Onderzoek

Snel naar: toetssteen | xrf | cupellatie | titratie | uitzonderingen

Het onderzoek is een belangrijk onderdeel van het waarborgproces. Om ervoor te zorgen dat dit zorgvuldig gebeurt, beschikt WaarborgHolland naast haar afdeling onderzoek, ook over een modern, geaccrediteerd laboratorium. Dit laboratorium voldoet aan strenge normen en is geaccrediteerd onder de norm ISO/IEC 17025 door de Raad van Accreditatie (zie L210). Er zijn meerdere methodes om te onderzoeken of een bepaald voorwerp (een bepaald gehalte aan) edelmetaal bevat.

Onderzoek met de toetssteen

Inleiding

Toetsen met de toetssteen is een methode waarmee aangetoond kan worden of een metaal edel of onedel is. Ook het gehalte aan edelmetaal kan met de toets bepaald worden, zonder dat het voorwerp schade oploopt. Deze methode werd in een simpele uitvoering al in de oudheid gebruikt door onder andere de Egyptenaren, om vervalsingen te ontmaskeren. De methode kan worden beschouwd als een combinatie van vergelijking van kleur en van chemische resistentie tegen zuuraantasting. Het op de toetssteen aangebrachte edelmetaal van onbekend gehalte wordt vergeleken met dat van een bekend gehalte. Aan het verschil in kleur en aantasting kan een conclusie omtrent het gehalte verbonden worden. Het toetsen is eenvoudig in uitvoering, maar om een correcte conclusie over het gehalte van een voorwerp te trekken, is veel ervaring vereist. Benodigdheden bij het toetsen zijn: toetsnaalden (waarvan het gehalte nauwkeurig bekend is), een toetssteen (lydiet), toetszuren en voldoende licht, liefst noorderlicht. Voordat een toets kan worden uitgevoerd, moet het te toetsen voorwerp plaatselijk licht aangevijld worden om eventuele opperlagen te verwijderen. Deze kunnen de toetsuitslag namelijk sterk beïnvloeden.

De toetssteenmethode is een snelle, non-destructieve wijze van onderzoek. Het soort edelmetaal en het gehalte worden bepaald door vergelijking van kleur en chemische resistentie. Hierbij wordt gebruik gemaakt van toetsstenen, toetswaters (een mengsel van zuren) en toetsnaalden (legeringen met een bekend edelmetaal gehalte.)

Het voordeel van de toetssteenmethode is dat in principe alle onderdelen van een voorwerp kunnen worden onderzocht.

De goudtoets

Er wordt een toetsstreek van het plaatselijk aangevijld voorwerp op de toetssteen gezet door het voorwerp stevig over de toetssteen te wrijven. Daarnaast wordt een streek van de toetsnaald gezet waarvan de kleur en (vermoedelijk) het gehalte overeenkomen met de streek van het voorwerp. De twee toetsstreken worden nu nauwkeurig op kleur vergeleken. Komt de kleur niet overeen, dan wordt er met een andere toetsnaald een nieuwe streek naast gezet. De streek van het voorwerp staat nu in het midden. Vervolgens wordt er met een glazen staafje een druppel toetszuur van de juiste sterkte (overeenkomend met het vermoedelijke gehalte) op de streken aangebracht. Onmiddellijk na het opbrengen van het toetszuur wordt een glazen staafje met een druppel water gepakt. Op het moment dat het verschil van inwerking van het zuur op de toetsstreken het grootst is, wordt de chemische reactie gestopt door de druppel water aan het toetszuur toe te voegen. De toetsstreken worden voorzichtig met een papieren tissue afgenomen. Nu kan het resultaat grondig bekeken worden. De toetsstreek waarop het zuur het minst heeft ingewerkt, is het hoogst van gehalte.

