Uşaqlar üçün şeirlər

Qallium üçün dünya bazarı. Qallium - metal və ya qeyri-metal? Qalliumun kimyəvi xassələri

Qalliumun orta məzmunu yer qabığı 19 q/t. Qallium ikili geokimyəvi təbiətə malik tipik bir iz elementidir. Kristal kimyəvi xassələrinin əsas qaya əmələ gətirən elementlərlə (Al, Fe və s.) yaxınlığına və onlarla izomorfizmin geniş imkanlarına görə qallium əhəmiyyətli klark dəyərinə baxmayaraq, böyük yığılmalar əmələ gətirmir. Tərkibində yüksək qallium olan aşağıdakı minerallar fərqlənir: sfalerit (0 - 0,1%), maqnetit (0 - 0,003%), kassiterit (0 - 0,005%), qranat (0 - 0,003%), beril (0 - 0,003%) ), turmalin (0 - 0,01%), spodumen (0,001 - 0,07%), floqopit (0,001 - 0,005%), biotit (0 - 0,1%), muskovit (0 - 0,01%), seritit (0 - 0,005%), lepidolit (0,001 - 0,03%), xlorit (0 - 0,001%), feldispatlar (0 - 0,01%), nefelin (0 - 0,1%), hekmanit (0,01 - 0,07%), natrolit (0 - 0,1%). Dəniz suyunda qalliumun konsentrasiyası 3·10−5 mq/l-dir.

Doğum yeri

Qallium yataqları Cənub-Qərbi Afrikada, MDB ölkələrində məlumdur

Qalliumun alınması

Qallium üçün nadir mineral qallit CuGaS2 (qarışıq mis və qallium sulfid) məlumdur. Onun izlərinə daim sfalerit, xalkopirit və germanit rast gəlinir. Bəzi bitumlu kömürlərin külündə əhəmiyyətli dərəcədə daha böyük miqdarda (1,5%-ə qədər) aşkar edilmişdir. Bununla belə, qalliumun alınmasının əsas mənbəyi boksit (adətən cüzi çirkləri (0,1%-ə qədər) ehtiva edir) və nefelinin emalı zamanı alüminium istehsalının məhlullarıdır. Qallium polimetal filizlərin, kömürün emalı ilə də əldə edilə bilər. Təbii boksitin kommersiya alüminium oksidinə emalının aralıq məhsulu olan qələvi mayelərin elektrolizi yolu ilə çıxarılır. Bayer prosesində parçalandıqdan sonra qələvi aluminat məhlulunda qalliumun konsentrasiyası: 100-150 mq/l, sinterləmə üsuluna görə: 50-65 mq/l. Bu üsullara əsasən qallium ən son çöküntü fraksiyasında cəmləşərək karbonlaşma yolu ilə alüminiumun çox hissəsindən ayrılır. Sonra zənginləşdirilmiş çöküntü əhənglə müalicə olunur, qallium məhlula keçir, buradan xam metal elektroliz yolu ilə buraxılır. Çirklənmiş qallium su ilə yuyulur, sonra məsaməli plitələrdən süzülür və uçucu çirkləri çıxarmaq üçün vakuum altında qızdırılır. Yüksək təmizlikdə qalliumu əldə etmək üçün kimyəvi (duzlar arasında reaksiyalar), elektrokimyəvi (məhlulların elektrolizi) və fiziki (parçalanma) üsullardan istifadə olunur. Çox təmiz formada (99,999%), elektrolitik təmizləmə, eləcə də diqqətlə təmizlənmiş GaCl3-ün hidrogenlə reduksiyası ilə əldə edilmişdir.

Fiziki xüsusiyyətlər

Kristal qallium bir neçə polimorfik modifikasiyaya malikdir, lakin yalnız biri (I) a = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 parametrləri olan ortorombik (psevdotetraqonal) qəfəsə malik olan termodinamik cəhətdən sabitdir. Qalliumun digər modifikasiyaları (β, γ, δ, ε) həddindən artıq soyudulmuş dispers metaldan kristallaşır və qeyri-sabitdir. Yüksək təzyiqdə, müvafiq olaraq kub və tetraqonal qəfəslərə malik qallium II və III daha iki polimorf strukturu müşahidə edilmişdir.

20 ° C temperaturda bərk vəziyyətdə qalliumun sıxlığı 5,904 q / sm³, maye qallium (tmelt = 29,8 ° C) 6,095 q / sm³ sıxlığa malikdir, yəni qatılaşma zamanı qalliumun həcmi artır. . Qallium 2230 °C-də qaynayır. Qalliumun xüsusiyyətlərindən biri maye vəziyyətin mövcudluğu üçün geniş bir temperatur diapazonudur (30 ilə 2230 ° C arasında), 1100-1200 ° C-ə qədər olan temperaturda aşağı buxar təzyiqinə malikdir. T=0–24°C temperatur intervalında bərk qalliumun xüsusi istilik tutumu 376,7 J/kq K (0,09 kal/q°C), maye halda T=29–100°C-də 410 J/-dir. kq K (0,098 kal/q dərəcə).

Bərk və maye hallardakı elektrik müqaviməti müvafiq olaraq 53,4·10−6 ohm·sm (T=0°C-də) və 27,2·10−6 ohm·sm (T=30°C-də) təşkil edir. Müxtəlif temperaturlarda maye qalliumun özlülüyü T=98°C-də 1,612 poise, T=1100°C-də isə 0,578 poise təşkil edir. Hidrogen atmosferində 30 °C-də ölçülən səth gərginliyi 0,735 N/m-dir. 4360 Å və 5890 Å dalğa uzunluqları üçün əksetmə əmsalları müvafiq olaraq 75,6% və 71,3% təşkil edir.

Təbii qallium iki izotopdan ibarətdir 69Ga (61.2%) və 71Ga (38.8%). Termal neytron tutma kəsiyi müvafiq olaraq 2,1·10−28 m2 və 5,1·10−28 m2-dir.

Qalliumun istifadəsi

Qallium arsenid GaAs yarımkeçirici elektronika üçün perspektivli materialdır.
Qallium nitridi mavi və ultrabənövşəyi diapazonda yarımkeçirici lazerlərin və LED-lərin yaradılmasında istifadə olunur. Qallium nitridi bütün nitrid birləşmələrinə xas olan əla kimyəvi və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.
Qallium-71 izotopu neytrinoların aşkarlanması üçün ən vacib materialdır və bununla əlaqədar olaraq texnika neytrino detektorlarının həssaslığını artırmaq üçün bu izotopu təbii qarışıqdan ayırmaq kimi çox aktual bir vəzifə ilə üzləşir. İzotopların təbii qarışığında 71Ga-nın miqdarı təxminən 39,9% olduğundan, təmiz izotopun təcrid edilməsi və onun neytrino detektoru kimi istifadəsi aşkarlama həssaslığını 2,5 dəfə artıra bilər.

Qallium bahadır, 2005-ci ildə bir ton qallium dünya bazarında 1,2 milyon ABŞ dollarına başa gəlir və bu metala yüksək qiymət və eyni zamanda böyük tələbat səbəbindən alüminium istehsalında onun tam çıxarılmasının qurulması çox vacibdir. və maye yanacaqda kömür emalı.

