Galium Geology Economy. Svjetsko tržište galija. Primjeri rješavanja problema

Galijum

Galijum -I; m. [s lat. Gallia - Francuska] Hemijski element (GA), Metalni metalni srebrni-bijeli (koristi se u proizvodnji poluvodiča).

(Lat. Galgium), hemijski element III periodičnog sistema. Ime iz Gallia je latinsko ime Francuske. Srebrno-bijelo nisko topljenje ( t. PL 29.77ºC) Metal; Gustoća (g / cm 3) od punog metala 5.904, tečna 6.095; t. KIP 2205ºC. U zraku su hemijski regali. U prirodi je raštrkan, susreće se sa al. Primijenite uglavnom (za 97%) u proizvodnji poluvodičkih materijala (Gaas, Gasb, Gap, Gan).

Gallium (lat. Gallium, iz Gallia - latino ime iz Francuske), GA (Galliya), hemijski element sa atomskim brojem 31, atomska težina 69.723.
Prirodni Gallium sastoji se od dva izotopa 69 GA (61,2% po težini) i 71 GA (38,8%). Konfiguracija vanjskog elektronskog sloja 4 s. 2 p. jedan. Stupanj oksidacije je +3, +1 (valencija I, III).
Smješten u grupi III periodičnog sistema elemenata, u 4. razdoblju.
Polumjer atoma 0.1245 NM, ion radijus GA 3+ 0.062 Nm. Energija uzastopnog ionizacije 5.998, 20.514, 30.71, 64.2 i 89.8 eV. Struja Pauling (cm. Paulong Linaus) 1,6.
Otvaranje povijesti
Po prvi put je postojanje ovog elementa predviđeno D. I. Mendeleev (cm. Mendeleev Dmitrij Ivanovič) 1871. godine na osnovu otvorenog periodičnog zakona. Nazvao je njegov ekaluminijum. 1875. P. E. Lekki de Boabodra (cm. Leak de Boabodran Paul Emil) Dodijeljeni galijum iz cink rude.
De Baabodran odredio je gustoću galija - 4,7 g / cm 3, koji nije odgovarao predviđenim vrijednosti D. I. Mendeleev vrijednosti od 5,9 g / cm 3. Rafinirana vrijednost gustoće galija (5.904 g / cm 3) poklopila se s predviđanjem MendeleeV-a.
Pronalaženje prirode
Sadržaj u zemljinoj kore je 1,8 · 10 -3% po težini. Gallium se odnosi na raštrkane elemente. U prirodi se nalazi u obliku vrlo rijetkih minerala: Zemeteitis GA (OH) 3, Gallita Cugas 2 i drugi. To je aluminijski satelit (cm. Aluminijum), cink (cm. Cink (hemijski element)), njemačka (cm. Germanium), žlijezda (cm. Iron); Sadržan u sfetima (cm. Sfellerite), Nethelin (cm. Netherin), natrolit, bauksi, (cm. Boxites) Njemačka, u ugljivima i željeznim rudama nekih depozita.
Dobivanje
Glavni izvor Galliuma je aluminatna rješenja dobivena recikliranjem alumina. Nakon uklanjanja većine Al i višestruke koncentracije, formirana je alkalno rješenje koje sadrži GA i AL. Gallium je izoliran elektrolizom ovog rešenja.
Fizička i hemijska svojstva
Gallium je lagan sivo metal sa malim topljenjem sa plavkastom nijansom. Mjesto GA može biti u tekućem stanju na temperaturama ispod tališta (29.75 ° C). Tačka ključanja je 2200 ° C, objasnjen je činjenicom da u tečnom Galiju gusta pakiranje atoma sa koordinacijom broj 12. Za njegovo uništenje potrebno je potrošiti puno energije.
Kristalna rešetka stabilne a-modifikacije formiraju se diperkualnim molekulama GA 2, pridruženim snagama van der Wales (cm. Intermolekularna interakcija), Dužina komunikacije je 0,244 Nm.
Standardni potencijal elektrode GA 3+ / Ga par je -0,53b, GA je u elektrohemijskom redu do vodonika (cm. Vodonik).
Kemijskim svojstvima Galliuma sličan je aluminumu.
U Air Ga je prekriven oksidnim filmom koji štiti od daljnje oksidacije. Sa arsenom (cm. Arsenić)fosfor (cm. Fosfor), antimon (cm. Antimon) Formira arsenid, fosfid i galijum antimonida, sa sivom bojom (cm. Sumpor)selenijum (cm. Selen), Telllur (cm. Tellurium) - Chalcogenidi. Kada se grijati ga reagira sa kisikom (cm. Kisik). Sa klorom (cm. Hlor) i BROMOM (cm. Bromine) Gallium djeluje na sobnoj temperaturi, s jodom (cm. Jod) - Kada se zagreva. Gallium Halides, obrazac GE 2 x 6 dimera.
Gallium formira polimerni hidride:
4LIH + GACL 3 \u003d LI + 3LICL.
Stabilnost iona pada u nizu BH 4 - - Alh 4 - - Gah 4 -. ION BH 4 - Otporan u vodenu otopinu, Alh 4 - i Gah 4 - Brzo hidrolizirano:
Gah 4 - + 4h 2 O \u003d GA (OH) 3 + OH - + 4H 2
Kada se zagrijava pod pritiskom, ga reagira sa vodom:
2GA + 4H 2 O \u003d 2Gaooh + 3h 2
Sa mineralnim kiselinama GA, polako reagira s puštanjem vodonika:
2GA + 6HCL \u003d 2GACL 3 + 3H 2
Galijum se rastvara u alkalisu sa formiranjem hidroksiogaltata:
2ga + 6h 2 O + 2Aoh \u003d 2na + 3h 2
Galijum oksid i hidroksid pokazuju amfoterična svojstva, iako su osnovna svojstva njih u odnosu na AL pojačane:
GA 2 O 3 + 6HCL \u003d 2GACL 2,
GA 2 O 3 + 2Aoh + 3h 2 O \u003d 2na
GA 2 O 3 + NA 2 CO 3 \u003d 2Nagao 2 + CO 2
Kada se izduže otopina bilo koje galium soli, uvažava se GE 2 O 3 gallijum hidroksid. x.H 2 O:
GA (br. 3) 2 + 3Aoh \u003d GA (OH) 3 ї + 3nano 3
Kada se rastvaraju GA (OH) 3 i GA 2 3+, aquacomplexes 3+ formiraju se u kiselinama, stoga su iz vodenih rješenja soli izina izoliranih kao kristallohidrati, na primjer, gallium hlorid gacl 3 · 6h 2 o, gallijski kga alum (Dakle 4) 2 · 12h 2 O. Gallium aquaComplexes u rješenjima je bezbojna.
Primjena
Oko 97% proizvedene galijumske industrije koristi se za dobivanje spojeva sa poluvodičkim svojstvima, kao što su Gaas Gallium Arsenide. Metalni gallium koristi se u elektronici za hladno lemljenje keramičkih i metalnih dijelova, za doping GE i SI, dobivanje optičkih ogledala. GA može zamijeniti HG u Električni ispravljačima. Eutektički aluminijum GALIUM sa Indijom se koristi u zračenju reaktora reaktora.
Značajke cirkulacije
Gallium je nisko otrovni element. Zbog niske tačke GA Ingota, preporučuje se prevoziti u polietilenskim vrećicama, što je slabo namočen tekućim galijumom.

Enciklopedski rječnik. 2009 .

