Špecifická hmotnosť
Tiež: Relatívna hustota, Pomer hustôt, špec. hmotnosť
Špecifická hmotnosť (tiež relatívna hustota) udáva, o koľko je látka ťažšia v porovnaní s vodou (hustota 1,0 g/cm³), a je jedným z najspoľahlivejších ukazovateľov na overenie pravosti drahých kovov.
Špecifická hmotnosť (odborný pojem: relatívna hustota) je bezrozmerná veličina, ktorá opisuje pomer hustoty látky k hustote čistej vody pri 4 °C (= 1,0 g/cm³). V praxi sa pojem často používa synonymne s hustotou v g/cm³, pretože číselná hodnota je identická. Pre kupujúcich a preverovateľov drahých kovov je táto veličina nepostrádateľná: pravá zlatá tehlička je pri rovnakej veľkosti citeľne ťažšia než falzifikát z ľahšieho kovu – špecifická hmotnosť podvod prezradí.
Vzorec a meranie
Hustota vyplýva z hmotnosti a objemu:
ρ = m / V
ρ = hustota v g/cm³
m = hmotnosť v gramoch (váženie za sucha)
V = objem v cm³
Objem sa pri nepravidelných predmetoch (mince, zlomkové zlato) ťažko meria priamo. Najelegantnejšou metódou je Archimedov princíp: kus sa odváži za sucha, potom ponorený vo vode. Rozdiel zodpovedá hmotnosti vytlačenej vody – z toho vyplynie objem a z neho hustota. Náš nástroj na overenie pravosti vykoná tento výpočet krok za krokom.
Špecifické hmotnosti v porovnaní
| Kov | Hustota (g/cm³) | Poznámka |
|---|---|---|
| Osmium | 22,59 | najhustejší stabilný prvok |
| Irídium | 22,56 | druhý najhustejší prvok |
| Platina | 21,45 | ťažšia než zlato |
| Zlato (999) | 19,32 | najdôležitejšia referenčná hodnota |
| Volfrám | 19,25 | nebezpečný kov falšovateľov |
| Paládium | 12,02 | výrazne ľahšie než zlato |
| Striebro (999) | 10,49 | dobre merateľné |
| Meď | 8,96 | základný kov v zliatinach |
| Hliník | 2,70 | okamžite nápadne ľahký |
Blízkosť volfrámu (19,25 g/cm³) k hodnote zlata (19,32 g/cm³) spôsobuje, že volfrámové falzifikáty sú samotnou skúškou hustoty ťažko odhaliteľné – tu sú potrebné doplnkové metódy ako ultrazvuk alebo röntgenová fluorescencia.
Vplyv rýdzosti na hustotu
Zliatiny sa odchyľujú od hodnôt čistých kovov. Čím nižšia je rýdzosť, tým silnejšie ovplyvňuje legujúci kov celkovú hustotu:
- Zlato 750 (18 karátov): cca 15,5–16,5 g/cm³ (podľa legujúceho kovu)
- Zlato 585 (14 karátov): cca 12,9–14,0 g/cm³
- Striebro 925 (sterlingové striebro): cca 10,36 g/cm³
Kto chce vypočítať hodnotu pretavenia starého zlata, potrebuje rýdzosť – a kto rýdzosť nepozná, môže ju zúžiť kombinovaným meraním hustoty a hmotnosti. Kontrola hmotnosti mince automaticky porovná predpísanú a skutočnú hmotnosť pre bežné mince.
Praktické overenie pravosti
- Váženie za sucha presnou váhou (rozlíšenie 0,01 g alebo lepšie).
- Váženie ponoreného kusu v destilovanej vode (na vlákne alebo v košíku, bez vzduchových bublín).
- Výpočet objemu: V = (hmotnosť za sucha − hmotnosť pod vodou) / 1,0 g/cm³
- Výpočet hustoty: ρ = hmotnosť za sucha / V
- Porovnanie výsledku s predpísanými hodnotami v tabuľke vyššie.
Odchýlka o viac ako ± 0,5 g/cm³ od predpísanej hodnoty je vážnym varovným signálom. Pri minciach sa dodatočne odporúča kontrola rozmerov mince (priemer a hrúbka).
V skratke
Špecifická hmotnosť je jednou z najstarších a najspoľahlivejších fyzikálnych metód skúšania materiálu – Archimedes vraj základnú myšlienku rozpoznal už v 3. storočí pred n. l. Pre vlastníkov drahých kovov platí: kto skombinuje váhu a pohár vody, dokáže odhaliť mnohé falzifikáty bezplatne a bez laboratória.