Qallium otaq temperaturunda maye olan bir sıra ərintilərə malikdir və onun ərintilərindən birinin ərimə nöqtəsi 3 °C (In-Ga-Sn evtektik), lakin digər tərəfdən, qalium (daha az dərəcədə ərintilər) əksər struktur materiallarına qarşı çox aqressivdir (yüksək temperaturda ərintilərin çatlaması və aşınması). Məsələn, alüminium və onun ərintilərinə münasibətdə qallium güclü gücü azaldıcıdır (bax: Adsorbsiya gücünün azaldılması, Rehbinder effekti). Qalliumun bu xassəsi alüminiumun qallium və ya onun evtektik ərintiləri ilə təması zamanı (maye-metal kövrəkliyi) ən aydın şəkildə nümayiş etdirilmiş və ətraflı öyrənilmişdir. Bundan əlavə, alüminiumun maye qallium filmi ilə islanması, civə ilə birləşmiş alüminiumda baş verənlərə bənzər onun sürətli oksidləşməsinə səbəb olur. Qallium ərimə nöqtəsində alüminiumun təxminən 1% -ni həll edir, bu da filmin xarici səthinə çatır və burada hava ilə dərhal oksidləşir. Maye səthindəki oksid filmi qeyri-sabitdir və sonrakı oksidləşmədən qorunmur. Nəticədə, maye qallium ərintisi istilik yaradan komponent (məsələn, kompüterin mərkəzi emal qurğusu) və alüminium soyuducu arasında istilik interfeysi kimi istifadə edilmir.

Bir soyuducu olaraq, qalium təsirsizdir və çox vaxt sadəcə qəbuledilməzdir.
Qallium əla sürtkü materialıdır. Qallium və nikel, qalium və skandium əsasında praktiki baxımdan çox vacib olan metal yapışdırıcılar yaradılmışdır.
Qallium metalı da yüksək temperaturu ölçmək üçün kvars termometrlərinə (civə əvəzinə) doldurulur. Bunun səbəbi, qalliumun civədən daha yüksək qaynama nöqtəsinə sahib olmasıdır.
Qallium oksidi qranat qrupunun bir sıra strateji əhəmiyyətli lazer materiallarının tərkib hissəsidir - GSHG, YAG, ISGG və s.

Qalliumun bioloji rolu və sirkulyasiyasının xüsusiyyətləri

Bioloji rol oynamır.

Dərinin qalliumla təması metalın ultra incə dağılmış hissəciklərinin onun üzərində qalmasına səbəb olur. Xarici olaraq, boz bir ləkə kimi görünür.
Kəskin zəhərlənmənin klinik mənzərəsi: qısa müddətli həyəcan, sonra süstlük, hərəkətlərin koordinasiyasının pozulması, adinamiya, arefleksiya, tənəffüsün yavaşlaması, onun ritminin pozulması. Bunun fonunda alt ekstremitələrin iflici, sonra koma, ölüm müşahidə olunur. Qallium tərkibli aerozolun 50 mq/m³ konsentrasiyada inhalyasiya yolu ilə məruz qalması insanlarda böyrəklərin zədələnməsinə, həmçinin 10-25 mq/kq qalium duzlarının venadaxili tətbiqinə səbəb olur. Proteinuriya, azotemiya, sidik cövhəri klirensinin pozulması qeyd olunur.
Aşağı ərimə nöqtəsinə görə, qallium külçələrinin maye qallium tərəfindən zəif nəmləndirilmiş polietilen torbalarda daşınması tövsiyə olunur.

Qallium

QALİUM-mən; m.[latdan. Gallia - France] Kimyəvi element (Ga), yumşaq əriyən gümüşü-ağ metal (yarımkeçiricilərin istehsalında istifadə olunur).

Qallium

(lat. Qallium), dövri sistemin III qrupunun kimyəvi elementi. Adı Fransanın Latın adı olan Galliadandır. Gümüş ağ əriyən ( t mp 29.77ºC) metal; bərk metalın sıxlığı (q / sm 3) 5.904, maye 6.095; t kip 2205ºC. Kimyəvi cəhətdən havaya davamlıdır. Təbiətdə dağılmış, Al ilə birlikdə tapılmışdır. Onlardan əsasən (97%) yarımkeçirici materialların (GaAs, GaSb, GaP, GaN) istehsalında istifadə olunur.