Gledajte šta je "Gallium" u drugim rječnicima:

Metal, jednostavno tijelo, postojanje kojeg je predviđeno Mendeleev i koga su otvorili Lekok de Bobodran. Rečnik stranih reči uključenih na ruski jezik. Chudinov A.n., 1910. Gallium je neobavezan mineralni, plavi plavi; Solid, ... ... Rječnik stranih reči ruskog jezika

- (gallium), GA, hemijski element III grupa periodičnog sistema, atomski broj 31, atomska težina 69,72; Metal. Gallium je otvoren za francuski hemičar P. Lekkom de Boabodra u 1875. ... Moderna enciklopedija

GA (lat. Galgium * a. Galgium; n. Gallium; F. Gallium; i. Galio), Chem. Element III grupni periodični. Mendeleev sistemi, at. n. 31, at. m. 69.73. Razmišlja iz dva stabilna 69GA izotopa (61,2%) i 71GA (38,8%). Predviđeno je 1870. godine D. I. ... ... Geološka enciklopedija

galijum - Ja, m. Gallijum m. Od lat. Imena Francuske, gdje je otvoren 1875. godine od apoteke de Baudbodran. Es. Hemijski element, mekan lektan srebrni bijeli metal; Koristi se umjesto žive za proizvodnju mjerača tlaka i visoke temperature ... ... Povijesni rječnik gallicizam ruski jezik

Galijum - (gallium), GA, hemijski element III grupa periodičnog sistema, atomski broj 31, atomska težina 69,72; Metal. Gallium otvori francuski hemičar P. Lekkom de Boabodran 1875. ... Ilustrirani enciklopedski rječnik

Galijum - Chem. Element, GA simbol (lat. Galgium), at. n. 31, at. m. 69.72; Srebrni bijeli metal; Gustoća 5904 kg / m3, tpl \u003d 29,8 ° C, tkip \u003d 2230 ° C. Gallium kao tečnost postoji u vrlo velikom temperaturnom rasponu, pa se koristi u ... ... Veliki politehnični enciklopedijski rječnik sinonima

- (Chem.). Svojstva ovog osnovnog tijela, GA \u003d 69, 86, razvedene su (di mendeleev) periodični sistem elemenata, CA-aluminij, 1871. godine, Lekki de Baabodran otvorio je G. u cink-sovi iz Pyerrefitea (u Piriniamu) ) Uz pomoć ... ... Enciklopedija Brockhaus i Ephron

galijum - GA Element III grupni periodični. Sistemi, at. n. 31, at. m. 69.72; Srebrni bijeli lampica metala. Sastoji se od dva stabilna izotopa sa masovnim brojevima 69 (60,5%) i 71 (39,5%). Postojanje GA ("ekaluminij") i OSN. Njegova ab ... ... ... Katalog tehničkih prevoditelja

Na elementu sa atomskim brojem 31 većina čitalaca samo zapamti da je to jedan od tri predviđena i detaljnija DI opisana. Mendeleev, a taj gallium je vrlo niskopisni metal: da ga pretvori u tečnost, ima dovoljno toplotnog dlana.

Međutim, Gallium nije najzanimljiviji metali (čak i ako ne broji živu). Njegova tačka topljenja je 29,75 ° C, a cezijum se topi na 28,5 ° C; Samo cezijum, kao i svaki alkalni metal, nećete uzimati u rukama, pa se dlan prirodno rastopi da se topi lakše od cezija.

Otpjevajte priču o elementu broj 31, namjerno smo počeli spominjati da su gotovo svi poznati. Jer ovaj "poznati" zahtijeva objašnjenje. Svi znaju da ga Gallium predviđa mendeleev i predavao de Boabodran, ali ne znaju svi kako se otkriće dogodilo. Gotovo svi znaju da je bazna fiziološka otopina, ali gotovo niko ne može odgovoriti na pitanje zašto je on lagan pogled.

Kako je otvoren Gary

Francuski hemičar Paul Emil Lekki de Boabodra ušao je u priču kao otkrivač tri nova elementa: Gallium (1875), Samarija (1879) i dispersijum (1886). Prvi od tih otkrića doveli su mu slavu.

U to vrijeme, izvan Francuske, on je bio malo poznat. Imao je 38 godina, uglavnom je bio spektroskopska studija. Spektroskopsko predavanje de Boabodra je bilo dobro, a to je na kraju dovelo do uspjeha: otvorio je sva tri elementa metodom spektralne analize.

1875. Lekki de Baabodran istražio je spektar cinkovog palube, dovedenog iz Pierrfita (Pireneja). U ovom spektru otkrivena je nova ljubičasta linija (talasna dužina 4170 Å). Nova linija svjedočila je prisutnosti nepoznatog elementa u minerala, a, sasvim prirodno, curi de Boabodran priložio maksimalne napore za dodjelu ovog elementa. Pokazalo se da nije lako učiniti: Sadržaj novog elementa u rude bio je manji od 0,1%, a u mnogim je poštivima bilo slično cinku *. Nakon dugih eksperimenata, naučnik je uspio dobiti novi element, ali u vrlo malom iznosu. Tako mali (manji od 0,1 g), koji ispituje njegova fizička i hemijska svojstva Lekki de Baabodrap nije mogla biti u potpunosti.

* O tome kako se prikazuje galijum iz cinkovog broda.

Poruka o otvaranju Galgiuma - tako u čast Francuske (Glisy - njezin latino ime) imenovan je novi element - pojavio se u izvještajima Pariške akademije nauka.

Ova poruka čita D.I. Mendeleev i naučili u Galu predviđene za pet godina prije ekualumana. Mendeleev je odmah napisao Parizu. "Način otkrivanja i odabira, kao i nekoliko opisanih svojstava, čine da implicira da novi metal nije ništa drugo do ekalumin", rekao je u svom pismu. Zatim je ponovio predviđeno svojstvo za ovaj element. Nadalje, ne drži ga galijumsku zrno u rukama, ruski hemičar tvrdio je da je otkrivač elementa pogreši da gustoća novog metala ne može biti jednak 4,7, kao što je napisao de Boabodran - Trebala bi biti više oko 5,9 ... 6,0 g / cm 3!

Nešto čudno, ali postojanje periodičnog zakona prvo je od njegovih pozitivnih, "jačanje", naučeno samo iz ovog pisma. Još jednom je izdvojio i pažljivo očistio galijum zrna za provjeru rezultata prvih eksperimenata. Neki istoričari nauke smatraju da je to učinjeno kako bi se objavio samouvjeren ruski "prediktor". Ali iskustvo je pokazalo suprotno: rekorder je bio pogrešan. Kasnije je napisao: "Nema potrebe, mislim, ukazati na izuzetnu vrijednost koja ima gustinu novog elementa u vezi s potvrdom teorijskih pogleda Mendeleev-a."

Gotovo se tačno poklopilo s podacima o iskustvu i drugoj predviđenoj mendeleev svojstvima elementa broj 31. "Mendeleev predviđanja bile su opravdane beznačajnim odstupanjima: ekalayunima se pretvorila u galijum." Zato karakteriše ovaj događaj Engels u "dijalektičkoj prirodi".

Potrebno je reći da je otvaranje prvog predviđenog mendeleev elemenata značajno ojačao položaj periodičnog zakona.

Zašto nogu galijum?

Predviđanje svojstava Galliuma, Mendeleev je vjerovao da se ovaj metal treba ublažiti, jer su njegovi analozi u grupi - aluminijum i indijum također ne razlikuju od vatrostalne.

Ali temperatura topljenja galijum je neobično niska, pet puta niža od Indije. To se objašnjava neobična struktura galija kristala. Njegove kristalne rešetke formiraju ne pojedinim atomima (kao u "normalnim" metalima), ali diatomičkim molekulama. GA 2 molekule su vrlo stabilni, spremljeni su čak i kada prenose galijum u tekuće stanje. Ali među sobom su ovi molekuli povezani samo sa slabim snagama Vanderwals, a potrebno je prilično malo energije za uništavanje njihove veze.

Neka svojstva elementa br. 31 povezana su s dionica molekulama. U tečnom stanju, Gallium je gust i teži nego u čvrstom. Električna provodljivost tekućeg gala je takođe veća od čvrstog.

Vanjski - većina od svih na limenku: srebrno-bijeli meki metal, ne oksidiraju u zraku i ne blijedi.

A za većinu kemijskih svojstava, Gallium je blizu aluminija. Kao i kod aluminija, na vanjskoj orbitu pol tri elektrona. Kao i aluminijum, gallium je jednostavan, čak i na hladnoj, interakciji s halogenima (osim joda). I metal se lako otopi u sumpornim i klorovodičnim kiselinama, kako reagiraju sa alkalisom i daju amfoterni hidroksid. Konstanci reakcije disocijacije

GA (OH) 3 → GA 3+ + 3OH -

H 3 Gao 3 → 3n + + Gao 3-3

- Vrijednosti jedne narudžbe.

Međutim, postoje razlike u hemijskim svojstvima galijuma i aluminija.

