Soortelijke massa

soortelijke massa, of dichtheid (verouderde naam: soortelijk gewicht), stofeigenschap die de hoeveelheid van een stof per volume-eenheid weergeeft, uitgedrukt in kilogram per kubieke meter. In de numismatiek gebruikt men om praktische redenen vooral de eenheid gram per kubieke centimeter (g/cm³). In de tabel zijn enkele muntmetalen gerangschikt naar opklimmende dichtheid.

Dit betekent dat een zuiver gouden munt een dichtheid van 19,3 g/cm³ moet hebben en een zuiver zilveren munt een dichtheid van 10,5 g/cm³. De dichtheid van een gouden munt die gelegeerd is met zilver, zal daardoor tussen de 19,3 en de 10,5 g/cm³ liggen, waarbij de dichtheid van de munt lager is naarmate er meer zilver bijgemengd is. Op dit principe berust de gehaltebepaling door middel van wegen. Hierbij moeten massa en volume van de munt zo nauwkeurig mogelijk bepaald worden. De massa van een munt is met een goede balans of elektronisch weeginstrument behoorlijk nauwkeurig te bepalen. Het volume van de munt wordt via een omweg bepaald, namelijk door de munt nogmaals te wegen, maar nu ondergedompeld in een vloeistof waarvan de dichtheid zeer nauwkeurig bekend is. De nauwkeurigheid van deze dichtheidbepaling neemt toe als een vloeistof met hogere dichtheid gebruikt wordt. Daarom is een vloeistof als perfluoro-1-methyldecaline met een dichtheid van ca. 1,6 g/cm³ geschikter dan water (1,0 g/cm³). Vanzelfsprekend mag zo'n vloeistof de munt niet kunnen aantasten. Uit de gevonden dichtheid wordt vervolgens het gehalte berekend.

De bovenstaande bepaling van de dichtheid is voor het eerst toegepast door de Griekse wiskundige Archimedes (287-212 v.Chr.) uit Syracuse, die volgens de legende de opdracht kreeg om het gehalte van een gouden kroon te bepalen zonder de kroon te smelten omdat deze al aan een godheid was gewijd. Archimedes ontdekte de naar hem genoemde wet over opwaartse kracht in vloeistof toen hij, alweer volgens de legende, in het openbare badhuis zichzelf onder water lichter voelde. De formule voor de berekening van de dichtheid luidt:

Deze methode is zo aantrekkelijk omdat deze vorm van analyse niet destructief is; chemische analyse. Het nadeel is dat deze alleen te gebruiken is bij legeringen van twee metalen. Bij een legering van drie of meer metalen (goud wordt meestal met zilver en koper gelegeerd) is de berekening van het gehalte niet mogelijk, tenzij men uit mag gaan van een vaste verhouding tussen de bijgevoegde metalen (goud wordt vaak gelegeerd met zilver en koper in een verhouding van 3 op 1). Bovendien wordt de methode onnauwkeuriger naarmate de dichtheid van de twee metalen dichter bij elkaar ligt. Daarom is het in de praktijk niet goed mogelijk om het gehalte van zilveren munten (een legering van zilver met koper) op deze wijze nauwkeurig vastte stellen.

naam	chemisch	dichtheid
	symbool	(g/cm3)
magnesium	Mg	1,74
aluminium	Al	2,70
zink	Zn	7,14
tin	Sn	7,29
ijzer	Fe	7,86
nikkel	Ni	8,90
koper	Cu	8,92
zilver	Ag	10,5
lood	Pb	11,3
goud	Au	19,3
platina	Pt	21,4

Lit.:

Oddy, W.A., en M.J. Hughes, The specific gravity method for the analysis of gold coins, Archaeometry (april 1972) 75-87.