Плотность драгоценных, полудрагоценных, поделочных камней и самоцветов. Таблицы данных.

Плотность драгоценных, полудрагоценных, поделочных камней и самоцветов. Таблицы данных.

Справочно: Density. Specific Density. / Specific Weight vs. Specific Gravity (Relative Density). Плотность, удельный вес, относительная плотность - для твердых тел, жидкостей и газов.

Плотность драгоценных камней колеблется от 1 до 7. Камни с плотностью ниже 2 кажутся нам легкими (янтарь 1,1), от 2 до 4 - нормальной тяжести (кварц 2,65), и выше 5 - тяжелыми (касситерит 7,0). Наиболее дорогие драгоценные камни, такие, как алмаз, рубин, сапфир, имеют более высокую плотность, чем главные породообразующие минералы, прежде всего кварц и полевой шпат (2,62-2,65). Благодаря этому, в текучих водах они отлагаются раньше кварцевых песков и накапливаются в так называемых россыпных месторождениях.

Определение плотности драгоценных камней может очень помочь коллекционеру при их идентификации, но, очевидно, не может быть единственным критерием для выводов.

В геммологии, которая обычно оперирует малыми количествами материала, плотность определяют двумя методами: методом гидростатического взвешивания и методом погружения в тяжелые жидкости. Первый из них хотя и отнимает много времени, но не требует больших затрат. Что же касается второго метода, то он довольно сложен, а подчас и дорог, но зато позволяет быстро провести надежное сравнение по плотности крупных партий незнакомых камней.

Метод гидростатического взвешивания основан на законе Архимеда; путем погружения неизвестного камня в воду определяется его объем, а плотность затем рассчитывается по простой формуле: Плотность камня = Масса камня / Объём камня

Гидростатические весы каждый может смастерить собственными силами. Достаточно приспособить для этого аптекарские рычажные весы. Испытуемый объект взвешивается сначала в воздухе, а затем в воде; разность полученных значений соответствует массе вытесненной воды и тем самым в числовом выражении - объему камня.

Даже любитель, пользуясь этим способом, в силах измерить плотность с точностью до первого, а при некотором навыке - и до второго десятичного знака. Разумеется, необходимо следить за тем, чтобы камни не соприкасались с посторонними веществами; они должны быть без оправы, а при взвешивании на воздухе - непременно сухими.

• Пример:
  • Масса в воздухе 5,2 г
  • Масса в воде 3,3 г
  • Разность = объему 1,9
  • Плотность = Масса / Объём = 5,2 / 1,9 = 2,7

Основная идея метода погружения в тяжелые жидкости опирается на тот известный факт, что твердые тела в жидкости равной плотности пребывают во взвешенном состоянии, не опускаясь на дно, но и не плавая на поверхности. При испытании неизвестный камень помещают в более тяжелую жидкость, на поверхности которой он плавает; затем начинают разбавлять жидкость, постепенно уменьшая ее плотность, пока последняя не сравняется с плотностью камня, (что распознается по его переходу во взвешенное состояние). Остается измерить плотность разбавленной жидкости - и задача решена.

Существует большой набор тяжелых жидкостей. Для коллекционера особенно подходят те из них, которые допускают разбавление дистиллированной водой. К ним относится, например, жидкость Туле (раствор двойного иодида калия и ртути), плотность которой 3,2. С помощью этой жидкости удается идентифицировать большинство ювелирных камней. Для более тяжелых камней рекомендуется жидкость Клеричи (раствор формиата и малоната таллия), плотность которой 4,2. Но, хотя жидкость Клеричи и охватывает весь диапазон плотности драгоценных камней, у нее есть два существенных недостатка: она дорога и токсична. Любителям пользоваться ею не следует. Для камней с плотностью до 3,5 подходит жидкость Сушина - Рорбаха (раствор иодида бария и ртути), однако обращение с ней иногда несколько затруднительно из-за образования осадка иодида ртути. Разбавленные жидкости после использования регенерируют путем выпаривания на водяной бане с восстановлением исходной плотности.

Плотность тяжелой жидкости в ходе разбавления определяется в лабораторных условиях с помощью весов Вестфаля, специально предназначенных для этой цели. Любителям же лучше пользоваться индикаторами - кусочками стекла или минералами с различной, но заведомо известной плотностью. Если такой индикатор взвешен в жидкости, то, значит, их плотности равны; тем самым определяется и плотность взвешенного в той же жидкости испытуемого минерала.

Метод погружения в тяжелые жидкости, конечно, довольно сложен, но он имеет большие преимущества в тех случаях, когда необходимо отсортировать определенные камни из целой партии неизвестных камней или же отличить искусственные камни и имитации от настоящих драгоценных камней.

• *Источники: в основном, но не только:
  • Шуман В. Мир камня. Горные породы и минералы
  • Gemological Institute Of America | All About Gemstones - GIA