Suvi kisik gallium primjetno je oksidiran samo na temperaturama iznad 260 ° C, a aluminijum, ako liši za zaštitni oksidni film, vrlo brzo je oksidiran kisikom.

Gallium hidridni oblici hidridi poput borona hidrida. Aluminijum je sposoban samo za otapanje vodika, ali ne i ući u reakciju s njom.

A Galgium je sličan grafitu, za kvarc, vodu.

Na grafitu - šta ostavlja sivu stazu na papiru.

Na kvarcu - električni i termički anisotropija.

Količina električne otpornosti na galijumske kristale ovisi o tome kako osovina prolazi struju. Omjer maksimuma na minimum je 7 - više od bilo kojeg drugog metala. Isto s koeficijentom toplotnog proširenja.

U smjeru tri kristallografske osi (gallički kristali) tretiraju se kao 31:16:11.

A vodeni gallium je sličan činjenici da se, stvrdnjava, proširuje. Povećanje zapremine je uočljivo - 3,2%.

Već jedna kombinacija ovih kontradiktornih sličnosti govori o jedinstvenoj ličnosti elementa br. 31.

Pored toga, ima svojstva koja nisu svojstvena u bilo kojem elementu. Tjepi, može ostati u superkoliziranoj državi na više mjeseci na temperaturama ispod tališta. To je jedini metal koji ostaje tečnost u ogromnom rasponu temperatura od 30 do 2230 ° C, a volatilnost njene pare je minimalna. Čak i u dubokom vakuumu, primjetno isparava na 1000 ° C. Parovi galijum, za razliku od čvrstog i tečnog metala, jednokratne boje. GA 2 → 2GA tranzicija zahtijeva visoke troškove energije; To objašnjava poteškoće isparavanja Galgiuma.

Veliki temperaturni raspon tečnosti je osnova jedne od glavnih tehničkih primjena elementa br. 311.

Šta je Gary za Gary?

Galijum termometri omogućavaju u principu da izmjerite temperaturu od 30 do 2230 ° C. Galijum termometri su dostupni za temperature do 1200 ° C.

Element br. 31 odlazi na proizvodnju legura niskog topljenja koji se koriste u signalnim uređajima. GALIUM LEGO sa Indijom topi se na 16 ° C. Ovo je najviše lakat svih poznatih legura.

Kao element III grupe koji doprinosi jačanju u provodljivosti "rupe", galijum (ne manje od 99,99,9% čistoće) koristi se kao aditiv u Njemačku i Silikon.

Gallium intermetralni spojevi sa elementima V grupe - Antimomov i Arsenić - sami imaju svojstva poluvodiča.

Dodatak galija u staklenoj masi omogućava vam da navlačite naočale sa visokim indeksom refrakcije lakih zraka, a 2 o 3-naočale su dobro prenose infracrvenim zracima.

Tečni galijum odražava 88% svjetla koja pada na njemu, kruta - malo manja. Stoga oni čine vrlo jednostavne u proizvodnji galijumskih ogledala - galijumski premaz može se primijeniti čak i četkom.

Ponekad se mogućnost Galyiuma koristi za pravljenje čvrstih površina dobro, zamjenjujući ih živu u difuzijskim vakumnim pumpama. Takve pumpe su bolje za "zadržavanje" vakuuma od žive.

Napravljeni su pokušaji da se primjenjuju Gallium u atomski reaktori, ali malo je vjerovatno da se rezultati tih pokušaja mogu smatrati uspješnim. Ne samo da je Gallium prilično aktivno snima neutrone (presjek oduzimanja 2,71 štala), još uvijek reagira na povišenim temperaturama s većinom metala.

Gallium nije postao atomski materijal. Istina, njegov umjetni radioaktivni izotop 72 GA (s poluživotom od 14,2 sata) koristi se za dijagnosticiranje raka koštane kosti. Klorid i galijum-72 nitrat adsorbirani su tumor, a učvršćivanje karakterističnog izotopa zračenja karakteristično za ovaj izotop, doktori gotovo precizno određuju dimenzije stranih formacija.

Kao što vidite, praktične mogućnosti elementa broj 31 su prilično široke. Nije ih sasvim moguće koristiti zbog poteškoće do pribavljanja Galgiuma - element je prilično rijedak (1,5 10 -3% težine zemljine kore) i vrlo raštrkan. Vlastiti minerali galijuma su malo poznati. Prvi i najpoznatiji mineralni mineral, galoti Cugas 2 pronađeni su tek 1956. godine. Kasnije su pronađena još dva minerala, vrlo rijetka.

Obično se nalazi u cink, aluminijumu, željeznom rudu, kao i u kamenom uglju - kao manju nečistoću. I to je karakteristično: što je više ove nečistoće, teže je izvući, jer je gallium više u rudi tih metala (aluminijum, cink), koji su mu bliskim nekretninama. Glavni dio Zemljine Gallium je zatvoren u aluminijumskim mineralima.

Pola vađenja je "zadovoljstvo" skupo. Stoga se element br. 31 koristi u manjim količinama od bilo kojeg susjeda u periodičnom sustavu.

To, naravno, nije isključeno da će nauka o bliskoj budućnosti otvoriti nešto u Galu da će postati apsolutno neophodno i neophodno, jer se to dogodilo s drugim elementom koji je predvidio Mendeleev - Njemačka. Prije samo 30 godina korišten je još manji od galijuma, a zatim je počelo "era poluvodiča" ...

Traži zakone

GALIČNI PROSTORI Predviđane D.i. Mendeleev pet godina prije otvaranja ovog elementa. Sjajan ruski hemičar izgradio je njegova predviđanja o obrascima promjena u svojstvima periodičnih sistemskih grupa. Ali za Lekok de Boabodra, otkriće Galliuma nije bilo srećno slučajno. Talentovani spektroskopista, dodatno je pronašao pravilnosti u promjeni spektra u blizini svojstava elemenata. Upoređivanje spektra Indije i aluminija, zaključio je da ovi elementi mogu biti "momak" čije bi linije bile ispunjene prostorom u kratkom talasu spektra. Bila je to takva linija koja nedostaje tražila je i pronašao u spektru cinkovog broda iz Pierrfita.

Predstavljamo da ćemo usporediti tabelu glavnih svojstava predviđenih D.i. Mendeleev ekalayumnia i locker de buabodran galliya.

Igračke riječi?

Neki istoričari nauke vide se u naslovu elementa broj 31 ne samo patriotizam, već i neosporivost svog otkrića. Vjeruje se da riječ "Gallium" dolazi iz Latin Gallia (Francuska). Ali ako želite, u istoj riječi možete vidjeti nagovještaj riječi "pijetao"! Latinski "Rooster" - Gallus, na francuskom - le coq. Leka de Boabodran?

Ovisno o dobi

U mineralima Gallium često prati aluminij. Zanimljivo je da omjer tih elemenata u minerala ovisi o formiranju mineralnog formacije. Na polju se dijele jedan atom Gallium-a pada na 120 tisuća aluminijskih atoma. U Nebini su se formirali mnogo kasnije, ovaj omjer je već 1: 6000, a u još jednom "mladom" okamenjen drvu - samo 1:13.

Prvi patent

Prvi patent za Gallium preuzeo je prije 60 godina. Element broj 31 htio je koristiti u lučnim električnim svjetiljkama.

Sumpor premješta sivu zaštićenu

Zanimljivo je interakcija galija sa sumpornoj kiselini. Potpisuje se oslobađanjem elementarnog sumpora. U ovom slučaju sumpor obavu površinu metala i sprečava ga iz daljnjeg raspuštanja. Ako se metal pere vrućom vodom, reakcija će se nastaviti i otići će do nove "kože" od sumpora neće rasti na Galu.

Loš uticaj

Tečni galijum djeluje s većinom metala, formirajući legure i intermetalne jedinjete sa prilično niskim mehaničkim svojstvima. Zbog toga kontakt s Galginima vodi mnogo strukturalnih materijala za gubitak snage. Najotpornije na akciju gallijum berillium: na temperaturama do 1000 ° C, uspješno se protivi agresivnosti elementa br. 31.

I oksid takođe!

Mnosni aditivi galijum oksida značajno utiču na svojstva oksida mnogih metala. Dakle, dodatak GA 2 O 3 za cink oksid značajno smanjuje njegovu sintranje. Ali rastvorljivost cinka u takvom oksidu mnogo je veća nego čista. I u titanijum dioksidu, prilikom dodavanja GA 2 O 3, električna provodljivost naglo pada.