QALİUM

QALİYUM (lat. Gallium, Galliadan - Fransanın latınca adı), Ga ("qallium" oxuyun), atom nömrəsi 31, atom kütləsi 69,723 olan kimyəvi element.
Təbii qallium iki izotopdan ibarətdir 69 Ga (çəki ilə 61,2%) və 71 Ga (38,8%). Xarici elektron təbəqənin konfiqurasiyası 4 s 2 səh bir . Oksidləşmə vəziyyəti +3, +1 (valentlər I, III).
Elementlərin dövri sisteminin IIIA qrupunda, 4-cü dövrdə yerləşir.
Atomun radiusu 0,1245 nm, Ga 3+ ionunun radiusu 0,062 nm-dir. Ardıcıl ionlaşma enerjiləri 5.998, 20.514, 30.71, 64.2 və 89.8 eV. Paulingə görə elektronmənfilik (sm. PAULİNQ Linus) 1,6.
Kəşf tarixi
İlk dəfə bu elementin mövcudluğunu D. İ. Mendeleyev proqnozlaşdırmışdı (sm. MENDELEEV Dmitri İvanoviç) 1871-ci ildə kəşf etdiyi dövri qanun əsasında. O, bunu ekaalüminium adlandırdı. 1875-ci ildə P. E. Lecoq de Boisbaudran (sm. Lecoq de Boisbaudran Paul Emil) sink filizlərindən təcrid olunmuş qallium.
De Boisbaudran qalliumun sıxlığını təyin etdi - 4,7 q / sm 3, bu D. I. Mendeleyevin proqnozlaşdırdığı 5,9 q / sm 3 dəyərə uyğun gəlmir. Qalliumun sıxlığının təmizlənmiş qiyməti (5,904 q/sm3) Mendeleyevin proqnozu ilə üst-üstə düşdü.
Təbiətdə olmaq
Yer qabığındakı məzmun çəki ilə 1,8 10 -3% təşkil edir. Qallium bir iz elementidir. Təbiətdə çox nadir minerallar şəklində olur: zengeit Ga(OH) 3, qallit CuGaS 2 və s. Alüminiumun yoldaşıdır (sm. ALÜMİNİYUM), sink (sm. SİNK (kimyəvi element)), Almaniya (sm. ALMANİYA), vəzi (sm. DƏMİR); sfaleritdə tapılır (sm. sfalerit), nefelin (sm. NEFELIN), trolit, boksit, (sm. Qutular) germanit, bəzi yataqların kömür və dəmir filizlərində.
Qəbz
Qalliumun əsas mənbəyi alüminium oksidinin emalı zamanı əldə edilən alüminat məhlullarıdır. Al və təkrar konsentrasiyanın böyük hissəsinin çıxarılmasından sonra Ga və Al ehtiva edən qələvi məhlul əmələ gəlir. Qallium bu məhlulun elektrolizi ilə təcrid olunur.
Fiziki və kimyəvi xassələri
Qallium mavi rəngə malik, aşağı əriyən açıq boz metaldır. Ga əriməsi ərimə nöqtəsindən (29,75 °C) aşağı temperaturda maye vəziyyətdə ola bilər. Qaynama nöqtəsi 2200 ° C-dir, bu, maye qalliumda koordinasiya nömrəsi 12 olan atomların sıx bir şəkildə yığılması ilə əlaqədardır. Onu məhv etmək üçün çox enerji lazımdır.
Stabil a-modifikasiyasının kristal qəfəsi van der Waals qüvvələri ilə birləşən diatomik Ga 2 molekullarından əmələ gəlir. (sm. molekullararası qarşılıqlı təsir), bağ uzunluğu 0,244 nm.
Ga 3+ /Ga cütünün standart elektrod potensialı –0,53V-dir, Ga hidrogenə qədər elektrokimyəvi seriyadadır. (sm. HİDROGEN).
Kimyəvi xüsusiyyətlərə görə qalium alüminiuma bənzəyir.
Havada Ga daha oksidləşmənin qarşısını alan bir oksid filmi ilə örtülmüşdür. Arsen ilə (sm. ARSEN), fosfor (sm. FOSFOR), sürmə (sm. surma) kükürdlə qallium arsenid, fosfid və antimonid əmələ gətirir (sm. Kükürd), selenium (sm. SELENIUM), tellur (sm. TELLUR)- xalkogenidlər. Qızdırıldıqda Ga oksigenlə reaksiya verir (sm. oksigen). Xlor ilə (sm. Xlor) və brom (sm. BROM) qallium otaq temperaturunda yod ilə reaksiya verir (sm. IOD)- qızdırıldığında. Qallium halidləri Ge 2 X 6 dimerləri əmələ gətirir.
Qallium polimer hidridləri əmələ gətirir:
4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.
BH 4 – - AlH 4 – - GaH 4 – seriyasında ion sabitliyi azalır. İon BH 4 - sulu məhlulda sabitdir, AlH 4 - və GaH 4 - tez hidroliz olunur:
GaH 4 - + 4H 2 O \u003d Ga (OH) 3 + OH - + 4H 2
Təzyiq altında qızdırıldıqda, Ga su ilə reaksiya verir:
2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Mineral turşularla Ga hidrogenin sərbəst buraxılması ilə yavaş-yavaş reaksiya verir:
2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
Qallium qələvilərdə hidroksoqalatların əmələ gəlməsi ilə həll olunur:
2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2
Qallium oksidi və hidroksid amfoter xüsusiyyətlərə malikdir, baxmayaraq ki, onların əsas xüsusiyyətləri Al ilə müqayisədə artır:
Ga 2 O 3 + 6HCl \u003d 2GaCl 2,
Ga 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na
Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d 2NaGaO 2 + CO 2
Hər hansı bir qallium duzunun məhlulu qələviləşdikdə, dəyişkən tərkibli Ge 2 O 3 qallium hidroksid ayrılır. x H2O:
Ga (NO 3) 2 + 3NaOH \u003d Ga (OH) 3 Ї + 3NaNO 3
Ga (OH) 3 və Ga 2 O 3 turşularda həll edildikdə, aqua kompleksləri 3+ əmələ gəlir, buna görə də qalium duzları sulu məhlullardan kristal hidratlar şəklində təcrid olunur, məsələn, qalium xlorid GaCl 3 6H 2 O, kalium qallium alum KGa (SO 4) 2 12H 2 O. məhlullarda qallium aqua kompleksləri rəngsizdir.
Ərizə
Sənaye tərəfindən istehsal olunan qalliumun təxminən 97% -i yarımkeçirici xüsusiyyətlərə malik birləşmələrin, məsələn, qallium arsenid GaAs-ın alınması üçün istifadə olunur. Qallium metalı radioelektronikada keramika və metal hissələrin "soyuq lehimlənməsi", Ge və Si-nin dopinq edilməsi və optik güzgülərin alınması üçün istifadə olunur. Ga elektrik cərəyanı düzəldicilərində Hg-ni əvəz edə bilər. Qalliumun indium ilə evtektik ərintisi reaktorların radiasiya sxemlərində istifadə olunur.
Sirkulyasiyanın xüsusiyyətləri
Qallium aşağı zəhərli elementdir. Aşağı ərimə nöqtəsinə görə, Ga külçələrinin maye qalliumla zəif nəmlənmiş polietilen torbalarda daşınması tövsiyə olunur.

ensiklopedik lüğət. 2009 .

Sinonimlər:

Digər lüğətlərdə "Gallium"un nə olduğuna baxın:

Mövcudluğunu Mendeleyevin proqnozlaşdırdığı və Lecoq de Bouaubaudran tərəfindən kəşf edilmiş sadə bir cisim olan metal. Rus dilinə daxil olan xarici sözlərin lüğəti. Çudinov A.N., 1910. QALLİUM - parçalanmayan mineral, mavi-ağ rəngdədir; möhkəm,…… Rus dilinin xarici sözlərin lüğəti

- (Qallium), Ga, dövri sistemin III qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 31, atom kütləsi 69,72; Metal. Qallium 1875-ci ildə fransız kimyaçısı P.Lecoq de Boisbaudran tərəfindən kəşf edilmişdir ... Müasir ensiklopediya

Ga (lat. Gallium * a. gallium; n. Gallium; f. gallium; və. galio), kimya. III qrup element dövri. Mendeleyev sistemləri, at. n. 31, saat. m 69.73. İki sabit izotopdan ibarətdir 69Ga (61.2%) və 71Ga (38.8%). 1870-ci ildə D. I. ...... tərəfindən proqnozlaşdırıldı. Geoloji Ensiklopediya

qalium- Mən, m.qallium m. latdan. 1875-ci ildə kimyaçı Lecoq de Boisbaudran tərəfindən kəşf edildiyi Fransanın adı. ES. Kimyəvi element, yumşaq əriyən gümüşü-ağ metal; manometrlərin və yüksək temperaturun istehsalı üçün civə əvəzinə istifadə olunur ... ... Rus dilinin Gallicisms tarixi lüğəti

Qallium- (Qallium), Ga, dövri sistemin III qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 31, atom kütləsi 69,72; Metal. Qallium 1875-ci ildə fransız kimyaçısı P. Lecoq de Boisbaudran tərəfindən kəşf edilmişdir. ... Təsvirli Ensiklopedik Lüğət

QALİUM- kimya. element, simvol Ga (lat. Gallium), at. n. 31, saat. m 69,72; gümüşü ağ metal; sıxlıq 5904 kq/m3, tm = 29,8°C, qaynama = 2230°C. Qallium bir maye olaraq çox böyük bir temperatur aralığında mövcuddur, buna görə də istifadə olunur ... ... Böyük politexniki ensiklopediya Sinonimlər lüğəti

- (kimya). Bu elementar cismin Ga=69,86 xassələri proqnozlaşdırıldı (D.I.Mendeleyev) dövri sistem 1871-ci ildə eko-alüminium kimi elementlər. 1875-ci ildə Lecoq de Boisbaudran ... ... köməyi ilə Pierrefitdən (Pireneylərdə) sink qarışığında G. kəşf etdi. Brockhaus və Efron ensiklopediyası

qalium- Ga Qrup III elementi sistemləri, at. n. 31, saat. m 69,72; gümüşü ağ yüngül metal. Kütləvi nömrələri 69 (60,5%) və 71 (39,5%) olan iki sabit izotopdan ibarətdir. Ga ("ekaalüminium") və əsas mövcudluğu. onun sva... Texniki Tərcüməçinin Təlimatı

Təbiətdə böyük yataqlar tapmaq mümkün olmayacaq, çünki o, sadəcə onları əmələ gətirmir. Əksər hallarda, filiz minerallarında və ya germanitdə tapıla bilər, burada bu metalın 0,5-0,7% -ni tapmaq mümkündür. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, qallium nefelin, boksit, polimetal filizlər və ya kömürün emalı zamanı da əldə edilə bilər. Birincisi, emaldan keçən bir metal əldə edilir: su ilə yuyulur, süzülür və qızdırılır. Və bu yüksək keyfiyyətli metalı əldə etmək üçün xüsusi kimyəvi reaksiyalardan istifadə olunur. Afrika ölkələrində, yəni cənub-şərqdə, Rusiyada və digər bölgələrdə böyük miqdarda qalium hasilatı müşahidə edilə bilər.

