Химический анализ до нашей эры

Воспоминания о замечательных людях время от времени порождают в нас дух размышления. Они возникают перед нами, как заветы всех поколений., ;

И. Гете

Я хочу теперь извлечь из забвения мужа из того же города [2]), человека бедною…—Архимеда.

Цицерон

Вера в могущество разума Архимеда была у царя Сиракуз Гиерона безграничной. Завое­вал ее Архимед своей удивительной способностью применять" глубокие теоретические знания к делам практическим. Особенно поразил граждан Сиракуз ц даря случай с большим судном — триерой. Она была столь велика, что всему населению Сиракуз совместными усилиями не удавалось стащить ее с берега в море. Тогда Архимед придумал и построил механизмы, которые позволили спустить триеру на воду одному Гиерону без посторонней помощи. Убе­дившись в этом, царь воскликнул! «С этого времени Я требую, чтобы Архимеду верили во всем, что только он ни скажет».

Свою высокую репутацию Архимед блестяще оправдал и в случае, который мы передадим в изло­жении римского механика и архитектора Витрувия: ?Когда Гиерон, достигший царской власти в Сираку – за^, после удачного завершения своих предприятий, решил по обету бессмертным богам поместить в од­ном из храмов золотой венец, он заказал сделать его за определенную плату и отвесил нужное количество золота подрядчику. В назначенный по договору срок тот доставил царю тонко исполненную работу, в точ­ности, видимо, соответствовавшую весу отпущенного на нее золота. После же того, как был сделан донос, что часть золота была утаена и при изготовлении венца в него было примешано такое же количество серебра, Гиерон, негодуя на нанесенное ему оскорб­ление и не находя способа доказать эту пропажу, об­ратился к Архимеду с просьбой взять на себя реше­ние этого вопроса. Случилось так, что в то время, как Архимед над этим думал, он пошел в баню и, садясь в ванну, заметил, что чем глубже он погру­жался в нее своим телом, тем больше через край вытекает воды. И как только это указало ему способ решения спорного вопроса, он немедля, вне себя от радости выскочил нз ванны и голым бросился к себе домой, громко крича, что нашел, что искал; ибо на бегу он то и дело восклицал: «Эврика, эврика!».

Ход мыслей Архимеда был примерно таков: пусть на венец пошло золото весом Рди и серебро весом P\g. Золотых дел мастер будет уличен в воровстве, если ‘Pau окажется меньше веса золота, отпущенного Гие – роном.

Определим вначале объем драгоценности. Для этого наполним мерный сосуд водой доверху и опу­стим в него венец. .Часть воды выльется. Ее объем, ко-

Торый легко измерить, как раз и будет равен объему венца. Взвесив венец и разделив его вес P на объем, получим удельный вес d использованного при изго­товлении венца сплава.

Удельный вес золота — c? au, серебра — dAg. Архи­мед предположил, что удельный вес сплавов золота с серебром изменяется линейно с составом[3]), что со­ответствует прямой линии на рисунке. А дальше ужо совсем просто по общему весу и составу определить вес золота и серебра, которые пошли на изготовле­ние венца.

Эти события происходили в III веке до нашей эры, О сплавах в то время имелось весьма смутное пред­ставление. Основная гипотеза Архимеда — о линейной связи удельного веса и состава сплавов золота с се­ребром — была проверена более двух тысячелетий спустя, в середине XIX века. Она оказалась верной!!

Если бы предположение Архимеда было неверным, то не удалось бы точно определить состав сплава. Hq в любом случае по удельному весу изделия можно было судить, чистое ли золото пошло на его изготов­ление или было подмешано серебро.

С легкой руки Архимеда определение состава сплава по его удельному весу (или плотности) стало довольно распространенным приемом. К сожалению, у него немало недостатков. Необходимо знать, из ка­ких именно металлов состоит сплав и какова зависи­мость плотности от состава (а это далеко не всегда прямая линия). Но самое главное, что чувствитель­ность метода зависит от разности плотностей метал­лов, составляющих сплав. Пара золота и серебра в этом отношении очень благоприятна, так как плот­ность золота почти в 2 раза превосходит плотность серебра (соответственно 19,3 и 10,5 г/см3). Однако, когда плотности сплавляемых элементов близки, ме­тод Архимеда оказывается практически бессильным (если не проводить измерения с исключительно высо­кой точностью). С этим при неожиданных обстоятель­ствах пришлось столкнуться испанским чиновникам.

При покорении испанскими конкистадорами Южной Америки был открыт новый металл, внешне похожий на серебро. Его и назвали платиной, что является уменьшительным от испанского «плата» — серебро. Платину завезли в Испанию в таких количествах, что на первых порах она считалась весьма дешевым ме­таллом— намного дешевле серебра. Этим не преми­нули воспользоваться мошенники. Они стали добав­лять платину в золото при изготовлении фальшивых монет. Внешне такой сплав отличить от чистого зо­лота было невозможно. Не мог здесь помочь и метод ‘Архимеда — слишком близки плотности платины и золота (21,5 и 19,3 г/см3). Надежного и быстрого способа выявления подделки не нашлось, и это край­не затрудняло борьбу с фальшивомонетчиками. А их деятельность между тем приняла такие масштабы, что в результате администрации пришлось пойти на край­ние меры — утопить все запасы платины в море.