Kako dobiti galijum

Industrijski depoziti galijumske rude u svijetu nisu pronađeni. Stoga ga Gallium mora izvući iz vrlo slabo cinka i aluminijumske rude. Budući da je sastav rude i sadržaj galijuma nejednake, metode dobijanja elementa br. 31 prilično su raznoliki. Reći ćemo za primjer, kako ukloniti galijum iz cinkovog broda - minerala u kojem je ovaj element prvi put otkriven.

Prije svega, paluba ZNS cinka, a formirani oksidi iskrivljuju sumpornom kiselinom. Zajedno s mnogim drugim metalima, Gallium prolazi u rješenje. Cink Sulfate prevladava u ovom rješenju - glavni proizvod koji treba očistiti od nečistoća, uključujući igrijum. Prva faza pročišćavanja je taloženje takozvanog željeznog mulja. Sa postepenom neutralizacijom kiselog rješenja, ovaj mulj pada u talog. Isključuje se oko 10% aluminija, 15% željeza i (što je sada najvažnije za nas) 0,05 ... 0,1% Gallium. Da biste uklonili galijum, mulj se ispituje kiselinom ili kaustičnom sodom - galijum hidroksidom amfoterne. Alkalni režim je prikladniji, jer u ovom slučaju možete napraviti opremu sa manje skupih materijala.

Pod djelovanjem alkalije, aluminij i galijum se useljavaju u otopinu. Kada se ovo rješenje nežno neutralizira, galijum hidroksid pada u sediment. Ali talog prolazi dio aluminija. Stoga se talog ponovo rastvara, sada u klorovodičnu kiselinu. Ispada da je otopina galijum-hlorida, zagađen uglavnom aluminijumskim hloridom. Podijelite ove tvari se mogu izvući. Eter i, za razliku od Alsl 3, Gasl 3 gotovo u potpunosti prelazi u organsko otapalo. Slojevi su razdvojeni, zrak se odvađuje, a dobitnik je još jednom tretiran koncentriranim kaustičnim sodom za pretvorbu i odvojeno željezo iz Galliuma. Iz ovog alkalnog rješenja i primajte metalni galium. Dobijeno elektrolizom na naponu od 5,5 V. Visoko precipitalite gallium na bakrenoj katodi.

Gally i zubi

Dugo vremena vjerovalo se da je galium toksičan. Samo u posljednjim desetljećima ovo pogrešno mišljenje je odbijeno. Niski topljenje galijum zainteresovani stomatolozi. Povratak 1930. godine prvo je predložen za zamjenu galijum-žive u kompozicijama za zubno punjenje. Daljnja istraživanja i s nama, a u inostranstvu potvrdili su izglede za takvu zamjenu. Curler Metal brtve (živa zamijenjena galijum) već su korištena u stomatologiji.

Gallium je element glavne podskupine treće grupe četvrtog razdoblja periodičnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeleev, sa atomskim brojem 31. označen je simbolom GA (lat. Gallium.). Odnosi se na grupu lakih metala. Jednostavna galijumska supstanca je mekani plastični metal srebrne bijele boje sa plavkastom nijansom.

Atomski broj - 31

Atomska težina - 69.723

Gustina, kg / m³ - 5910

Tačka topljenja, ° C - 29.8

Kapacitet topline, KJ / (kg · ° C) - 0,331

Struja - 1.8.

Kovalentni radijus, Å - 1.26

1. ionizats Potencijal, EV - 6.00

Istorija otvaranja glupi

Francuski hemičar Paul Emil Lekki de Boabodra ušao je u priču kao otkrivač tri nova elementa: Gallium (1875), Samarija (1879) i dispersijum (1886). Prvi od tih otkrića doveli su mu slavu.

U to vrijeme, izvan Francuske, on je bio malo poznat. Imao je 38 godina, uglavnom je bio spektroskopska studija. Spektroskopsko predavanje de Boabodra je bilo dobro, a to je na kraju dovelo do uspjeha: otvorio je sva tri elementa metodom spektralne analize.

1875. Lekki de Baabodran istražuo je spektar cinkovih paluba dovedenih iz Pierrfita (pireneja). U ovom spektru otkrivena je nova ljubičasta linija. Nova linija svjedočila je prisutnosti nepoznatog elementa u minerala, a, sasvim prirodno, curi de Boabodran priložio maksimalne napore za dodjelu ovog elementa. Pokazalo se da nije lako učiniti: Sadržaj novog elementa u rude bio je manji od 0,1%, a u mnogim je poštivima bilo slično cinku *. Nakon dugih eksperimenata, naučnik je uspio dobiti novi element, ali u vrlo malom iznosu. Tako mali (manji od 0,1 g), koji za proučavanje njenih fizičkih i hemijskih svojstava Lekki de Baabodra nije mogao biti u potpunosti.

Poruka o otvaranju Galgiuma - tako u čast Francuske (Glisy - njezin latino ime) imenovan je novi element - pojavio se u izvještajima Pariške akademije nauka.

Ova poruka čita D.I. Mendeleev i naučili u Galu predviđene za pet godina prije ekualumana. Mendeleev je odmah napisao Parizu. "Način otkrivanja i odabira, kao i nekoliko opisanih svojstava, čine da implicira da novi metal nije ništa drugo do ekalumin", rekao je u svom pismu. Zatim je ponovio predviđeno svojstvo za ovaj element. Nadalje, ne drži ga galijumsku zrno u rukama, ruski hemičar tvrdio je da je otkrivač elementa pogreši da gustoća novog metala ne može biti jednak 4,7, kao što je napisao de Boabodran - Trebala bi biti više oko 5,9 ... 6,0 g / cm 3! Ali iskustvo je pokazalo suprotno: rekorder je bio pogrešan. Otvaranje prvog predviđenog mendeleev elemenata značajno je ojačao položaj periodičnog zakona.

Prosječni sadržaj galija u zemljinoj kore je 19 g / t. Gallium je tipičan raštrkani element sa dvostrukom geohemijom. Jedini mineral galija je Cugas 2 galita vrlo rijetki. Geohemijska galijum je usko povezana sa geohemijom aluminija, što je zbog sličnosti njihovih fizikohemijskih svojstava. Glavni dio Galliuma u litosferi priložen je u aluminijumskim mineralima. Zbog blizine svojih kristalnih hemijskih svojstava s glavnim elementima oblikovanja stijena (AL, FE, itd.) I široku mogućnost izomorfizma s njima, Galleum ne formira velike klastere, uprkos značajnoj količini Clarka. Sledeći minerali sa povećanim gallijumskim sadržajem se razlikuju: sfalerit (0- 0,1%), magnetit (0- 0,003%), kassiterit (0- 0,005%), granata (0- 0,003%), beril (0- 0,003%) , Turmalin (0- 0,01%), spoden (0,001 - 0,07%), flogopit (0,001 - 0,005%), biotet (0 - 0,1%), moskoveit (0- 0,01%), serizam (0 - 0,005%), lepidolit (0.001 - 0,03%), hlorit (0- 0,001%), terenski bankovi (0- 0,01%), nethelin (0 - 0,1%), hecnitite (0,01 - 0,07%), natroite (0 - 0,1%).

Možda je najpoznatije svojstvo Galgiuma, to je njegova tačka topljenja, iznosi 29,76 ° C. Ovo je drugi metalni metal metala u periodičnom sistemu (nakon Merkura). To vam omogućava da se rastopite metal, držeći ga u ruci. Gallium je jedan od rijetkih metala koji se šire kada se učvršćuje rastopiti (drugi - bi, GE).

Kristalni gallium ima nekoliko polimorfnih modifikacija, ali samo jedan (I) je termodinamički stabilan, koji ima ortorhobičnu (pseudotragonalnu) rešetku s parametrima A \u003d 4.5186 Å, B \u003d 4.5256 Å. Ostale izmjene galija (β, γ, δ, ε) su kristalizirane od superkoliziranog rasipanog metala i nestabilne su. Na povišen pritisak, primijećene su još dvije polimorfne strukture Gauli II i III, koje imaju, odnosno, kubične i tetragonalne rešetke.

Gustoća galija u čvrstom stanju na temperaturi t \u003d 20 ° C iznosi 5.904 g / cm³.