Bu metalın xüsusiyyətlərinə gəlincə, onun rəngi gümüşdür və aşağı temperatur şəraitində bərk vəziyyətdə qala bilər, lakin temperatur otaq temperaturunu bir qədər də keçsə, əriməsi çətin olmayacaqdır. Bu metal xassələrinə görə alüminiuma yaxın olduğu üçün xüsusi bağlamalarda daşınır.

Qalliumun istifadəsi

Nisbətən yaxınlarda qallium aşağı əriyən ərintilərin istehsalında istifadə edilmişdir. Ancaq bu gün onu yarımkeçiricilərlə birlikdə istifadə edildiyi mikroelektronikada tapmaq olar. Həm də bu material sürtkü kimi yaxşıdır. Qallium və ya skandiyum birlikdə istifadə edilərsə, o zaman əla keyfiyyətli metal yapışdırıcılar əldə edilə bilər. Bundan əlavə, metal qalliumun özü kvars termometrlərində doldurucu kimi istifadə edilə bilər, çünki civədən daha yüksək qaynama nöqtəsinə malikdir.

Bundan əlavə, qalliumun elektrik lampalarının istehsalında, siqnalizasiya sistemlərinin və qoruyucuların yaradılmasında istifadə edildiyi məlumdur. Həmçinin, bu metal optik cihazlarda, xüsusən də onların əks etdirmə xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün tapıla bilər. Qallium həmçinin əczaçılıq və ya radiofarmasevtikada istifadə olunur.

Ancaq eyni zamanda, bu metal ən bahalı metallardan biridir və alüminium istehsalında və yanacaq üçün kömürün emalında onun yüksək keyfiyyətli çıxarılmasını yaratmaq üçün çox vacibdir, çünki unikal təbii qallium bu gün geniş şəkildə istifadə olunur. özünəməxsus xassələrinə.

Nanotexnologiya qalliumla işləyən alimlərə ümid versə də, elementi sintez etmək hələ mümkün olmayıb.

Qallium dövri sistemin dördüncü dövrünün üçüncü qrupunun əsas alt qrupunun elementidir kimyəvi elementlər D. İ. Mendeleyev, atom nömrəsi 31. Ga simvolu ilə təyin olunur (lat. Qallium). Yüngül metallar qrupuna aiddir. Qalliumun sadə maddəsi mavimsi rəngə malik yumşaq, elastik gümüşü ağ metaldır.

Atom nömrəsi - 31

Atom kütləsi - 69.723

Sıxlıq, kq/m³ - 5910

Ərimə nöqtəsi, ° С - 29,8

İstilik qabiliyyəti, kJ / (kq ° С) - 0,331

Elektromənfilik - 1.8

Kovalent radius, Å - 1,26

1-ci ionlaşma potensial, ev - 6.00

Qalliumun kəşf tarixi

Fransız kimyaçısı Paul Emile Lecoq de Boisbaudran üç yeni elementin kəşfçisi kimi tarixə düşdü: qalium (1875), samarium (1879) və disprosium (1886). Bu kəşflərdən birincisi ona şöhrət gətirdi.

O zaman Fransadan kənarda o, az tanınırdı. Onun 38 yaşı var idi, əsasən spektroskopik tədqiqatlarla məşğul olurdu. Lecoq de Boisbaudran yaxşı spektroskopist idi və bu, son nəticədə uğura gətirib çıxardı: o, spektral analizlə onun hər üç elementini kəşf etdi.

1875-ci ildə Lecoq de Boisbaudran Pierrefitte (Pyrenees) dən gətirilən sink qarışığının spektrini tədqiq etdi. Məhz bu spektrdə yeni bənövşəyi xətt kəşf edildi. Yeni xətt mineralda naməlum elementin olduğunu göstərirdi və təbii olaraq Lecoq de Boisbaudran bu elementi təcrid etmək üçün hər cür səy göstərdi. Bunu etmək asan deyildi: filizdə yeni elementin tərkibi 0,1%-dən az idi və bir çox cəhətdən sinklə oxşar idi*. Uzun təcrübələrdən sonra alim yeni, lakin çox az miqdarda element əldə edə bildi. O qədər kiçik (0,1 q-dan az) ki, Lecoq de Boisbaudran onun fiziki və kimyəvi xassələrini tam öyrənə bilmədi.

Paris Elmlər Akademiyasının hesabatlarında qalliumun kəşfi haqqında elan - beləliklə, Fransanın şərəfinə (Gallia - onun latın adı) yeni bir element adlandırıldı.

Bu mesajı oxuyan D.I. Mendeleyev, beş il əvvəl proqnozlaşdırdığı ekaalüminiumu qaliumda tanıdı. Mendeleyev dərhal Parisə məktub yazdı. Məktubunda deyilir: "Kəşf və izolyasiya üsulu, eləcə də təsvir edilən bir neçə xüsusiyyət, yeni metalın ekaalüminiumdan başqa bir şey olmadığını göstərir". Sonra həmin element üçün proqnozlaşdırılan xassələri təkrarladı. Üstəlik, heç vaxt əlində qallium dənəciyi tutmayan, gözlərində görmədən rus kimyaçısı iddia edirdi ki, elementi kəşf edən şəxs yanılır, Lecoq de Boisbaudranın yazdığı kimi, yeni metalın sıxlığı 4,7-yə bərabər ola bilməz. - təxminən 5,9...6,0 q/sm3 daha çox olmalıdır! Ancaq təcrübə bunun əksini göstərdi: kəşf edən səhv etdi. Mendeleyevin proqnozlaşdırdığı elementlərdən birincisinin kəşfi dövri qanunun mövqeyini xeyli gücləndirdi.

Tapmaq Galyatəbiətdə

Yer qabığında qalliumun orta miqdarı 19 q/t təşkil edir. Qallium ikili geokimyəvi təbiətə malik tipik bir iz elementidir. Yeganə Qallium mineralı CuGaS 2 qallit çox nadirdir. Qalliumun geokimyası alüminiumun geokimyası ilə sıx bağlıdır, bu da onların fiziki-kimyəvi xassələrinin oxşarlığı ilə bağlıdır. Qalliumun litosferdəki əsas hissəsi alüminium mineralları ilə əhatə olunmuşdur. Kristal kimyəvi xassələrinin əsas qaya əmələ gətirən elementlərlə (Al, Fe və s.) yaxınlığına və onlarla izomorfizmin geniş imkanlarına görə qallium əhəmiyyətli klark dəyərinə baxmayaraq, böyük yığılmalar əmələ gətirmir. Tərkibində yüksək qallium olan aşağıdakı minerallar fərqlənir: sfalerit (0 - 0,1%), maqnetit (0 - 0,003%), kassiterit (0 - 0,005%), qranat (0 - 0,003%), beril (0 - 0,003%) ), turmalin (0 - 0,01%), spodumen (0,001 - 0,07%), floqopit (0,001 - 0,005%), biotit (0 - 0,1%), muskovit (0 - 0,01%), seritit (0 - 0,005%), lepidolit (0,001 - 0,03%), xlorit (0 - 0,001%), feldispatlar (0 - 0,01%), nefelin (0 - 0,1%), hekmanit (0,01 - 0,07%), natrolit (0 - 0,1%).

