Dikter till barn

World Gallium Market. Gally - metall eller nonmetall? Kemiska egenskaper Gauli

Den genomsnittliga galliumhalten i jordskorpan är 19 g / t. Gallium är ett typiskt utspridda element med dubbel geokemisk natur. På grund av närheten av dess kristallkemiska egenskaper med de huvudsakliga bergformande elementen (Al, Fe, etc.) och den breda möjligheten till isomorfism med dem bildar gallium inte stora kluster, trots den betydande mängden Clark. Följande mineraler med ett ökat galliuminnehåll kännetecknas: Sphalerit (0- 0,1%), magnetit (0- 0,003%), cassititit (0- 0,005%), granat (0- 0,003%), Beryl (0- 0,003%) , Tourmaline (0- 0,01%), Spoden (0,001 - 0,07%), Flogopit (0,001 - 0,005%), Biotit (0- 0,1%), Muskoveit (0-01%), serisit (0 - 0,005%), lepidolite (0,001 - 0,03%), klorit (0- 0,001%), fält-spaps (0- 0,01%), netelin (0- 0,1%), hecmanit (0,01 - 0,07%), natroit (0- 0,1%). Galliumkoncentration i havsvatten 3 · 10-5 mg / l.

Födelseort

Gallium insättningar är kända i sydvästra Afrika, CIS-länder

Få gallium

För gallium är en sällsynt mineralgalliter cugas2 (blandad sulfidkoppar och gallium) känt. Hans spår möts ständigt med Sfalerite, Chalcopyrite och Germanite. Betydande stora mängder (upp till 1,5%) hittades i aska hos något stenkol. Den huvudsakliga källan att erhålla gallium är emellertid lösningarna av aluminiumoxidproduktion vid bearbetning av bauxit (vanligtvis innehållande obetydliga föroreningar (upp till 0,1%)) och nefeline. Gallium kan också erhållas genom bearbetning av polymetalliska malmer, kol. Den extraheras av elektrolysen av tonvätskorna, vilka är en mellanprodukt av behandling av naturlig bauxit på teknisk aluminiumoxid. Galliumkoncentration i alkalisk aluminatlösning efter sönderdelning under Bayer-processen: 100-150 mg / l, enligt sintringsmetoden: 50-65 mg / l. Enligt dessa metoder separeras gallium från det mesta av aluminiumkarboniseringen, koncentrerar sig i den sista fraktionen av sedimentet. Därefter behandlas den berikade fällningen med lime, gallium passerar in i lösningen, varifrån den svarta metallen är belysad med elektrolys. Det förorenade galliet tvättades med vatten och filtrerades sedan genom porösa plattor och upphettades i vakuum för att avlägsna de flyktiga föroreningarna. För att erhålla en hög renhet gallium används en kemikalie (reaktion mellan salterna), elektrokemiska (elektrolyslösningar) och fysikaliska (sönderdelnings) metoder. I en mycket ren form (99,999%) erhölls det genom elektrolytisk raffinering, såväl som minskningen av väte försiktigt renad GaCl3.

Fysikaliska egenskaper

Kristallin gallium har flera polymorfa modifieringar, men endast en (i) är termodynamiskt stabil, som har ett Orthorhombic (pseudotragonalt) galler med parametrar A \u003d 4,5186 Å, B \u003d 7,6570 Å, C \u003d 4,5256 Å. Andra modifieringar av gallium (β, y, 5, e) kristalliseras från superkyld dispergerad metall och är instabila. Vid förhöjt tryck observerades ytterligare två polymorfa strukturer av Gauli II och III, som har respektive kubiska och tetragonala gitter.

Galliumtäthet i ett fast tillstånd vid en temperatur av 20 ° C är 5,904 g / cm3, flytande gallium (TP \u003d 29,8 ° C) har en densitet av 6,095 g / cm3, det vill säga, när den stelnas, ökar galliumvolymen. Gallium kokar vid 2230 ° C. En av särdragen hos gallium är ett brett temperaturområde för existensen av ett flytande tillstånd (från 30 till 2230 ° C), medan den har ett lågt par tryck vid temperaturer upp till 1100-1200 ° C. Den specifika kapaciteten hos fast gallium i temperaturområdet T \u003d 0-24 ° C är 376,7 J / kg · K (0,09 cal / g · hagel.), I ett flytande tillstånd vid t \u003d 29-100 ° C - 410 J / kg · k (0,098 cal / g · hagel).

Det specifika elektriska motståndet i fast och flytande tillstånd är lika, 53,4 · 10-6 ohm · cm (vid t \u003d 0 ° C) och 27,2 · 10-6 ohm · cm (vid t \u003d 30 ° C). Viskositeten hos det flytande galliet vid olika temperaturer är lika med 1,612 poise vid t \u003d 98 ° C och 0,578 poise vid t \u003d 1100 ° C. Ytspänningen uppmätt vid 30 ° C i väteatmosfär är 0,735 N / m. Reflektionskoefficienter för våglängder 4360 Å och 5890 Å är 75,6% respektive 71,3%.

Naturlig gallium består av två 69GA-isotoper (61,2%) och 71GA (38,8%). Tvärsnittet av gripningen av termiska neutroner är lika med 2,1 · 10-28 m² respektive 5,1 · 10-28 m².

Gljusanvändning

Gaas Arsenide är ett perspektivmaterial för halvledarelektronik.
Gallitridtid används vid skapandet av halvledarlasrar och blå och ultraviolett lysdioder. Galliatrid har utmärkta kemiska och mekaniska egenskaper som är typiska för alla nitridföreningar.
Gallium-71 isotop är det viktigaste materialet för registrering av neutrinor och i samband med detta före tekniken finns en mycket brådskande uppgift för fördelningen av denna isotop från den naturliga blandningen för att öka känsligheten hos neutrino detektorer. Eftersom innehållet av 71GA är i en naturlig blandning av isotoper ca 39,9%, kan frisättningen av ren isotop och använda den som en neutrino detektor öka känsligheten hos registreringen med 2,5 gånger.

