Как определяют содержание золота в радиодеталях

Расскажу и покажу, как химики определяют процентное содержание (а говоря более научным языком, массовую долю) золота в радиодеталях. Фото сделаны вчера во время анализа реальной пробы.
Золото в достаточно существенных количествах (на уровне нескольких процентов) содержится обычно в резисторах, транзисторах, конденсаторах, микросхемах, диодах и других элементах электрических схем. В этот раз заказчик (кто это рассказывать не имею права — аттестованная лаборатория работает на условиях конфиденциальности) принес нам кусочки компьютерного процессора.

Первым делом, пробу желательно измельчить. В нашем случае используем для этого обычные кусачки. И вот, что получаем:

После этого проба должна быть взвешена с высокой точностью на аналитических весах:

После этого помещаем пробу в термостойкий стакан и заливаем смесью кислот

Затем ставим этот стакан на электроплитку и нагреваем до кипения. При этом раствор приобретает зеленый цвет. Это происходит из-за растворения меди, которая обычно содержится в больших количествах почти во всей электронике. А в кислых растворах ионы меди в не акватированном состоянии окрашены в этот цвет.

И вот, наконец, пошло активное кипение. Пространство стакана наполняется бурым газом — оксидом азота, который выделяется при взаимодействии металлов с азотной кислотой

Поскольку процессор не целиком состоял из металлов, а и из полимерной «матрицы», которая в кислотах практически не растворяется, проба растворилась не полностью. Полностью растворилась лишь ее металлическая часть, а полимеры (пластмасса, проще говоря, остались «в осадке». Поэтому раствор в мерную колбу не просто переливают, а фильтруют через бумажный фильтр, чтобы не растворившиеся частицы в колбу не «проскочили», а остались на фильтре. Фильтр установлен в мерную колбу — это колба с меткой, если уровень жидкости довести ровно до метки, то получите точно измеренный объем раствора. В нашем случае это 100 мл.

Вот, уровень доведен до метки, и наша проба готова к проведению собственно анализа

Для определения содержания золота применяют атомно-абсорбционный метод анализа. «Атомно-абсорбционный» означает, что этот метод основан на поглощении света атомами золота. Для калибровки прибора необходимо иметь приготовленные стандартные растворы золота с точно известными концентрациями:

А сам прибор выглядит вот так:

Для определения каждого элемента нужен свой источник резонансного излучения или, попросту говоря, своя лампа. Для определения золота нужна такая лампа, которая излучает ту длину волны, которую поглощает золото))) Вот такой каламбур! ) Вот так выглядит лампа на золото:

Вставляем ее в прибор, подаем ток и получаем вот такое свечение (хотя на самом деле важным является свечение этой лампы в ультрафиолетовой (т.е. невидимой глазу) области спектра

Однако нужна еще одна, вспомогательная лампа, которая помогает нам избавиться от мешающих влияний. Это дейтериевая лампа, излучающая сплошной спектр:

Для того, чтобы атомы начали поглощать свет, нужно сначала эти самые свободные атомы как-то из пробы получить (не из отдельных же атомов, в самом деле, состоят процессоры и даже их кислые растворы)) Есть несколько способов это сделать, мы используем наиболее простой — распыление в пламя. Под действием температуры воздушно-ацетиленового пламени (около 2300 градусов Цельсия) распыляемый аэрозоль распадается на атомы, которые свет от лампы и поглощают.

Перед началом измерения нужно убедиться в том, что уровни сигнала от обеих ламп сбалансированы:

Убедившись, начинаем поочередно распылять стандартные растворы золота и раствор нашей пробы в пламя:

Величина, характеризующая степень поглощения света, называется оптической плотностью, а в этом методе — еще и абсорбционностью. Ее-то прибор и фиксирует. Если абсорбционность велика, стоит разбавить пробу, иначе будет большая погрешность. Потом, естественно, при расчетах необходимо учитывать, во сколько раз было сделано разбавление.