Fiziki xüsusiyyətlər Galya

Qalliumun bəlkə də ən məşhur xüsusiyyəti 29,76 °C olan ərimə nöqtəsidir. Dövri sistemdə ikinci ən çox əriyən metaldır (civədən sonra). Bu, metalı əlinizdə tutaraq əritməyə imkan verir. Qallium ərimə qatılaşdıqda genişlənən bir neçə metaldan biridir (digərləri Bi, Ge).

T=20°C-də bərk vəziyyətdə qalliumun sıxlığı 5,904 q/sm³-dir.

Qalliumun xüsusiyyətlərindən biri maye halının mövcudluğu üçün geniş temperatur diapazonudur (30-dan 2230 °C-ə qədər), 1100÷1200 °C-ə qədər temperaturda aşağı buxar təzyiqinə malikdir. T=0÷24 °C temperatur intervalında bərk qalliumun xüsusi istilik tutumu 376,7 J/kq K (0,09 kal/q deq.), T=29÷100 °C-də maye halda - 410 J/kq təşkil edir. K (0,098 kal/q dərəcə).

Bərk və maye hallardakı elektrik müqaviməti müvafiq olaraq 53,4 10 −6 ohm sm (T=0 °C-də) və 27,2 10 −6 ohm sm (T=30 °C-də) təşkil edir. Müxtəlif temperaturlarda maye qalliumun özlülüyü T=98°C-də 1,612 poise, T=1100°C-də isə 0,578 poise təşkil edir. Hidrogen atmosferində 30 °C-də ölçülən səth gərginliyi 0,735 N/m-dir. 4360 Å və 5890 Å dalğa uzunluqları üçün əksetmə əmsalları müvafiq olaraq 75,6% və 71,3% təşkil edir.

Təbii qallium 69 Ga (61,2%) və 71 Ga (38,8%) iki izotopdan ibarətdir. Termal neytron tutma kəsiyi müvafiq olaraq 2,1·10 −28 m² və 5,1·10 −28 m²-dir.

Qallium aşağı zəhərli elementdir. Aşağı ərimə nöqtəsinə görə, qallium külçələrini qalium əriməsi ilə zəif isladılmış polietilen torbalarda daşımaq tövsiyə olunur. Bir vaxtlar metaldan hətta içlik hazırlamaq üçün istifadə olunurdu (amalgam dolguları yerinə). Bu tətbiq, mis tozunun ərimiş qallium ilə qarışdırıldığı zaman bir neçə saatdan sonra (metallararası birləşmənin əmələ gəlməsinə görə) sərtləşən və sonra ərimədən 600 dərəcəyə qədər qızmağa davam edə bilən bir pasta əldə edilməsinə əsaslanır.

Yüksək temperaturda qallium çox aqressiv bir maddədir. 500 °C-dən yuxarı temperaturda volfram istisna olmaqla, demək olar ki, bütün metalları, eləcə də bir çox digər materialları korroziyaya uğradır. Kvars 1100°C-ə qədər ərimiş qalliuma davamlıdır, lakin problem yarana bilər, çünki kvars (eləcə də əksər eynəklər) bu metal tərəfindən yüksək dərəcədə islana bilir. Yəni qallium sadəcə kvarsın divarlarına yapışacaq.

Kimyəvi xassələri Galya

Qalliumun kimyəvi xassələri alüminiuma yaxındır. Havada metal səthində əmələ gələn oksid filmi qalliumu sonrakı oksidləşmədən qoruyur. Təzyiq altında qızdırıldıqda, qallium su ilə reaksiya verir və reaksiya ilə GaOOH birləşməsini əmələ gətirir:

2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2.

Qallium hidrogenin sərbəst buraxılması və duzların əmələ gəlməsi ilə mineral turşularla qarşılıqlı təsir göstərir və reaksiya otaq temperaturundan aşağı da davam edir:

2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2

Qələvilər və kalium və natrium karbonatları ilə reaksiya məhsulları Ga (OH) 4 - və ehtimal ki, Ga (OH) 6 3 - və Ga (OH) 2 - ionları olan hidroksoqalatlardır:

2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

Gallium halogenlərlə reaksiya verir: xlor və flüor ilə reaksiya otaq temperaturunda baş verir, brom ilə - artıq -35 ° C-də (təxminən 20 ° C - alovlanma ilə), yod ilə qarşılıqlı əlaqə qızdırıldıqda başlayır.

Qallium hidrogen, karbon, azot, silikon və bor ilə qarşılıqlı təsir göstərmir.

Yüksək temperaturda qallium müxtəlif materialları məhv etməyə qadirdir və onun hərəkəti hər hansı digər metalın əriməsindən daha güclüdür. Beləliklə, qrafit və volfram 800 ° C-yə qədər qallium əriməsinin, alundum və berilyum oksidi BeO - 1000 ° C-ə qədər, tantal, molibden və niobium 400 ÷ 450 ° C-ə qədər davamlıdır.

Əksər metallarla qallium, vismut, həmçinin sink, skandium və titan alt qruplarının metalları istisna olmaqla, qallidlər əmələ gətirir. V 3 Ga qallidlərindən biri 16,8 K yüksək keçirici keçid temperaturuna malikdir.

Qallium polimer hidridləri əmələ gətirir:

4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.

BH 4 - → AlH 4 - → GaH 4 - seriyasında ion sabitliyi azalır. İon BH 4 - sulu məhlulda sabitdir, AlH 4 - və GaH 4 - tez hidroliz olunur:

GaH 4 - + 4H 2 O \u003d Ga (OH) 3 + OH - + 4H 2 -

Ga (OH) 3 və Ga 2 O 3 turşularda həll edildikdə, aqua kompleksləri 3+ əmələ gəlir, buna görə də qalium duzları sulu məhlullardan kristal hidratlar şəklində təcrid olunur, məsələn, qalium xlorid GaCl 3 * 6H 2 O , kalium qalium alum KGa (SO 4) 2 * 12H2O.

Qalliumun sulfat turşusu ilə qarşılıqlı təsiri maraqlıdır. Elementar kükürdün sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur. Bu halda, kükürd metalın səthini əhatə edir və onun daha da əriməsinin qarşısını alır. Bununla belə, əgər metal isti su ilə yuyularsa, reaksiya davam edəcək və qalliumda yeni kükürd "qabı" yetişənə qədər davam edəcək.

