第六节　相对密度的测定方法

相对密度（Specific gravity，SG）是物质在空气中的质量与4℃时同体积水的质量之比。英文缩写为SG，是无量纲的。宝石的相对密度值是鉴定宝石的一个重要的物理常数。目前，在宝石鉴定中，用于测定宝石密度的方法主要有静水力学法和重液法两种。

一、静水力学法

1.原理

根据阿基米德定律可知，当一个物体浸入液体中，液体作用于物体的浮力等于其所排开液体的质量。根据物体排开液体的质量可以得知物体的相对密度。

2.设备

一台电子（克拉）天平、一个玻璃烧杯、一个阿基米德桥（即烧杯支架）、一个金属丝框（篮）及其支架、一把镊子、一杯液体等（图4-25）。

3.测定步骤

测定宝石的相对密度步骤如下（以电子天平测量法为例）。

①将电子天平的质量单位调至克拉或克。

②清洗宝石，使宝石表面洁净、无杂质。

③把宝石放在秤盘上，读出的数字即为宝石在空气中的质量M1。

④将宝石放入在水杯的丝篮中，所读出的数字即称得宝石在水中的质量M2。

e计算宝石的相对密度（SG），其计算公式为：

4.注意事项

①待测宝石必须是非吸水性的，多孔隙材料不可测。

②擦净宝石，使宝石没有油脂。

③宝石在水中称重时尽量避免附在水杯或样品上的任何气泡。

④用镊子拿放宝石要轻，环境要安静，以免影响测量精度。

⑤宝石颗粒小于1ct（1ct=0.2g），误差范围较大。

这种方法的优点是能准确地测定许多宝石的相对密度值，缺点是不能精确测定较小宝石的相对密度值。

二、重液法

重液法是将待测宝石放入已知的比重液中，视宝石在比重液中沉浮情况，间接测定宝石相对密度的一种简便易行、迅速有效的方法。重液法测定宝石的相对密度是一种有效的鉴定手段，尤其对小颗粒宝石更为方便快捷。

1.重液系列

通常由四瓶重液组成，每瓶所盛重液大约为25mL。在有条件的情况下，可配制四瓶以上的重液系列。

常用的重液系列，其相对密度见表4-6。

2.操作步骤

①用酒精清洁样品并擦干。

②用手掂样品估计其相对密度，以决定最先用哪种相对密度的重液。

③用镊子把样品完全浸入已知相对密度的重液中，并把镊子靠在重液瓶内侧，以逸出气泡，而后松开镊子。

④观察样品在重液中的沉浮情况进行如下判断（见图4-26，D宝和D液分别表示宝石和重液的相对密度）：

宝石上浮：D宝<D液

宝石悬浮在重液中：D宝=D液

宝石样品下沉：D宝>D液

3.注意事项

①测试时，应将宝石最平的面向下或向上放入重液中，以利于观察。

②可用标样进行对比测试。

③每一次测试仅能使用一个重液瓶，并且一个重液瓶中只能放入一个样品。

④在更换使用另一瓶重液测定时，应洗净、擦干样品并更换镊子。

⑤重液可反复使用，但温度会影响重液的相对密度。因此，每次使用之前，都要用标样检查重液。

⑥若宝石样品的折射率与重液的折射率接近时，宝石样品的轮廓会不清晰。

⑦观察宝石样品沉浮速度时，应使眼睛与重液保持在同一水平面上，以求得出较为精确的估计。

⑧由于结构、构造不同及杂质和包裹体的影响，同一种宝石的不同样品的相对密度会有所变化。

⑨重液有一定的毒性、挥发性和腐蚀性，应避免吸入其蒸汽或黏附皮肤和衣物。

⑩应将重液密封贮藏于阴暗处，并在含碘化合物重液中放入一小片铜可防止重液分解和发黑。

有机宝石、塑料、拼合石和有空隙的宝石样品不宜用该法测定其相对密度。

这种方法优点：能精确测定较小宝石的相对密度值。缺点：大于瓶口的宝石无法测定其相对密度。其中一些重液属于危险品，或价格昂贵，应在通风设备好的实验室中使用。重液具有一定的挥发性，时间长了，重液的相对密度就会有所偏差