на поверхности камня ряда геометрически правильных плоскостей, граней, от которых будет отражаться попадающий внутрь кристалла свет. После многократного внутреннего отражения и преломления лучи света разделяются на спектральные составляющие и, покидая камень, создают игру оттенков на его поверхности. Огранка различается по сложности выполнения. В наиболее сложной и привлекательной бриллиантовой огранке может быть до 240 граней. Простая огранка создает на поверхности камня 30 плоскостей. Качественно выполненная огранка существенно повышает стоимость драгоценного камня, в то же время неправильная огранка может «убить» камень, внести в него дефекты. абошон (от фр. caboche — голова) — способ обработки драгоценного или полудрагоценного камня, при котором камень приобретает гладкую выпуклую отполированную поверхность без граней, в отличие от фасетной огранки; а также обработанный таким образом камень. Обычно отшлифованный кабошон имеет овальную или шаровидную форму, плоский с одной стороны. В более широком значении слова, кабошоном называют шлифовку драгоценных и поделочных камней в отличие от огранки. В форме кабошона обычно обрабатываются камни, обладающие хорошим цветом или каким-нибудь оптическим эффектом (астеризм, иризация), но не имеющие достаточно сильного блеска при огранке из-за невысокого показателя преломления или наличия внутренних дефектов. Мутные и полупрозрачные разновидности также часто шлифуются в виде кабошонов. Инкруста́ция (позднелат. incrustatio — букв. покрытие корой) — украшение изделий и зданий узорами и изображениями из кусочков мрамора, керамики, металла, дерева, перламутра и цветных камней, которые накладываются на поверхность и отличаются от неё по цвету или материалу. Некоторые виды инкрустации имеют отдельные наименования: маркетри — инкрустация деревом по дереву, насечка — металлом по металлу. Однако обычно инкрустация выполняется иным материалом, чем основной объект. Метод, при котором элементы мозаичного набора врезаются в толщу основы, называется интарсией. Галтовка — технологический процесс очистки поверхности. Применяется для обработки небольших заготовок и деталей от окалины, заусенцев, формовочной земли, также для улучшения качества поверхности изделий — полирования. Абразив (галтовочные тела) и детали приводятся в движение относительно друг друга в рабочей ёмкости машины (барабане).Машины для галтовки по виду движения подразделяются на два типа: вращающиеся барабаны и барабаны с вибрационным приводом. Во вращающихся барабанах как правило проводят буксирную галтовку - деталь закрепляется неподвижно относительно вращающихся в барабане галтовочных тел, за счёт чего происходит движение галтовочных тел по поверхности обрабатываемой детали. При виброгалтовке относительное движение детали и галтовочных тел создается за счёт хаотического перемешивания галтовочных тел по всему объему от вибрации. Галтовка подразделяется на сухую и мокрую. При сухой галтовке используются сухие галтовочные тела. При мокрой галтовке в галтовочный барабан добавляется буферный раствор.  
При составлении работы использовались материалы с сайтов: http://www.wamaje.ru http://ru.wikipedia.org http://www.allmetals.ru http://www.jewelart.ru http://www.bestreferat.ru http://mexel.narod.ru http://www.proserebro.com http://otherreferats.allbest.ru
Категория: другие предметы | Добавил: mychildren (19.05.2010)
Просмотров: 824 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]