Əsas əlaqələr Galya

Ga2H6- uçucu maye, t pl −21,4 °C, bp t 139 °C. Litium və ya tallium hidratla efir suspenziyasında LiGaH 4 və TlGaH 4 birləşmələri əmələ gətirir. Tetrametildiqallanın trietilaminlə müalicəsi nəticəsində əmələ gəlir. Diboranda olduğu kimi banan bağları var

Ga2O3- ağ və ya sarı toz, t pl 1795 °C. İki modifikasiya şəklində mövcuddur. α- Ga 2 O 3 - 6,48 q / sm³ sıxlığı olan rəngsiz triqonal kristallar, suda az həll olunur, turşularda həll olunur. β- Ga 2 O 3 - sıxlığı 5,88 q / sm³ olan rəngsiz monoklinik kristallar, suda, turşularda və qələvilərdə az həll olunur. Metal qalliumu havada 260 °C-də və ya oksigen atmosferində qızdırmaqla və ya qalium nitratın və ya sulfatın kalsifikasiyası ilə əldə edilir. ΔH° 298(arr) −1089,10 kJ/mol; ΔG° 298(arr) −998,24 kJ/mol; S° 298 84,98 J/mol*K. Onlar amfoter xüsusiyyətləri göstərirlər, baxmayaraq ki, əsas xüsusiyyətlər alüminiumla müqayisədə gücləndirilir:

Ga 2 O 3 + 6HCl \u003d 2GaCl 2 Ga 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d 2NaGaO 2 + CO 2

Ga(OH)3- üçvalentli qallium duzlarının qələvi metalların hidroksidləri və karbonatları ilə məhlullarının müalicəsi zamanı jele kimi çöküntü şəklində çöküntülər (pH 9.7). Konsentratlı ammonyak və konsentratlı ammonium karbonat məhlulunda həll olur, qaynadılan zaman çökür. Qızdırmaqla, qalium hidroksid GaOOH-a, sonra Ga 2 O 3 * H 2 O-ya və nəhayət Ga 2 O 3-ə çevrilə bilər. Üçvalentli qalliumun duzlarının hidrolizi ilə əldə edilə bilər.

GaF3- Ağ toz. t pl > 1000 ° C, t kip 950 ° C, sıxlıq - 4,47 q / sm³. Suda az həll olunur. Məlum kristal GaF 3 ·3H 2 O. Qallium oksidini flüor atmosferində qızdırmaqla əldə edilir.

GaCl3- rəngsiz hiqroskopik kristallar. t pl 78 ° C, t kip 215 ° C, sıxlıq - 2,47 q / sm³. Suda yaxşıca həll edək. Sulu məhlullarda hidroliz olur. Birbaşa elementlərdən əldə edilir. Üzvi sintezlərdə katalizator kimi istifadə olunur.

GaBr3- rəngsiz hiqroskopik kristallar. t pl 122 ° C, t kip 279 ° C sıxlığı - 3,69 q / sm³. Suda həll olunur. Sulu məhlullarda hidroliz olur. Ammonyakda az həll olunur. Birbaşa elementlərdən əldə edilir.

GaI 3- hiqroskopik açıq sarı iynələr. t pl 212 ° C, t kip 346 ° C, sıxlıq - 4,15 q / sm³. İsti su ilə hidroliz olur. Birbaşa elementlərdən əldə edilir.

Qaz 3- sarı kristallar və ya t pl 1250 °C və sıxlığı 3,65 q/sm³ olan ağ amorf toz. Tamamilə hidroliz edərkən su ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Qalliumun kükürd və ya hidrogen sulfid ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əldə edilir.

Ga 2 (SO 4) 3 18H 2 O- rəngsiz, suda çox həll olunan maddə. Qallium, onun oksidi və hidroksidinin sulfat turşusu ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əldə edilir. Qələvi metalların və ammoniumun sulfatları ilə asanlıqla alumlar əmələ gətirir, məsələn, KGa (SO 4) 2 12H 2 O.

Ga(NO 3) 3 8H 2 O- suda və etanolda həll olan rəngsiz kristallar. Qızdırıldıqda parçalanır və qallium (III) oksidi əmələ gətirir. Azot turşusunun qallium hidroksidinə təsiri ilə əldə edilir.

Qalliumun alınması

Qalliumun əsas mənbəyi alüminium istehsalıdır. Boksitin Bayer üsulu ilə emalı zamanı qallium Al(OH) 3 ayrıldıqdan sonra dövran edən ana mayelərdə cəmlənir. Qallium bu cür məhlullardan civə katodunda elektroliz yolu ilə təcrid olunur. Amalgamın su ilə işlənməsindən sonra alınan qələvi məhluldan Ga(OH) 3 çökdürülür, o, qələvidə həll olunur və Qallium elektroliz yolu ilə ayrılır.

Boksit və ya nefelin filizinin emalı üçün soda-əhəng üsulu ilə Gallium karbonlaşma zamanı ayrılan çöküntülərin son fraksiyalarında cəmlənir. Əlavə zənginləşdirmə üçün hidroksidlərin çöküntüsü əhəng südü ilə müalicə olunur. Bu zaman Al-ın çox hissəsi çöküntüdə qalır və Qallium məhlula keçir, ondan CO 2 keçərək qalium konsentratı (6-8% Ga 2 O 3) ayrılır; sonuncu qələvidə həll edilir və qallium elektrolitik olaraq təcrid olunur.

Üç qatlı elektroliz üsulu ilə Al emalı prosesinin qalıq anodik ərintisi də Qallium mənbəyi kimi xidmət edə bilər. Sink istehsalında Qalliumun mənbələri sink şlaklarının yuyulma tullantılarının emalı zamanı əmələ gələn sublimatlar (Velts oksidləri) olur.

Su və turşularla (HCl, HNO 3) yuyulmuş qələvi məhlulun elektrolizi yolu ilə alınan maye Qallium 99,9-99,95% Ga ehtiva edir. Daha təmiz metal vakuum əriməsi, zona əriməsi və ya ərimədən tək kristalın çəkilməsi ilə əldə edilir.

Qalliumun istifadəsi

Qallium arsenid GaAs yarımkeçirici elektronika üçün perspektivli materialdır.

Qallium nitridi mavi və ultrabənövşəyi diapazonda yarımkeçirici lazerlərin və LED-lərin yaradılmasında istifadə olunur. Qallium nitridi bütün nitrid birləşmələrinə xas olan əla kimyəvi və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.

Yarımkeçiricilərdə "çuxur" keçiriciliyinin artırılmasına kömək edən III qrupun elementi olaraq, germanium və silisium üçün əlavə olaraq qallium (ən azı 99,999% təmizlik ilə) istifadə olunur. V qrupunun elementləri olan qalliumun intermetal birləşmələri - sürmə və arsen - özləri yarımkeçirici xüsusiyyətlərə malikdirlər.

Qallium-71 izotopu neytrinoların aşkarlanması üçün ən vacib materialdır və bu baxımdan texnologiyanın qarşısında neytrino detektorlarının həssaslığını artırmaq üçün təbii qarışıqdan izotopların ayrılması çox aktual bir vəzifə durur. İzotopların təbii qarışığında 71 Ga-nın tərkibi təxminən 39,9% olduğu üçün təmiz izotopun təcrid edilməsi və onun neytrino detektoru kimi istifadəsi aşkarlama həssaslığını 2,5 dəfə artıra bilər.

Şüşə kütləsinə qalliumun əlavə edilməsi işıq şüalarının yüksək sınma indeksinə malik şüşələr əldə etməyə imkan verir və Ga 2 O 3 əsasında şüşələr infraqırmızı şüaları yaxşı ötürür.