Jedna od karakteristika Galgiuma je široka temperatura postojanja tečnog stanja (od 30 do 2230 ° C), dok ima nizak pritisak u paru na temperaturama do 1100 ÷ 1200 ° C. Specifični kapacitet čvrstih galija u temperaturnom rasponu t \u003d 0 ÷ 24 ° C iznosi 376,7 j / kg · K (0,09 CAL / G · Pozdrav.) U tekućem stanju na t \u003d 29 ÷ 100 ° C - 410 ° / kg · K (0.098 CAL / G · Hail).

Specifični električni otpor u stanju čvrstog i tekućine jednaki su, respektivno, 53.4 · 10 -6 ohm · cm (na t \u003d 0 ° C) i 27.2 · 10 -6 ohm · cm (na t \u003d 30 ° C). Viskoznost tečnog galijuma na različitim temperaturama jednaka je 1,612 poise na t \u003d 98 ° C i 0.578 poise na t \u003d 1100 ° C. Površinska napetost mjerena na 30 ° C u vodiku atmosfere iznosi 0.735 N / m. Koeficijenti refleksije za talasne dužine 4360 Å i 5890 Å su 75,6%, odnosno 71,3%.

Prirodni Gallium sastoji se od dva izotopa 69 GA (61,2%) i 71 GA (38,8%). Presjek za hvatanje termalnih neutrona jednak je 2,1 · 10 -28 m² i 5.1 · 10 -28 m², respektivno.

Gallium-mali toksični element. Zbog niskog topljenja topljenja Gallijuma, preporučuje se prevoziti u polietilenskim vrećicama, koje je slabo namotalo galijum topljenje. U jednom trenutku metal se čak koristio za proizvodnju brtva (umjesto amalgam). Ova se aplikacija temelji na činjenici da se pri miješanju bakrenog praha s molskim galijumom dobije paste, što se ubrzava nakon nekoliko sati (zbog formiranja intermetalnog spoja), a zatim može izdržati grijanje na 600 stepeni bez topljenja.

Na visokim temperaturama, Gallium je vrlo agresivna supstanca. Na temperaturama iznad 500 ° C, IT korpus gotovo svi metali osim volframa, kao i mnogi drugi materijali. Kvarc je otporan na akciju rastopljenog galija do 1100 ° C, ali problem može nastati zbog činjenice da je kvarc (kao i većina drugih naočala) savršeno vlaženje ovog metala. To jest, Galgium će jednostavno uliti zidove kvarca.

Hemijska svojstva Galliuma blizina je svojstvima aluminija. Oksidni film formiran na površini metala u zraku štiti galijum iz daljnje oksidacije. Kada se zagrijava pod pritiskom, galijum reagira sa vodom, formirajući gaoh vezu reakcijom:

2ga + 4h 2 o \u003d 2gaoOh + 3h 2.

Gallium djeluje sa mineralnim kiselinama sa oslobađanjem vodonika i formiranja soli, a reakcija se događa čak i ispod sobne temperature:

2GA + 6HCL \u003d 2GACL 3 + 3H 2

Reakcijski proizvodi sa alkalnim i kalijumskim karbonatima su hidroeloni koji sadrže GA (oh) 4 iona i, možda, GA (OH) 6 3- i GA (OH) 2 -:

2ga + 6h 2 O + 2Aoh \u003d 2na + 3h 2

Gallium reagira s halogenima: reakcija hlora i fluorom prolazi na sobnoj temperaturi, s bromom - već na -35 ° C (oko 20 ° C - sa paljenjem), započinje interakcija s jodom.

Gallium ne komunicira s vodikom, ugljikom, azotom, silikonom i boronom.

Na visokim temperaturama, Galgium je u mogućnosti uništiti razne materijale, a njegova je djelo jača od rastopi bilo kojeg drugog metala. Dakle, grafit i volfram otporni su na djelovanje galija do 800 ° C, alund i berilijum oksid Beo - do 1000 ° C, tantalum, molibden i niobijum otporni su na 400 ÷ 450 ° C.

Uz većinu metala, galoni galijumskih oblika, izuzeci su bizmuta, kao i metali cinkovih podskupina, skandiuma, titanijum. Jedan od galarida V 3 GA ima prilično visoku temperaturu prijelaza u superprevodnicu od 16,8 K.

Gallium formira polimerni hidride:

4LIH + GACL 3 \u003d LI + 3LICL.

Stabilnost iona pada u seriju BH 4 - → Alh 4 - → Gah 4 -. ION BH 4 - Otporan u vodenu otopinu, Alh 4 - i Gah 4 - Brzo hidrolizirano:

Gah 4 - + 4h 2 O \u003d GA (OH) 3 + OH - + 4H 2 -

Kada se rastvaraju GA (oh) 3 i GA 2 o 3, aquacomplexes 3+ formiraju se u kiselinama, stoga iz vodenih rješenja, galijumske soli izoliraju se kao kristallohidri, na primjer, gallium hlorid gacl 3 * 6h 2 o, galerija KGA alum ( Tako 4) 2 * 12h 2 O.

Zanimljivo je interakcija galija sa sumpornoj kiselini. Potpisuje se oslobađanjem elementarnog sumpora. U ovom slučaju sumpor obavu površinu metala i sprečava ga iz daljnjeg raspuštanja. Ako se metal pere vrućom vodom, reakcija će se nastaviti i otići će do nove "kože" od sumpora neće rasti na Galu.

• GA 2 H 6 - Tečnost šišmiša, T PL -21,4 ° C, T KIP 139 ° C. U eteričnom suspenziju sa hidratama litijuma ili talijskog, lige 4 i tlgah 4 spojeva. Formira se kao rezultat tretmana tetramethildigalne trietilamina. Postoje bananske obveznice kao u raznovrsnoj

• GA 2 O 3 - bijeli ili žuti prah, T pl 1795 ° C. Postoji u obliku dvije modifikacije. α- GA 2 O 3 - bezbojni trigonalni kristali sa gustoćom od 6,48 g / cm ³, nisko topljivo u vodootpuno rastvorljivim u kiselinama. β- GA 2 O 3 - Bezbojni monoklonični kristali sa gustoćom od 5,88 g / cm ³, slabo rastvorljiv u vodi, kiselinama i terenu. Dobiva se zagrijavanjem metalnih galija na zraku na 260 ° C ili u atmosferi kisika ili kalciniranje nitrata ili gallijum sulfata. ΔH ° 298 (dol) -1089,10 KJ / MOL; Δ ° 298 (stigao -998,24 kj / mol; S ° 298 84.98 J / MOL * K. Apotetni svojstva pokazuju, iako su glavna svojstva, u poređenju sa aluminijom, ojačane:

GA 2 O 3 + 6HCL \u003d 2GACL 2 GA 2 O 3 + 2NAOH + 3H 2 O \u003d 2A 2 O 3 + NA 2 CO 3 \u003d 2Nagao 2 + CO 2

• GA (oh) 3 - pada u obliku sedimenta u obliku žele prilikom liječenja rješenja trivalentnih galija soli hidroksidima i alkalnim metalnim karbonatima (pH 9.7). Rastvara se u koncentriranom amonijaku i koncentriranom otopinu amonijum karbonata, kada se kuhanje deponira. Gripasti galijum hidroksid može se prevesti u gaooh, a zatim u GA 2 * H 2 o, a na kraju u GA 2 O 3. Moguće je dobiti hidrolizu trivalentnih galijumskih soli.

• Gaf 3. - Bijeli prah. T pl\u003e 1000 ° C, T KIP 950 ° C, gustoća - 4,47 g / cm³. Multilatorni u vodi. Poznat je GAF 3 · 3h 2 o kristallid. Dobija se zagrijavanjem gallijum oksida u atmosferi fluorine.

• Gacl 3. - Bezbojni higroskopski kristali. T pl 78 ° C, T Kip 215 ° C, gustoća - 2,47 g / cm³. Dobro rastvorljiv u vodi. U vodenim rješenjima su hidrolizirani. Dođite direktno iz elemenata. Koristi se kao katalizator u organskoj sintezi.

• Gabr 3. - Bezbojni higroskopski kristali. T 122 ° C, T KIP 279 ° C Gustina - 3,69 g / cm³. Rastvara u vodi. U vodenim rješenjima su hidrolizirani. U amoniji, malo otapala. Dođite direktno iz elemenata.

