Metoda kupelacyjna

Badanie metali szlachetnych, a zwłaszcza złota na drodze ogniowej, czyli tzw. metoda kupelacyjna, jest najważniejszym i najprostszym sposobem dokładnego oznaczania zawartości tych metali w stopach. Teoretyczne wyjaśnienie tej metody jest następujące: metale szlachetne, a więc platynę, złoto i srebro, można oddzielić od łatwo topliwych i utleniających się metali nieszlachetnych, znajdujących się w stopach, przez stopienie z ołowiem na kupelce w atmosferze utleniającej.

Czynność stapiania z ołowiem na kupelce przeprowadza się w piecu muflowym, zwanym kupelacyjnym, ogrzewanym najczęściej gazem świetlnym. Kupelka jest to naczyńko o kształcie grubościennego tygielka, sporządzone z materiału o charakterze zasadowym, tj. z mączki kostnej, związanej potażem, lub z mieszanki magnezytowej. Znajdujący się w stopie metal nieszlachetny, przede wszystkim i przeważnie miedź albo mała ilość żelaza, cynku, cyny, stopiony w warunkach utleniających, łatwo przechodzi w tlenki, które łącznie z powstałym tlenkiem ołowiu (PbO) wsiąkają w porowatą kupelkę, podczas gdy utleniający się metal szlachetny pozostaje na wierzchu kupelki.

Podczas kupelacji następuje strata metalu szlachetnego, która spowodowana jest parowaniem metalu oraz rozpuszczeniem się go w utworzonym PbO i wsiąknięciem w kupelkę. Dlatego też ilość ołowiu użytego do kupelacji musi być dostosowana do zawartości metalu nieszlachetnego w badanym stopie. Tak nadmiar, jak i niedostateczna ilość ołowiu wpływa niekorzystnie na wynik oznaczenia. Oprócz tego znaczny wpływ na stratę metalu szlachetnego w badaniu kupelacyjnym mają domieszki bizmutu, antymonu i teluru, które ułatwiają wsiąkanie metalu szlachetnego w kupelkę.

Pozostałe po kupelacji na kupelce ziarno, składające się tylko z metali szlachetnych, rozpłaszcza się w cienką blaszkę, po czym następuje rozdział znajdujących się w nim metali na drodze mokrej. Aby rozdział ten nastąpił możliwie dokładnie, badany stop musi być przed procesem kupelacyjnym zinkwartowany, tzn. przygotowany w ten sposób, aby stosunek złota do srebra w odkupelowanym ziarnie wynosił 1:2,5 — a nie przekraczał stosunku 1:2,7, czyli aby złoto w stopie złotosrebrnym stanowiło czwartą część stopu. Przy zachowaniu tego stosunku cała ilość srebra zostaje rozpuszczona pod działaniem kwasu azotowego lub siarkowego, a pozostałe czyste złoto daje po odważeniu próbę tego metalu w badanym stopie.