琥珀鉴定,我用大头针,实验室用红外光谱。
鉴定方法:
一、比重测试:琥珀密度为1.05-1.10之间,所以在1:4的盐水中,真品上浮,赝品会下沉(无其他材质镶嵌)。
二、针烧测试:把针加热至红色,烫在琥珀的表皮,会有松香味,色黑,塑料品会局部融化而粘住针头。
三、乙醇测试:可利用指甲油的去光水测试其表面,真琥珀不会有任何反应,而树脂则会腐蚀。
四、声音测试:无镶嵌的琥珀珠子放在手中轻轻揉动,会发出很柔和略带沉闷的声音,如果塑料或树脂的声音会比较清脆。
采用红外光谱仪对市场上常见琥珀及琥珀仿制品进行了分析,进行了直接镜面反射测试和直接透射测试对比。结果显示直接镜面反射法与KBr压片法具有很好的对应关系,但是两者的区别也是明显的:粉末压片法测试得到的吸收峰明显多于镜面反射法、重复性好、峰形锐利,而镜面反射法反射峰宽化,并会伴有一定的位移。故压片法能得到更准确的测试谱图,但实际工作中多采用直接镜面反射法,在不损伤样品的状态下能够将绝大部分琥珀的仿制品鉴别出来。
一、 琥珀的红外光谱特征
挑选市场上典型样品采取粉末,用KBr:样品=100:1~200:1的比例做成压片,采用透射法测试得到红外图谱,重复性好,如图1。
图1 琥珀KBr粉末压片法测试结果(不同样品结果对比图)
图1中两条谱线分别由两个样品测试得出,在测试中发现,不同琥珀样品的红外光谱图可比性很好,峰位位移变化很小,主要吸收峰位见表1。
表1 琥珀的红外吸收峰位表
序号 | 波数(cm-1) | 相对强度 | 归属 |
1 | 3442.6 | 0.194 | OH吸收 |
2 | 3077.5 | 0.009 | 不饱和烃C-H |
3 | 2927.3 | 0.541 | CH2反对称伸缩振动 |
4 | 2867.9 | 0.019 | CH2对称伸缩振动 |
5 | 2849.7 | 0.008 | CH2对称伸缩振动 |
6 | 2675.1 | 0.012 | C-H伸缩振动 |
7 | 2170.1 | 0.009 | 大气中的CO2 |
8 | 1737.7 | 0.543 | 脂肪族中C=O伸缩振动 |
9 | 1643.1 | 0.049 | OH |
10 | 1562.0 | 0.045 | |
11 | 1452.7 | 0.355 | CH2弯曲振动(芳香族) |
12 | 1375.2 | 0.148 | CH3弯曲振动(芳香族) |
13 | 1256.5 | 0.040 | |
14 | 1156.4 | 0.472 | C—O伸缩振动 |
15 | 1057.7 | 0.009 | |
16 | 993.9 | 0.151 | CH=CH2 |
17 | 887.6 | 0.111 | C=CH2 |
18 | 853.1 | 0.026 | |
19 | 821.0 | 0.006 | |
20 | 798.7 | 0.009 | [CH(CH3)2]骨架振动 |
21 | 746.8 | 0.010 | C—C平面摆动 |
22 | 702.4 | 0.024 | |
23 | 621.8 | 0.076 | |
24 | 559.2 | 0.012 | |
25 | 452.8 | 0.018 | |
26 | 406.7 | 0.007 |
将琥珀样品做直接镜面反射得到的红外光谱,是反射谱形式,由于异常色散作用而往往导致红外反射谱带产生畸变,形成似微分谱形或者说具有导数谱的特征。为了消除这种畸变,可以通过Kramers-Kronig变换(下称K-K变换)进行校正,校正后的镜面反射红外光谱图消除了大部分的畸变,但局部还具有导数谱特征,其与KBr粉末压片透射法得到的谱图具有很好的对应关系。如图2
图2 琥珀镜面反射谱(经K-K变换)
对比图1和图2,镜面反射谱中主要的吸收峰都能很好的反应出来,只是丢失了一些弱的吸收峰,多了一些噪声影响,能够满足大多数样品测试的需要。实际工作中,用镜面反射法不需要制样,可以做无损的直接测试,即方便又快速。但值得注意的是,压制琥珀的镜面反射谱与琥珀的基本相同,说明其成分变化不大。
与琥珀最相似的树脂是硬树脂和松香。
1.硬树脂是一种地质年代很新的半化石树脂,与琥珀有类似的成分,用一小滴乙醚滴在硬树脂表面,用手揉搓,硬树脂会软化并发粘,琥珀则无任何变化。
2.松香是一种未经地质作用的树脂,呈淡黄色,不透明,质轻且硬度很小,用手可捏成粉末,其表面有许多油滴状气泡,而湖泊表面光滑,半透明,内含物较为常见,用肉眼即可看到琥珀内部的动植物包裹体及纹理。
二、 琥珀仿制品的红外光谱特征
(一)松香
KBr压片测试结果见图3。
与琥珀Kbr粉末压片红外光谱相比,有以下区别:1.水的吸收波数降低为3423cm-1;2.2930 cm-1、2868 cm-1位移不大;3.吸收最强的1694 cm-1往低波数区位移;4.1562 cm-1吸收减弱;5.1460 cm-1以下位移明显,1186 cm-1吸收明显。
图3 松香KBr压片测试结果
松香的镜面反射法图谱与粉末压法同样具有非常好的对应性。利用镜面反射法就很容易将琥珀和松香区分开来。见图4。
图4 松香与琥珀的镜面反射红外光谱(黑色为琥珀,蓝色为松香)
(二)柯巴树脂
KBr粉末压片红外光谱,见图5。
图5 柯巴树脂KBr粉末压片红外光谱
与琥珀Kbr粉末压片红外光谱相比,区别有:1.水的吸收波数降低为3431cm-1;2.2930 cm-1、2868 cm-1位移不大;3. 1700 cm-1往低波数区位移;4.1564 cm-1吸收增强;5.1444 cm-1、1385 cm-1位移明显;6.1041 cm-1、887 cm-1吸收明显区别于琥珀。
镜面反射法,柯巴树脂的谱图与粉末压片同样具有非常好的对应关系。同样地,利用原物镜面反射法不难与琥珀区分开来,见图6。
图6 柯巴树脂与琥珀镜面反射红外光谱( 蓝色为柯巴树脂,黑色为琥珀)
(三)人工材料仿制品,琥珀的仿制品有塑料,玻璃和玉髓
1.塑料类塑料在颜色,暖感和电学性质上与琥珀十分相似,但密度与琥珀有很大区别。
塑料中除聚苯乙烯在饱和盐水漂浮外,其余全部下沉,因为它们的密度都大于饱和盐水(1.2)而琥珀的密度为1.08所以能漂浮在饱和盐水中。
才外塑料具有可切割性,用小刀在样品一侧切割时会成片剥落,而湖泊因其具脆性,则产生贝壳状小缺口。
用热针刺,塑料会有各种异味,而琥珀可发出松香的味道
2.玻璃和玉髓
玻璃和玉髓在颜色上可仿制琥珀,但其性质与琥珀有很大区别,它们的比重都比琥珀重得多,而且都具有凉感,用手掂法即可区别出,另外,玻璃和玉髓都用热针刺不动。
人工材料仿制品种类较多,一般使用镜面反射法就能很容易区别开来。图7中是两种常见的不同类型的仿制品镜面反射图谱与琥珀的对比。
图7 人工材料仿制品与琥珀镜面反射红外光谱( 上、中为人工材料仿制品,下为琥珀)