• GAI 3. - Gigroskopske svetlosne žute igle. T pl 212 ° C, T KIP 346 ° C, gustina - 4,15 g / cm³. Hidrolizirano za toplu vodu. Dođite direktno iz elemenata.

• Gas 3. - žuti kristali ili bijeli amorfni prah sa T 1250 ° C i gustoćom od 3,65 g / cm³. Komunika sa vodom, dok je potpuno hidroliziran. Nabavite galijumske interakcije sa sivim ili vodonikom sulfidom.

• GA 2 (tako 4) 3 · 18h 2 o - Bezbojna, dobro rastvorljiva supstanca u vodi. Ispada se kada interakcija galija, njegov oksid i hidroksid sa sumpornom kiselinom. S alkalnim metalnim i amonijevim sulfatima lako formiraju alum, na primjer, kga (tako 4) 2 · 12n 2 o.

• GA (br. 3) 3 · 8h 2 o - Bezbojni, topivi u vodi i etanol. Kada se zagrijava raspada sa formiranjem galijum oksida (III). Ispada da je djelovanje dušične kiseline na galijum hidroksid.

Glavni izvor dobijanja galijuma je proizvodnja aluminija. Galijum u obradi boksita prema metodi Bayer-a koncentriran je u reverznim maternim rješenjima nakon isticanja al (oh) 3. Takva rješenja, Galium je izoliran elektrolizom na katodi žive. Od alkalnog otopine dobivene nakon tretmana vodom, taloži se GA (oh) 3, što se rastvora u alkaliju i izolira galijum elektrolizom.

Sa sodom-valjanom metodom obrade boksita ili nepha rude, gallijum je koncentriran u najnovijim frakcijama padavina dodijeljene tokom procesa karbonizacije. Za dodatno obogaćivanje, talog hidroksida tretira se vapnenim mlijekom. Istovremeno, većina Al ostaje u sedimentu, a Gallium ulazi u rješenje, iz kojeg je koncentrat galija (6-8% GA 2 O 3) odvojen prijenosom CO 2; Potonji se rastvara u alkali i izlučuju galeriju elektrolitički.

Izvor Galliuma također može poslužiti kao legura preostale anode procesa rafiniranja AL prema metodi troslojne elektrolize. U proizvodnji cinka, galijumski izvori su sublimi (oksidi), koji se formiraju pri obradi repova ispiranja cinka plamena.

Tekući galijum, oprane vodom i kiselinama dobivenim alkališum otopinom, oprane vodom i kiselinama (HNO 3), sadrži 99,9-99,95% GA. Čistač metala se dobija topljenjem vakua, zona topljenje ili istezanje jednog kristala iz topline.

Gliff Upotreba

Gaas Arsenide je perspektivni materijal za poluvodičke elektronike.

Galijum nitrid koristi se u stvaranju poluvodičkih lasera i plavih i ultraljubičastih LED-ova. Gallium nitrid ima odličnu hemijsku i mehaničku svojstva tipična za sve nitrovne spojeve.

Kao element III grupe koji doprinosi jačanju u provodljivosti "rupe", galijum (ne manje od 99,99,9% čistoće) koristi se kao aditiv u Njemačku i Silikon. Gallium intermetralni spojevi sa elementima V grupe - Antimomov i Arsenić - sami imaju svojstva poluvodiča.

Izotop je najvažniji materijal za registraciju Neutrinoa, a u tom pogledu, prije aparatiju, vrlo je hitan zadatak raspodjele ovog izotopa iz prirodne smjese kako bi se povećala osjetljivost neutrinskih detektora. Budući da je sadržaj 71 GA u prirodnoj mješavini izotopa oko 39,9%, isticanje čistog izotopa i upotrebe neutrina kao detektora može povećati osjetljivost registracije za 2,5 puta.

Dodatak galija u staklenoj masi omogućava vam da navlačite naočale sa visokim indeksom refrakcije lakih zraka, a 2 o 3-naočale su dobro prenose infracrvenim zracima.

Galijum-putevi, 2005. godine, na globalnom tržištu, Ton Gallium košta 1,2 miliona dolara, a zbog visoke cijene i istovremeno s velikom potrebom za ovom metalom vrlo je važno uspostaviti njegovu potpunu ekstrakciju u proizvodnji i preradi aluminija kamenog uglja na tečnom gorivu.

Tečni galijum odražava 88% svjetla koja pada na njemu, kruta - malo manja. Stoga oni čine vrlo jednostavne u proizvodnji galijumskih ogledala - galijumski premaz može se primijeniti čak i četkom.

Gallium ima niz legura, tekućinu na sobnoj temperaturi, a jedna od njegovih legura ima tačku topljenja od 3 ° C, ali na drugom ručnom galijumu (legure u manjoj mjeri) vrlo je agresivan za većinu strukturnih materijala (pukotina i erozija legura na visokoj temperaturi), a kao rashladno sredstvo je neffektira, a često je samo neprihvatljiv.

Napravljeni su pokušaji da se primjenjuju Gallium u atomski reaktori, ali malo je vjerovatno da se rezultati tih pokušaja mogu smatrati uspješnim. Ne samo da je Gallium prilično aktivno snima neutrone (presjek oduzimanja 2,71 štala), još uvijek reagira na povišenim temperaturama s većinom metala.

Gallium nije postao atomski materijal. Istina, njegov umjetni radioaktivni izotop 72 GA (s poluživotom od 14,2 sata) koristi se za dijagnosticiranje raka koštane kosti. Klorid i galijum-72 nitrat adsorbirani su tumor, a učvršćivanje karakterističnog izotopa zračenja karakteristično za ovaj izotop, doktori gotovo precizno određuju dimenzije stranih formacija.

Gallium je odlično mazivo. Na osnovu galija i nikla, galijum i skandijum stvorili su gotovo vrlo važne metalne ljepile.

Metalni gallium također ispušta kvarcne termometre (umjesto žive) za mjerenje visokih temperatura. To je zbog činjenice da je Gallium značajno veća tačka ključanja u odnosu na Merkur.

Galijum oksid dio je niza strateški važnih laserskih materijala.

GALIUM PROIZVODNJA NA SVIJETU

Njegova svjetska proizvodnja ne prelazi dvije stotine tona godišnje. S izuzetkom dva novootkrivena depozite - 2001. godine u Gold CanIon, Nevada, SAD i 2005. u unutrašnjoj Mongoliji, Kina ne nalazi se u industrijskim koncentracijama nigdje u svijetu. (Na poslednjoj oblasti prisustvo 958 hiljada tona Galliuma u uglu je udvostručenje milijarnih resursa).

Gliftov svjetski resursi samo u boksite procjenjuju se da prelaze milion tona, a na spomenutom depozitu u Kini 958 hiljada tona Galleuma u uglu - udvostručenje svjetskih galijskih resursa).

Proizvođači galija nisu toliko. Jedan od lidera na pijaci na galiju je geo galijum. Njegova glavna snaga do 2006. godine izvršena je od preduzeća u Stade (Njemačka), gdje je oko 33 tona godišnje, postrojenje u salindrovima, obrada 20 tona godišnje (Francuska) i Pinjarra (zapadna Australija) - potencijal (ali nije uneseno u Stroy) snaga do 50 tona godišnje.

2006. godine, stavovi proizvođača №1 nose - Preduzeće u stadiou kupili su engleski MSR i američki rekapture metali.

Japanska kompanija Dowa Rudarstvo je jedini proizvođač primarnog galara iz Cinc koncentrata u proizvodnji cinka. Potpuni kapacitet primarnog materijala Dowa procenjeno je na 20 tona godišnje, u Kazahstanu, kompanijom "Aluminijum Kazahstan" u Pavlodar - puni kapacitet do 20 tona godišnje.

Kina je postala vrlo ozbiljan dobavljač. U Kini su 3 glavna primarna gallium proizvođača - Giatwall Aluminium Co. (do 15 tona godišnje), postrojenje za aluminijum Shandong (oko 6 tona godišnje) i Guizhou aluminijumska biljka (do 6 tona godišnje). Postoji i niz zajedničkih produkcija. Sumitomo Hemikalija je u Kini stvorila zajedničko ulaganje u Kinu kapaciteta do 40 tona godišnje. Američka kompanija AHT kreirala je sa najvećim kineskim aluminijskim preduzećima Shanxi aluminijumsko tvornički zajednički Enterprise Peking Jiya Semiconductor Material Co. Kapaciteta do 20 tona godišnje.

