TCVN 5856:1994
ĐÁ QUÝ - PHƯƠNG PHÁP ĐO TỶ TRỌNG
Precious stones - Testing specific gravity
Lời nói đầu
TCVN 5856:1994 do Hội khoáng học Việt Nam biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng trình duyệt, Bộ khoa học Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ khoa học và Công nghệ) ban hành;
Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại Khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a Khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ -CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
ĐÁ QUÝ - PHƯƠNG PHÁP ĐO TỶ TRỌNG
Precious stones - Testing specific gravity
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp cân thủy tĩnh xác định tỷ trọng để kiểm tra các loại đá quý.
1. Bản chất phương pháp
Tỷ trọng của viên đá là tỷ số giữa trọng lượng trên thể tích của nó:
Trong đó: p - tỷ trọng viên đá, tính bằng g/cm3;
m - trọng lượng viên đá, tính bằng g;
v - thể tích viên đá, tính bằng cm3.
Đo tỷ trọng để kiểm tra đá quý là bản chất của phương pháp này
Trọng lượng viên đá được xác định bằng cách cân trong không khí (cân khô) thể tích viên đá đúng bằng thể tích của khối dung dịch (thường dùng nước cất tiêu chuẩn) bị đẩy ra khi nhúng chìm viên đá vào đó. Tất cả nước, dung dịch và không khí đều phải ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ, áp suất), nếu cân ở điều kiện thường thì kết quả thu được phải hiệu chỉnh. Theo định luật Archimedes, khi nhúng đá vào trong một dung dịch nào đó, trọng lượng của viên đá sẽ mất đi một trọng lượng bằng trọng lượng của khối dung dịch bị viên đá chiếm chỗ. Thể tích của viên đá (cũng là thể tích của khối dung dịch bị chiếm chỗ) bằng trọng lượng của khối dung dịch đó chia cho tỷ trọng của dung dịch bị chiếm chỗ.
Trong đó: m - trọng lượng viên đá trong không khí;
m’ - trọng lượng viên đá trong dung dịch;
p’ - tỷ trọng dung dịch.
Từ đó ta có công thức tính tỷ trọng của viên đá bằng phương pháp cân thủy tĩnh:
Nếu dung dịch là nước cất ở điều kiện tiêu chuẩn thì tỷ trọng của nó đúng bằng 1g/cm3.
2. Thiết bị thử
Các loại cân được sử dụng để xác định tỷ trọng được chia thành hai loại.
- Cân phân tích cơ học thông dụng trong các phòng thí nghiệm;
- Cân phân tích điện tử.
Các loại cân trên phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
- Độ chính xác (khả năng đọc) từ 10-3 g đến 10-5 g, thường 10-4 g (10-2 %);
- Giới hạn cân được đối với đá quý tối thiểu phải đạt 40 g đến 50 g.
Tất cả các loại cân trên đều phải có bộ gá kèm theo để vừa có thể cân mẫu trong không khí, vừa cân trong dung dịch.
Bộ gá này có dạng như hình 1 (loại cân cơ học) hoặc hình 2 (đối với cân điện tử).
Hình 1- Cân cơ học và bộ gá để xác định tỷ trọng.
Hình 2 - Cân điện tử và bộ gá để xác định tỷ trọng.
3. Chuẩn bị thử
- Đặt cân ở mức thăng bằng và chuẩn cân theo quả chuẩn;
- Tuân thủ các điều kiện của phòng thí nghiệm (nhiệt độ, độ ẩm, điện áp v.v...);
- Mẫu phải được rửa sạch và sấy khô. Không thử đối với loại mẫu có nhiều khuyết tật (lỗ hổng, khe nứt hoặc lẫn các tạp chất);
- Dung dịch thường được chọn là loại nước cất hai lần.
4. Tiến hành thử
Việc xác định tỷ trọng bằng phương pháp cân thủy tĩnh gồm các bước sau:
- Cân viên đá trong không khí (cân khô);
- Cân viên đá trong dung dịch (cân ướt);
- Tính tỷ trọng theo công thức ở phần 1.
Khi tiến hành thử phải chú ý sao cho:
- Không có bọt khí bám vào mẫu và lưới khi cân trong dung dịch;
- Không để mẫu và lưới chạm vào thành cốc;
- Những mẫu đá có tỷ trọng nhỏ (hổ phách, nhựa...) cần cho chìm hẳn trong dung dịch khi cân ướt.
5. Xử lý kết quả
Mỗi một giá trị tỷ trọng cần được xác định tối thiểu là 3 lần sau đó lấy giá trị trung bình.
Kết quả cân được lấy với 2 đến 3 chữ số sau dấu phẩy (đơn vị gam). Hiệu chỉnh giá trị tỷ trọng theo:
- Nhiệt độ của dung dịch;
- Theo lực khí tĩnh học khi cân trong không khí;
- Theo độ lệch của các quả cân so với các giá trị danh nghĩa.
Sai số tuyệt đối của phương pháp cân thủy tĩnh được tính theo công thức Wolf:
Trong đó:
p - tỷ trọng viên đá;
Ddd - tỷ trọng dung dịch, g/cm3;
m - trọng lượng viên đá, g;
Δm, ΔV, ΔDdd - các sai số đo tương ứng (khi xác định trọng lượng, thể tích và tỷ trọng dung dịch), tính bằng g, cm3 và g/cm3.