Maye qallium üzərinə düşən işığın 88% -ni əks etdirir, bərk - bir az daha azdır. Buna görə də, qallium güzgüləri istehsal etmək çox asandır - bir qallium örtüyü hətta bir fırça ilə tətbiq oluna bilər.

Qallium otaq temperaturunda maye olan bir sıra ərintilərə malikdir və ərintilərindən birinin ərimə nöqtəsi 3 °C-dir, lakin digər tərəfdən, qallium (daha az dərəcədə ərintilər) əksər struktur materiallarına (krekinq) kifayət qədər aqressivdir. və ərintilərin yüksək temperaturda aşınması) və soyuducu kimi təsirsizdir və çox vaxt sadəcə qəbuledilməzdir.

Nüvə reaktorlarında qalliumdan istifadə etməyə cəhdlər edilib, lakin bu cəhdlərin nəticələrini uğurlu hesab etmək mümkün deyil. Qallium nəinki aktiv olaraq neytronları tutmur (2,71 anbarın kəsişməsini tutur), həm də yüksək temperaturda əksər metallarla reaksiya verir.

Qallium atom materialına çevrilmədi. Düzdür, onun süni radioaktiv izotopu 72 Ga (yarımxaricolma dövrü 14,2 saat) sümük xərçənginin diaqnozu üçün istifadə olunur. Qallium-72 xlorid və nitrat şiş tərəfindən adsorbsiya edilir və bu izotopun radiasiya xarakteristikasını təyin edərək, həkimlər xarici birləşmələrin ölçüsünü demək olar ki, dəqiq müəyyənləşdirirlər.

Qallium əla sürtkü materialıdır. Qallium və nikel, qalium və skandium əsasında praktiki olaraq çox vacib metal yapışdırıcılar yaradılmışdır.

Qallium metalı da yüksək temperaturu ölçmək üçün kvars termometrlərinə (civə əvəzinə) doldurulur. Bunun səbəbi, qalliumun civədən daha yüksək qaynama nöqtəsinə sahib olmasıdır.

Qallium oksidi bir sıra strateji əhəmiyyətli lazer materiallarının tərkib hissəsidir.

Dünyada qallium istehsalı

Onun dünya istehsalı ildə iki yüz tonu keçmir. Bu yaxınlarda aşkar edilmiş iki yataq istisna olmaqla - 2001-ci ildə Qold Canion, Nevada, ABŞ və 2005-ci ildə Daxili Monqolustanda, Çin - qalliuma sənaye konsentrasiyalarında dünyanın heç bir yerində rast gəlinmir. (Sonuncu yataqda kömürdə 958 min ton qalliumun olması müəyyən edilmişdir - bu, dünyanın qallium ehtiyatlarının ikiqat artmasıdır).

Təkcə boksitdə qalliumun dünya ehtiyatlarının 1 milyon tondan çox olduğu təxmin edilir və Çində qeyd olunan yataqda 958 min ton kömürdə qallium var - bu, qalliumun dünya ehtiyatlarını iki dəfə artırır).

Qallium istehsalçıları çox deyil. GEO Gallium qallium bazarında liderlərdən biridir. 2006-cı ilə qədər onun əsas obyektləri Stade (Almaniya) ildə təxminən 33 ton məhsul istehsal edən zavod, Salindresdəki zavod, ildə 20 ton emal (Fransa) və Pinjarra (Qərbi Avstraliya) - potensial (lakin istifadəyə verilməmiş) idi. sistem) gücü 50 tona qədər/il.

2006-cı ildə 1 nömrəli istehsalçının mövqeyi zəiflədi - Stade müəssisəsi Britaniya MCP və American Recapture Metals tərəfindən satın alındı.

Yaponiyanın Dowa Mining şirkəti sink istehsalının əlavə məhsulu kimi sink konsentratlarından ilkin qalliumun dünyada yeganə istehsalçısıdır. Dowa Mining-in ümumi xammal gücü ildə 20 tona qədər qiymətləndirilir.Qazaxıstanda Pavlodardakı Qazaxıstan alüminium zavodunun ümumi gücü ildə 20 tona qədərdir.

Çin qalliumun çox ciddi tədarükçüsü oldu. Çində əsas qalliumun 3 əsas istehsalçısı var - Geatwall Aluminium Co. (ildə 15 tona qədər), Shandong Alüminium Zavodu (təxminən 6 ton/il) və Guizhou Alüminium Zavodu (ildə 6 tona qədər). Bir sıra birgə istehsallar da var. Sumitomo Chemical Çində illik 40 tona qədər istehsal gücünə malik birgə müəssisə qurdu. Amerikanın AXT firması Çinin ən böyük alüminium müəssisəsi Shanxi Aluminium Factory Beijing JiYa yarımkeçirici Material Co ilə birgə müəssisə qurdu. gücü ildə 20 tona qədər.

Rusiyada qallium istehsalı

Rusiyada qallium istehsalının strukturu alüminium sənayesinin formalaşması ilə müəyyən edilir. Birləşməni elan edən iki aparıcı qrup - Rus Alüminiumu və SUAL - alüminium emalı zavodlarında yaradılmış qalium sahələrinin sahibləridir.

Rusiya alüminiumu: Ukraynadakı Nikolayev Alüminium Emalı Zavodu (tropik boksitlərin emalı üçün klassik Bayer hidrokimyəvi üsulu, sahənin gücü - ildə 12 tona qədər qallium) və Rusiyada Açinsk Alüminium Emalı Zavodu (nefelin xammalının sinterlənməsi ilə emalı - Kiyadan urtitlər) Krasnoyarsk diyarının Şaltırski yatağı, bölmənin gücü ildə 1,5 ton qalliumdur).

SUAL: Kamensk-Uralskidəki imkanlar (Şimali Ural boksit filiz bölgəsinin boksitlərinin Bayer-sinterləmə texnologiyası, sahənin gücü - ildə 2 tona qədər qallium), Boksitogorsk alüminium zavodunda (Leninqrad vilayətinin boksitlərini sinterləmə yolu ilə emal edir, gücü - 5 ton qalium / il, hazırda güvələnmiş) və Pikalevsky alüminium oksidi (Murmansk vilayətinin apatit-nefelin filizlərindən nefelin konsentratlarını sinterləmə yolu ilə emal edir, sahənin gücü 9 ton qalium/ildir). Ümumilikdə, Rusal və SUAL-ın bütün müəssisələri ildə 20 tondan çox istehsal edə bilər.

Faktiki istehsal daha azdır - məsələn, 2005-ci ildə Rusiyadan 8,3 ton qallium, Ukraynadan Nikolayev adına Alüminium Emalı Zavodundan 13,9 ton qalium ixrac edilib.

Materialın hazırlanmasında Kvar şirkətinin məlumatlarından istifadə edilmişdir.

Qalliumun ("ekaalüminium") mövcudluğu və onun əsas xassələri 1870-ci ildə D.I.Mendeleyev tərəfindən proqnozlaşdırılmışdır. Element Pireney sink qarışığında spektral analiz yolu ilə aşkar edilmiş və 1875-ci ildə fransız kimyaçısı P. E. Lecoq de Boisbaudran tərəfindən təcrid edilmişdir; Fransa (lat. Gallia) adından götürülmüşdür. Qalliumun xüsusiyyətlərinin proqnozlaşdırılanlarla tam üst-üstə düşməsi dövri sistemin ilk qələbəsi idi.