Proizvodnja galija u Rusiji

U Rusiji, struktura proizvodnje galija određuje se formiranjem aluminijske industrije. Dvije vodeće grupe koje su najavile spajanje - "Ruski aluminij" i "Sual" su vlasnici galijumskih stranica stvorenih sa postrojenjima za alumina.

"Ruski aluminij": Nikolajev postrojenje u Ukrajini (klasična hidrohemijska metoda beoerske obrade tropskih boksita, kapacitet mjesta je do 12 tona galija / godina), a Achinsky Alumina u Rusiji (obrada sinterovanjem nefeline sirovog Materijali - Urrtits Kiya-Shahaherskoye Depozit krasnojarskog teritorija, snage snage - 1,5 tone galija / godina).

Sual: Stubovi u Kamensk-Uralski (Bayer-sinterska tehnologija boksita sjever-urana bauksitrudskih okruga, moć snage - do 2 tone galija / godina), na postrojenju po boxitogorsk-u (procesuirani boktiima iz regije Lenjingrad sintering, Snaga - 5 tona galija / godine trenutno se konfigurira), a "Pikalevski alumina" (procesuje metodu sinterovanja nefeline koncentrata iz apatitne nefeline rude Murmansk regije, kapacitet je 9 tona Galliuma / godine ). Ukupno svih rusalnih i sual preduzeća mogu proizvesti preko 20 tona godišnje.

Realna proizvodnja je niža - na primjer, u 2005. godini iz Rusije izvezena je 8,3 tone Galliuma i 13,9 tona Gallijuma postrojenja Nikolaev alumina iz Ukrajine.

Prilikom pripreme materijala korištene su informacije kompanije "Kvar".

Možda je najpoznatije svojstvo Galgiuma, to je njegova tačka topljenja, iznosi 29,76 ° C. Ovo je drugi metalni metal metala u periodičnom sistemu (nakon Merkura). Jednostavno topljenje, kao i niska toksičnost metalnog galinija dozvoljena je da ovu fotografiju napravi. Uzgred, Gallium je jedan od rijetkih metala koji se širi prilikom učvršćivanja topline (ostalo - BI, GE).

Galodent, eutektički gallijum sa kalamom
Metalni gallium je mali toksičan, jednokratno se čak koristilo za proizvodnju brtve (umjesto amalgam). Ova se aplikacija temelji na činjenici da se pri miješanju bakrenog praha s molskim galijumom dobije paste, što se ubrzava nakon nekoliko sati (zbog formiranja intermetalnog spoja), a zatim može izdržati grijanje na 600 stepeni bez topljenja. Gallium je vrlo krhki (može se podijeliti kao čaša).

Veliki galijum kristali
Još jedna zanimljiva karakteristika Galleuma je sposobnost njegovog rastopljenja na superkoliziranje. Tjepi galijum može se ohladiti na oko 10-30 stepeni ispod tališta, a ostaje tečna, ali ako bacate komad čvrste galijum ili suhog leda u takvom rastopu, od nje će početi rasti veliki kristali. Na fotografiji - učvršćeni ingot Galgiuma. Fotografija jasno pokazuje da je kristalizacija započela na tri mjesta, a u isto vrijeme su se počela rasti tri velika jednokristala, što su se tada sreli i formirali Ingot (to se dogodilo oko dva sata nakon pucnjave).

Kašika gala
Domaća kašika za galium. Video sa topljenjem ove kašike:

Termometar za visokotemperaturni gallijum Termometar sa gallijum galijum u termometru
Ali još jedna galijumska aplikacija.
Gallium je u tekućem stanju u vrlo velikom temperaturnom opsegu, a u teoriji galijum termometri mogu se mjeriti čak 2000 stepeni. Prvi put da primijeni galijum kao termometrijska tekućina ponuđena prilično dugo. Galijum termometri već mjere temperaturu do 1.200 stepeni, ali uobičajenu osobu, da vidi u laboratoriji, ovi termometri uživo nisu česti.
Takvi su termometri slabo distribuirani iz više razloga. Prvo, na visokim temperaturama, Gallium je vrlo agresivna supstanca. Na temperaturama iznad 500 ° C, IT korpus gotovo svi metali osim volframa, kao i mnogi drugi materijali. Kvarc je otporan na akciju rastopljenog galija do 1100 ° C, ali problem može nastati zbog činjenice da je kvarc (kao i većina drugih naočala) savršeno vlaženje ovog metala. Odnosno, Galgium će jednostavno izliti na zidove termometra iznutra, a nemoguće je saznati temperaturu. Drugi problem može se pojaviti kada se termometar hladi ispod 28 stepeni. Kada se očvrsne, galijum se ponaša kao voda - proširuje se i može jednostavno prekršiti termometar iznutra. Pa, posljednji razlog zašto je visokotemperaturni galijum termometar vrlo rijedak, to je razvoj opreme i elektronike. Nije tajna da je mnogo prikladnije koristiti digitalni termometar od tečnosti. Moderni regulatori temperature, u skupu, na primjer, s termoelektorima koji se obnavlja platinama, omogućavaju temperaturu mjerenja u rasponu od -200 do + 1600 ° C s preciznom za prestanak za tekuće termometre. Pored toga, termoelement može biti na značajnoj udaljenosti od regulatora.

Gallium formira male eutektičke legure s mnogim metalima, a neki se rastope na temperaturama ispod sobe.
Gallium legura sa indijom se topi na temperaturi od 15,7 ° C, odnosno na sobnoj temperaturi, ovo je tečnost. Da biste pripremili takvu leguru, nije potrebno čak i zagrijavati volje od metala do topljenja, dovoljno je samo da se čvrsto iscijedimo galijum i u Indiju. Video prikazuje da sa mjesta kontakta dva metala (veliki cilindrik - galijum, mali - indijum), počinje kapljati eutektičku leguru.

Zanimljiv eksperiment može se izvesti ne samo s topljenjem, već i učvršćenju u galijumu. Prvo je Gary jedna od rijetkih supstanci koja se šire tokom učvršćenja (kao i vode), a u drugoj je boji rastaljenog metala sasvim različita od čvrste boje.
Mala količina tekućeg galija, sipajte u stakleni mjehurić i na vrhu stavljamo mali komad čvrste galonije (sjemenke za kristalizaciju, kao galijum sposobni za hipoter). Video se jasno vidi kako metalni kristali počinju rasti (imaju plavkastu hladovinu, za razliku od srebrnog bijelog topline). Nakon nekog vremena, širenje Galleuma provalili su mjehurić.
Srednji dio videozapisa (galijumski rast kristala) ubrzava se deset puta tako da video ne bude baš dug.

Kao i od Merkura, možete napraviti "premlaćivanje srca" iz rastopljenog Galgiuma, a istina je zbog činjenice da je Gallium električniji metal od željeza, djeluje na suprotnosti. Kada se dodiruje vrhom nokta, kapi rastaljenih Galia, "izbija" zbog smanjenja površinske napetosti. I čim se prekid kontakta s noktima, povećava se površinska napetost, a pad se ponovo prikuplja, prije dodira nokta.

Oni koji žele mogu preuzeti

Prosječni sadržaj galija u zemljinoj kore je 19 g / t. Gallium je tipičan raštrkani element sa dvostrukom geohemijom. Zbog blizine svojih kristalnih hemijskih svojstava s glavnim elementima oblikovanja stijena (AL, FE, itd.) I široku mogućnost izomorfizma s njima, Galleum ne formira velike klastere, uprkos značajnoj količini Clarka. Sledeći minerali sa povećanim gallijumskim sadržajem se razlikuju: sfalerit (0- 0,1%), magnetit (0- 0,003%), kassiterit (0- 0,005%), granata (0- 0,003%), beril (0- 0,003%) , Turmalin (0- 0,01%), spoden (0,001 - 0,07%), flogopit (0,001 - 0,005%), biotet (0 - 0,1%), moskoveit (0- 0,01%), serizam (0 - 0,005%), lepidolit (0.001 - 0,03%), hlorit (0- 0,001%), terenski bankovi (0- 0,01%), nethelin (0 - 0,1%), hecnitite (0,01 - 0,07%), natroite (0 - 0,1%). Koncentracija gala u morskoj vodi 3 · 10-5 mg / l.

