Archimedes Wassertest um Gold zu prüfen

Archimedes Wassertest

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Als weitere Berechnungsmöglichkeit zur Prüfung der Echtheit von Gold-Schmuckstücken dient der Wassertest des Syrakusers Archimedes (287 v. Chr. - 212 v. Chr.).
Hiermit können Sie aufgrund der unterschiedlichen Dichte von Metallen prüfen, ob es sich um ein echtes oder ein gefälschtes Schmuckstück handelt. Nun, aber wie bestimmt man die Dichte eines Körpers? Gut dass es den guten, alten Archie gegeben hat... Die Geschichte, warum Archimedes anno Tobak neben dem Schlachruf der griechischen Fussball-Fans "Heureka" auch den Goldtest erfand, dürften fast jedem Leser bekannt sein. Archimedes erkannte nämlich, dass jeder Körper, der vollständig in Wasser getaucht wird, sein eigenes Volumen (nicht zu verwechseln mit seinem Masse-Gewicht) an Wasser verdrängt. Da Wasser bekanntlich eine Dichte von 1g/cm³ hat, entspricht die Menge des verdrängten Wassers exakt dem Volumen des Körpers in cm³ .
Hieraus erschließt sich folgendes:

Taucht man einen Gegenstand mit einem bestimmten Volumen in Wasser ein, ohne dass Wasser überläuft, so verliert dieser scheinbar an Gewicht und zwar exakt soviel, wie das Volumen des Körpers Wasser verdrängt. Das Volumen eines Körpers errechnet sich aus der Formel: Volumen = Masse (Gewicht in g) / spezifisches Gewicht des Körpers in g/cm³
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Beispiel:

Wir haben eine gelbgoldene Statue, wovon der Verkäufer erklärt, dass es 18 Karat Gold ist. Das Gewicht in der Luft ist 45 Gramm. Napf mit Wasser wiegt 200 Gramm. Napf mit Skulptur (schwebend an eine Feder) wiegt 204,3 Gramm = 4,3 Gramm Unterschied.
45 gramm Gewicht an der Luft / 4,3 m³= 10,47 gramm/cm3 Aus dieser können wir zumindest feststellen, dass es kein Gold ist. Wahrscheinlich handelt es sich um eine silberne Statue (10,49 gramm/cm3) mit eine Vergoldung. Wenn es sich um eine 18 Karat Gold-Statue handeln würde, dann müsste das Gewicht der Statue bei etwa 66,43 Gramm liegen (4,3 x 15,45).
Wir haben ein goldfarbenes Schmuckstück vorliegen, welches 95,00 g wiegt.

Hat das gewogene Gefäß mit Wasser z.B. 300 g gewogen und zeigt die Waage nach dem Eintauchen des Gegenstands nun 306,14 g, so kann man aus der Differenz das spezifische Gewicht des Metalls berechnen:
Scheinbares Gewicht des Gegenstandes im Wasser in g = Gewicht Gefäß, Wasser und Gegenstand - Gewicht Gefäß und Wasser (306,14 g - 300,00 g) =6,14 g
Volumen in cm³ = Masse (Gewicht in g) - scheinbares Gewicht des Gegenstandes im Wasser in g (306,14 - 300 g) = 6,14 g = 6,14 ml = 6,14 cm³
Spezifisches Gewicht des Metalls des Körpers in g/cm³ = Masse in g / Volumen in cm³ (95,00 g / 6,14 cm³) = 15,50g/cm³. entspricht Gelbgold mit 750/1000 Anteilen Feingold hat ein spezifisches Gewicht von 15,45 g/cm³. Die minimale Differenz liegt in der Mess-Ungenauigkeit der Waage begründet.

Ergebnis: Das spez. Gewicht des Schmuckstücks entspricht dem spez. Gewicht von Gelbgold 750/1000

2. Beispiel-Wägung:

Nun prüfen wir auf dieselbe Weise wieder ein ebenso schweres, golden aussehendes Schmuckstück mit 95,00 g:

Wieder haben wir unser volles Wassergefäß mit 400,00 g gewogen, die Waage zeigt nach dem Eintauchen des Schmuckstücks nun 410,55 g an.
Scheinbares Gewicht des Gegenstandes im Wasser in g = Gewicht Gefäß, Wasser und Gegenstand - Gewicht Gefäß und Wasser (410,55 g - 400,00 g) =10,55 g Differenz
Spezifisches Gewicht des Metalls des Körpers in g/cm³ = Masse in g / Volumen in cm³ (95,00 g / 10,55 cm³) = 9.0 g/cm³

Fälschungen aus unedlem Metall haben meist ein spezifisches Gewicht von max. 9.5g/cm³ (Mischung aus Kupfer, Zink und Blei) oder weniger, aber nie mehr als 10,87g/cm³ (denn dann dürfte es sich ziemlich sicher schon um Rotgold AU 333/1000 handeln - oder um Blei aber dies erkennt man schließlich an der Farbe).
Man erkennt also bereits an dem Unterschied des scheinbaren Gewichts der Gegenstände im Wasser einen signifikanten Unterschied zwischen echtem und unechtem Schmuck. In diesen Beispielen wären dies (488,80 g - 484,45 g) 4,35 g, also 4,57 % des tatsächlichen Gewichts.
Diese Berechnung kann also auch zur Unterscheidung bzw. Prüfung auf Echtheit dienen.
Alternativ können Sie statt eine Waage auch ein Federgewicht benutzen. Für kleinere Objekte, es ist einfacher ein Glas Kolben / Messbecher zu verwenden. Hierbei teilen Sie die Masse des Objekts durch die Oberflächendiffusion in den Kolben. Daraus folgt, die Dichte des Objekts.

Weitere Informationen über Gold finden Sie hier:

Gold testen

Gewichtsberechnung für Gold