De zilvertoets

De zilvertoets bestaat uit twee onderdelen. Allereerst wordt met behulp van zuur bepaald of er zilver in het voorwerp zit en vervolgens wordt door kleurvergelijking het zilvergehalte bepaald. Voor het eerste onderdeel moet het voorwerp goed aangevijld worden om een eventuele opperlaag te verwijderen. Er wordt een toetsstreek ter grootte van precies het aangevijlde plekje op de toetssteen gezet. Als er nu zilverwit toetswater op de streek wordt aangebracht, ontstaat er een blauwwitte neerslag indien het voorwerp zilver bevat. Als het voorwerp onedel is, verdwijnt de toetsstreek volledig. Om het gehalte te bepalen wordt gebruikgemaakt van kleurvergelijking. De toetsstreek van het (aangevijlde) voorwerp wordt ingesloten door toetsstreken van de zilvernaald van het vermoedelijke gehalte. Door nauwkeurig de kleuren te vergelijken, kan nu het gehalte bepaald worden. Hoe geler de toetsstreek, hoe lager het zilvergehalte. Dit resultaat wordt veroorzaakt door de bijzet van koper aan het zilver. Vaak is er meer dan één toetsstreek nodig om het juiste gehalte te bepalen.

XRF (X-Ray Fluorescence Spectrometry)

Het monster wordt bestraald met laagenergetische röntgenstralen. De aangestraalde atomen in het monster zenden daardoor fluorescentiestraling uit die voor elk element een ander energieniveau heeft. Deze stralen worden opgevangen door een detector die ze omzet in een elektrisch signaal.

M.b.v. bekende signalen van standaarden waarmee het apparaat gekalibreerd is, kan met een PC de concentratie in het monster worden berekend. De hoeveelheid door de detector opgevangen pulsen van een bepaald energieniveau is een maat voor de concentratie van een element in het monster. Met XRF kan dus zowel kwalitatief (welk element is aanwezig) als kwantitatief (hoeveel van het element is aanwezig) onderzoek worden uitgevoerd.

De voor- en nadelen

• Het grote voordeel van XRF is dat het volledig non-destructief is;
• Doordat de röntgenstralen met een collimator tot een zeer smalle bundel (0,5 micron) worden gevormd, is het mogelijk om zelfs de kleinste onderdelen van een monster te onderzoeken (zoals de plaats waar is getoetst);
• Naast gehaltebepaling kan XRF ook gebruikt worden voor laagdiktemetingen van zilverlagen (tot ca. 60 micron) en goudlagen (tot ca. 8 micron);

XRF vergt vrijwel geen monstervoorbereiding. Omdat XRF een oppervlaktetechniek is, moet het te onderzoeken voorwerp ter plaatse van het meetpunt, wel eerst worden ontdaan van een eventuele opperlaag.

Cupellatie

De cupellatie is al sinds enkele eeuwen de standaardmethode om het goudgehalte van een legering te bepalen. Deze in een internationale norm vastgelegde methode heeft een hoge nauwkeurigheid. De cupellatie wordt gebruikt als controle van ter keuring aangeboden goudlegeringen. Daarnaast kunnen bij de Waarborg ook gehaltebepalingen op bijv. baren en boorsels worden uitgevoerd.

Werkwijze cupellatie

Het monstermateriaal wordt nauwkeurig afgewogen. De hoeveelheid is afhankelijk van het opgegeven gehalte. Er wordt namelijk een hoeveelheid afgewogen die ca. 150 mg fijn goud bevat (voor 14 karaat goud ca. 256 mg). Het monstermateriaal wordt ingepakt in een afgepaste hoeveelheid lood. Vervolgens wordt dit op een magnesiumoxide blok (de cupel) gelegd in een oven met een temperatuur van 1050°C. Bij deze temperatuur zullen de onedele legeringsmetalen zoals koper en zink uit de legering oxideren, samensmelten met het lood en in de cupel worden geabsorbeerd. De edele metalen goud en zilver oxideren niet en blijven op de cupel als een bolletje achter. Dit bolletje wordt de koning genoemd. Na 17 minuten is het afdrijven, zoals het proces in de oven wordt genoemd, volledig en wordt de cupel uit de oven gehaald. De koning wordt gewalst tot een platte strip en daarna opgerold tot een rolletje, dat een cornet wordt genoemd. Het zilver wordt vervolgens gescheiden van het goud door de cornet uit te koken in salpeterzuur. Het zilver lost hierin op en het fijngoud blijft in cornetvorm over. De cornet wordt nauwkeurig gewogen. Deze hoeveelheid fijngoud wordt gerelateerd aan het gewicht van het monstermateriaal. Met deze twee gewichten wordt het goudgehalte berekend.