Mjesto rođenja

Depoziti galinija poznati su u jugozapadu Afrike, zemljama CIS-a

Dobiti galijum

Za galijum, poznato je rijetki mineralni galoti Cugas2 (mješoviti sulfidni bakar i galium). Njegove staze se stalno sastaju sa Sfalerite, Chalcopiritom i Germenitom. Znatno velike količine (do 1,5%) pronađene su u pepelu nekog kamenog uglja. Međutim, glavni izvor pribavljanja galija je rješenja proizvodnje alumina u preradi boksita (obično sa neznatnim nečistoćom (do 0,1%)) i crnce. Galijum se može dobiti i preradom polimetalnih ruda, uglja. Izvuče se elektrolizom tekućina za tekućine, koji su srednji proizvod prerade prirodnog boksita na tehničkoj alumina. Koncentracija galija u alkalnom aluminatnom otopinu nakon raspadanja tokom postupka Bayer: 100-150 mg / l, prema metodi sinteriranja: 50-65 mg / l. Prema tim metodama, galijum je odvojen od većine aluminijske karbonizacije, koncentrirajući se u posljednjem dijelu sedimenta. Tada se obogaćeni talog tretira vapnom, galijum prolazi u otopinu, odakle je crnog metala označen elektrolizom. Zagađeni galijum opranjen je vodom, a zatim filtriran kroz porozne ploče i zagrijana u vakuu da uklone nestabilne nečistoće. Da biste dobili vilju čistoću, hemikalija (reakcija između soli) koristi se elektrohemijska (elektroliza) i fizičke (raspadajuće) metode. U vrlo čistom obliku (99,99,9%), dobiveno je elektrolitičkoj rafiniranju, kao i smanjenje vodika pažljivo pročišćenog GACL3.

Fizička svojstva

Kristalni gallium ima nekoliko polimorfnih modifikacija, ali samo jedan (I) je termodinamički stabilan, koji ima ortorhobičnu (pseudotragonalnu) rešetku s parametrima A \u003d 4.5186 Å, B \u003d 4.5256 Å. Ostale izmjene galija (β, γ, δ, ε) su kristalizirane od superkoliziranog rasipanog metala i nestabilne su. Na povišen pritisak, primijećene su još dvije polimorfne strukture Gauli II i III, koje imaju, odnosno, kubične i tetragonalne rešetke.

Gustoća galija u čvrstom stanju na temperaturi od 20 ° C iznosi 5.904 g / cm³, tečni gallium (TP. \u003d 29,8 ° C) ima gustoću 6.095 g / cm³, odnosno učvršćujuća jačinu zvuka. Gallium kuha na 2230 ° C. Jedna od karakteristika Galgiuma je širok temperaturni raspon postojanja tečnog stanja (od 30 do 2230 ° C), dok ima niski pritisak u paru na temperaturama do 1100-1200 ° C. Specifični kapacitet čvrstog galija u temperaturnom rasponu t \u003d 0-24 ° C iznosi 376,7 j / kg · K (0,09 CAL / G · Pozdrav.), U tečnom stanju na t \u003d 29-100 ° C - 410 j / kg · K (0.098 CAL / G · Hail).

Specifični električni otpor u čvrstom i tečnom stanju jednak je, respektivno, 53.4 · 10-6 ohm · cm (na t \u003d 0 ° C) i 27.2 · 10-6 ohm · cm (na t \u003d 30 ° C). Viskoznost tečnog galijuma na različitim temperaturama jednaka je 1,612 poise na t \u003d 98 ° C i 0.578 poise na t \u003d 1100 ° C. Površinska napetost mjerena na 30 ° C u vodiku atmosfere iznosi 0.735 N / m. Koeficijenti refleksije za talasne dužine 4360 Å i 5890 Å su 75,6%, odnosno 71,3%.

Prirodni gallium sastoji se od dva izotopa 69GA (61,2%) i 71GA (38,8%). Presjek za hvatanje termalnih neutrona jednak je 2,1 · 10-28 m² i 5.1 · 10-28 m², respektivno.

Gliff Upotreba

Gaas Arsenide je perspektivni materijal za poluvodičke elektronike.
Galijum nitrid koristi se u stvaranju poluvodičkih lasera i plavih i ultraljubičastih LED-ova. Gallium nitrid ima odličnu hemijsku i mehaničku svojstva tipična za sve nitrovne spojeve.
Galium-71 Izotop je najvažniji materijal za registraciju neutrina i u vezi s tim prije tehnike postoji vrlo hitan zadatak raspodjele ovog izotopa iz prirodne smjese kako bi se povećala osjetljivost neutrinskih detektora. Budući da je sadržaj 71GA u prirodnoj mješavini izotopa oko 39,9%, zatim oslobađanje čistog izotopa i korištenje kao neutrino detektor može povećati osjetljivost registracije za 2,5 puta.

Galijum-putevi, 2005. godine, na globalnom tržištu, Ton Gallium košta 1,2 miliona dolara, a zbog visoke cijene i istovremeno s velikom potrebom za ovom metalom vrlo je važno uspostaviti njegovu potpunu ekstrakciju u proizvodnji i preradi aluminija kamenog uglja na tečnom gorivu.

Gallium ima niz legura, tekućinu na sobnoj temperaturi, a jedna od njegovih legura ima tačku topljenja od 3 ° C (eutektična u GA-SN), ali na drugom ručnom galijumu (legure u manjoj mjeri) vrlo je agresivan do većine konstrukcijskih materijala (pucanja i pucanja i zamagliti legure na visokim temperaturama). Na primjer, u odnosu na aluminij i njegove legure, Gallium je moćna trajnost snage (vidi adsorpciju smanjenja snage, efekta rebeidera). Ova imovina Gaul je detaljno pokazala i detaljno proučavala P. A. Rebabder i E. D. Shchukin na kontaktu aluminija sa galijumom ili njenim eutektičkim legurima (alkoholno sredstvo). Pored toga, vlaženje aluminijumskog filma tečnog galina uzrokuje svoju brzu oksidaciju, baš kao što se događa sa aluminijom, amalgamedom Merkury. Galijum se rastvara na tačku topljenja od oko 1% aluminija, što doseže vanjsku površinu filma, gdje se zrak odmah oksidira. Oksidni film na tečnoj površini je nestabilan i ne štiti od daljnje oksidacije. Kao rezultat toga, tečna galium legura kao termičko sučelje između komponente goriva (na primjer, centralnog računara) i aluminijski radijator se ne koristi.

Kao galijumska rashladna tekućina neefikasna je i često samo neprihvatljiva.
Gallium je odlično mazivo. Na osnovu galija i nikla, galijum i skandije stvorene su vrlo važnim metalnim ljepilom u praktičnom smislu.
Metalni gallium također ispušta kvarcne termometre (umjesto žive) za mjerenje visokih temperatura. To je zbog činjenice da je Gallium značajno veća tačka ključanja u odnosu na Merkur.
Galium oksid dio je niza strateški važnih laserskih materijala grupe šišći - GSGG, IGG, Ighe itd.

Biološka uloga i karakteristike Gallije

Ne igra biološku ulogu.

Kontakt kože s Galgium dovodi do činjenice da su ultra nisko raširene metalne čestice ostaju na njemu. Izvana izgleda kao siva mrlja.
Klinička slika akutnog trovanja: kratkotrajno uzbuđenje, zatim inhibicija, kršenje koordinacije pokreta, Adamiya, Areflexia, usporavanje disanja, kršenje njenog ritma. Protiv ove pozadine, poštuje se paraliza donjih ekstremiteta, u daljem tekstu - Coma, smrt. Uticaj za udisanje aerosola koji sadrže galijum u koncentraciji od 50 mg / m³ uzrokuje oštećenje bubrega na ljudima, kao i intravenska primjena od 10-25 mg / kg galija. Postoji proteinurija, azotemija, kršenje oštrice uree.
Zbog niske tačke Galli Ingota, preporučuje se prevoziti u polietilenskim vrećicama, koje se slabo namoče sa tečnim galijumom.