Təbiətdə olmaq, əldə etmək:

Kütləvi nömrələri 69 (60,5%) və 71 (39,5%) olan iki sabit izotopdan ibarətdir. Yer qabığında qalliumun orta miqdarı nisbətən yüksəkdir, çəki ilə 1,5·10 -3% təşkil edir ki, bu da qurğuşun və molibdenin tərkibinə bərabərdir. Qallium tipik bir iz elementidir. Yeganə qallium mineralı CuGaS 2 qallit çox nadirdir. Qalliumun geokimyası alüminiumun geokimyası ilə sıx bağlıdır ki, bu da onların fiziki-kimyəvi xassələrinin oxşarlığı ilə bağlıdır. Litosferdə qalliumun əsas hissəsi alüminium minerallarının əhatəsindədir. Boksit və nefelində qalliumun miqdarı 0,002-0,01% arasında dəyişir. Qalliumun yüksək konsentrasiyası sfaleritlərdə (0,01-0,02%), daş kömürlərdə (germaniumla birlikdə), həmçinin bəzi dəmir filizlərində də müşahidə olunur. Çin, ABŞ, Rusiya, Ukrayna və Qazaxıstan əhəmiyyətli qallium ehtiyatlarına malikdir.
Qallium istehsalının əsas mənbəyi alüminium istehsalıdır. Boksitlərin emalı zamanı qallium Al(OH) 3 təcrid edildikdən sonra ana mayelərdə cəmlənir. Qallium bu cür məhlullardan civə katodunda elektroliz yolu ilə təcrid olunur. Amalgamın su ilə işlənməsindən sonra alınan qələvi məhluldan Ga(OH) 3 çökdürülür, o, qələvidə həll olunur və qallium elektroliz yolu ilə ayrılır.
Su və turşularla (Hcl, HNO 3) yuyulmuş qələvi məhlulun elektrolizi ilə alınmış maye qalliumun tərkibində 99,9-99,95% Ga var. Daha təmiz metal vakuum əriməsi, zona əriməsi və ya ərimədən tək kristalın çəkilməsi ilə əldə edilir.

Fiziki xüsusiyyətlər:

Gümüş-ağ metal, yumşaq, ağır. Qalliumun fərqli bir xüsusiyyəti maye halının böyük bir intervalı (tərimə 29,8 ° C, tbp 2230 ° C) və 1100-1200 ° C-ə qədər olan temperaturda aşağı buxar təzyiqidir. Bərk metalın sıxlığı 5,904 q/sm 3 (20°C) təşkil edir ki, bu da mayeninkindən aşağıdır, ona görə də buz kimi kristallaşan qallium şüşə ampulanı sındıra bilər. Bərk qalliumun xüsusi istilik tutumu 376,7 J/(kq K) təşkil edir.

Kimyəvi xassələri:

Qallium adi temperaturda havada sabitdir. Quru oksigendə 260°C-dən yuxarı temperaturda yavaş oksidləşmə müşahidə olunur (oksid filmi metalı qoruyur). Xlor və brom soyuqda qalliumla, yod qızdırıldıqda reaksiya verir. 300 ° C-dən yuxarı temperaturda ərimiş qallium bütün struktur metallar və ərintilərlə (W istisna olmaqla) qarşılıqlı təsir göstərir, intermetal birləşmələr əmələ gətirir.
Təzyiq altında qızdırıldıqda qallium su ilə reaksiya verir: 2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Ga mineral turşularla yavaş-yavaş reaksiyaya girərək hidrogeni buraxır: 2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
Eyni zamanda, qallium sulfat və xlorid turşularında yavaş-yavaş, hidrofluorik turşuda tez həll olunur və soyuqda qallium nitrat turşusunda sabitdir.
Qallium isti qələvi məhlullarında yavaş-yavaş həll olunur. 2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

Ən vacib əlaqələr:

qalium oksidi, Ga 2 O 3 - ağ və ya sarı toz, mp 1795°C. Metal qalliumu havada 260 °C-də və ya oksigen atmosferində qızdırmaqla və ya qalium nitratın və ya sulfatın kalsifikasiyası ilə əldə edilir. İki modifikasiya şəklində mövcuddur. Amfoter xüsusiyyətlər nümayiş etdirərək məhlulda turşular və qələvilərlə yavaş-yavaş reaksiya verir:
qalium hidroksid, Ga (OH) 3 - üçvalentli qallium duzlarının məhlullarını qələvi metal hidroksidləri və karbonatları ilə müalicə edərkən jele kimi çöküntü şəklində çöküntülər (pH 9.7). Üçvalentli qalliumun duzlarının hidrolizi ilə əldə edilə bilər.
Qələvi formalarda həll edildikdə, turşu xüsusiyyətlərinin müəyyən üstünlüyü ilə amfoter göstərir. gallatlar(məsələn, Na). Konsentratlı ammonyak və konsentratlı ammonium karbonat məhlulunda həll olur, qaynadılan zaman çökür. Qızdırmaqla, qalium hidroksid GaOOH-a, sonra Ga 2 O 3 * H 2 O-ya və nəhayət Ga 2 O 3-ə çevrilə bilər.
qalium duzları. GaCl 3 - rəngsiz hiqroskopik kristallar. mp 78 °C, tbp 215 °C Ga 2 (SO 4) 3 *18H 2 O alum tipli qoşa duzlar əmələ gətirən rəngsiz, suda həll olunan maddədir. Ga(NO 3) 3 * 8H 2 O - suda və etanolda həll olunan rəngsiz kristallar
qalium sulfid, Ga 2 S 3 - sarı kristallar və ya mp 1250°C olan ağ amorf toz, su ilə parçalanır.
Qallium hidridləri orqano-qallium birləşmələrindən əldə edilir. Bor və alüminium hidridlərinə bənzər: Ga 2 H 6 - digallan, uçucu maye, tmelt − 21,4 °C, tbp 139 °C. x - poligallan, ağ bərk. Hidridlər qeyri-sabitdir, hidrogenin ayrılması ilə parçalanır.
litium qalanat, Li efir məhlulunda 4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl reaksiyası ilə alınır.
Rəngsiz kristallar, qeyri-sabitdir, hidrogeni buraxmaq üçün su ilə hidroliz olur.

Ərizə:

Qallium yüksək əks etdirən optik güzgülər hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər.
Qallium əla sürtkü materialıdır. Qallium və nikel, qalium və skandium əsasında praktiki olaraq çox vacib metal yapışdırıcılar yaradılmışdır.
Qallium arsenid GaAs, həmçinin yarımkeçirici xüsusiyyətlərə malik GaP, GaSb yarımkeçirici elektronika üçün perspektivli materiallardır. Onlar yüksək temperaturlu rektifikatorlarda və tranzistorlarda, günəş panellərində və infraqırmızı qəbuledicilərdə istifadə edilə bilər.
Qallium oksidi qranat qrupunun mühüm lazer materiallarının tərkib hissəsidir - GSHG, YAG, ISGG və s.
Qallium bahadır, 2005-ci ildə bir ton qallium dünya bazarında 1,2 milyon ABŞ dollarına başa gəlir və bu metala yüksək qiymət və eyni zamanda böyük tələbat səbəbindən alüminium istehsalında onun tam çıxarılmasının qurulması çox vacibdir. və maye yanacaqda kömür emalı.

İvanov Aleksey
KhF Tümen Dövlət Universiteti, 561 qrup.