Werkwijze microcupellatie

Omdat de cupellatie een destructieve methode is, heeft de Waarborg de micro-cupellatie ontwikkeld. Hierbij is de beschreven methode dusdanig aangepast dat slechts 15-20 mg monstermateriaal nodig is. Dit maakt de micro-cupellatie een vrijwel non-destructieve methode met een meetonzekerheid die slechts iets minder is geworden als die van de gewone cupellatie. Door de kleinere hoeveelheid monster-materiaal, is ook de totale behandelingstijd verkort.

Zilvertitraties

Inleiding

Zowel bij WaarborgHolland als bij menig internationaal laboratorium in de goud- en zilverindustrie, wordt het zilvergehalte in legeringen geanalyseerd d.m.v. de potentiometrische zilvertitratie. Door de grote nauwkeurigheid, de snelheid en de eenvoud van de methode is dit internationaal de standaard methode om het zilvergehalte te bepalen. Deze methode is als zodanig ook beschreven in een internationale norm. De methode wordt toegepast op zilverlegeringen die gebruikt worden voor sieraden en gebruiksvoorwerpen. In aangepaste vorm kunnen echter ook fixeer- en ontwikkelbaden worden geanalyseerd.

Werkwijze

Het nauwkeurig afgewogen monstermateriaal (90-200 mg) wordt opgelost in salpeterzuur. De zilverionen die nu vrij in oplossing aanwezig zijn, worden door toevoeging van een keukenzoutoplossing (NaCl) gebonden tot zilverchloride. Dit slaat als vaste stof neer. De afname van vrije zilverionen in de oplossing gaat gepaard met een afname van de potentiaal van de oplossing. Dit wordt gemeten met een elektrode. De afname van de potentiaal is het grootst op het moment dat precies alle zilverionen zijn gebonden. Dit wordt het equivalentiepunt genoemd en is tevens het eindpunt van de analyse. De hoeveelheid toegevoegde NaCl-oplossing bij het equivalentiepunt is bepalend voor de hoeveelheid zilver die oorspronkelijk in de oplossing aanwezig was. Omdat de concentratie van de NaCl-oplossing nauwkeurig bekend is, kan uitgerekend worden hoeveel zilver in de monsteroplossing aanwezig was. Deze hoeveelheid zilver wordt gerelateerd aan het gewicht van het monstermateriaal. Met deze twee gewichten wordt het zilvergehalte berekend.

Uitzonderingen

Onedele onderdelen

Voorwerpen die onedele metalen zoals koper, messing en titanium bevatten, moeten volgens de Waarborgwet voorzien worden van het woord METAAL of een vergelijkbare aanduiding. Deze aanduiding moet op het onedele gedeelte staan. WaarborgHolland zal de aanduiding metaal op dit onderdeel afslaan.

Voorwerpen beneden wettelijk gehalte

Indien na onderzoek blijkt dat het gehalte van voorwerpen niet voldoet aan het laagste wettelijke gehalte, is waarborgen niet mogelijk en mogen deze voorwerpen niet als ‘goud’, ‘zilver’ of als ‘platina’ worden verkocht. Eventuele misleidende/onjuiste aanduidingen betreffende het gehalte moeten worden verwijderd. WaarborgHolland kan dit op verzoek doen. Indien u dit niet wenst, dient er een verklaring te worden getekend dat deze voorwerpen niet op de markt zullen worden gebracht.

Nadat een voorwerp is goedgekeurd, mag deze worden voorzien van een keurteken.