Gallium vägar, 2005, på den globala marknaden, Kalkade Ton Gallium $ 1,2 miljoner, och på grund av det höga priset och samtidigt med ett stort behov av denna metall är det mycket viktigt att fastställa sin fullständiga utvinning i aluminiumproduktion och bearbetning av stenkol på flytande bränsle.

Gallium har ett antal legeringar, vätska vid rumstemperatur och en av dess legeringar har en smältpunkt på 3 ° C (eutektisk in-ga-sn), men å andra sidan är gallium (legeringar i mindre utsträckning) mycket aggressiv till de flesta strukturella material (sprickbildning och sprickbildning och oskärpa legeringar vid höga temperaturer). Till exempel, i förhållande till aluminium och dess legeringar, är gallium en kraftfull styrka hållbarhet (se adsorptionsminskningen i styrka, rebidereffekt). Denna egenskap med Gaul var starkt visad och studerad i detalj av P. A. Rebabder och E. D. Shchukin vid kontakt med aluminium med gallium eller dess eutektiska legeringar (spritmetallförbryllning). Dessutom orsakar vätning av aluminiumfilm av flytande gallium sin snabba oxidation, precis som det händer med aluminium, amalgamerad kvicksilver. Gallium löses vid en smältpunkt av ca 1% aluminium, som når den yttre ytan av filmen, där luften omedelbart oxideras. Oxidfilmen på flytande ytan är instabil och skyddar inte mot ytterligare oxidation. Som ett resultat används den flytande galliumlegeringen som ett termiskt gränssnitt mellan bränslekomponenten (till exempel en central datorprocessor) och en aluminiumradiator.

Som galliumkylmedel är ineffektivt, och ofta bara oacceptabelt.
Gallium är ett utmärkt smörjmedel. Baserat på gallium och nickel skapas Gallium och Scandia mycket viktiga metalllim i praktiken.
Metallic Gallium fyller också Quartz termometrar (istället för kvicksilver) för att mäta höga temperaturer. Detta beror på det faktum att gallium har en signifikant högre kokpunkt jämfört med kvicksilver.
Galliumoxid är en del av ett antal strategiskt viktiga lasermaterial av en grupp granatäpple - GSGG, IgG, IGH, etc.

Biologiska roll och egenskaper av gallium

Spelar inte en biologisk roll.

Kontakt av huden med gallium leder till det faktum att ultra-låga dispergerade metallpartiklar förblir på den. Externt ser det ut som en grå fläck.
Den kliniska bilden av akut förgiftning: kortfristig spänning, då inhibering, kränkning av samordning av rörelser, adamiya, areflexi, andning av avmattning, kränkning av sin rytm. Mot denna bakgrund observeras förlamning av de nedre extremiteterna, i det följande - koma, död. Inandningseffekten av galliuminnehållande aerosol i en koncentration av 50 mg / m³ medför en njurskada hos människor, såväl som intravenös administrering av 10-25 mg / kg galliumsalter. Det finns ett proteinuri, azotemi, kränkning av ureatbladet.
På grund av den låga smältpunkten för galli ingots rekommenderas att transporteras i polyetenpåsar, vilket är dåligt fuktat med flytande gallium.

Gallium

GALLIUM -Jag; m. [från lat. Gallia - Frankrike] Kemiskt element (GA), mjukmältande metall silvervit (används i halvledarproduktion).

Gallium

(Lat. Gallium), kemiskt element III i det periodiska systemet. Namnet från Gallia är det latinska namnet på Frankrike. Silvervit lågsmältande ( t. PL 29.77ºC) Metall; densitet (g / cm3) av fast metall 5 904, flytande 6 095; t. KIP 2205ºC. I luften är kemiskt ställen. I naturen är det utspridda, möter med al. Applicera huvudsakligen (med 97%) vid produktion av halvledarmaterial (GaAs, Gasb, Gap, GAN).

GALLIUM

Gallium (Lat. Gallium, från Gallia - Latinska namn på Frankrike), GA (Galliya), kemiskt element med atomnummer 31, atomvikt 69,723.
Natural Gallium består av två isotoper 69 ga (61,2 viktprocent) och 71 ga (38,8%). Konfiguration av det externa elektroniska skiktet 4 s. 2 p. ett . Graden av oxidation är +3, +1 (Valence I, III).
Beläget i grupp III i det periodiska systemet av element, under den fjärde perioden.
Radie av en atom 0,1245 nm, jonradie ga 3+ 0,062 nm. Energi av successiv jonisering 5,998, 20,514, 30,71, 64,2 och 89,8 EV. El genom pauling (centimeter. Paulong Linaus) 1,6.
Historiaöppning
För första gången förväntas existensen av detta element av D. I. Mendeleev (centimeter. Mendeleev Dmitry Ivanovich) 1871, på grundval av den öppna periodiska lagen. Han kallade sin ekaluminium. År 1875 P. E. Lekki de Boabodran (centimeter. Läcka de boabodran paul emil) Tilldelat gallium från zinkmalm.
De Baabodran bestämde densiteten av gallium - 4,7 g / cm3, som inte matchade det förutspådda D. I. Mendeleevs värde av 5,9 g / cm3. Det raffinerade värdet av galliumtäthet (5,904 g / cm3) sammanföll med förutsägelsen av Mendeleev.
Att hitta i naturen
Innehållet i jordskorpan är 1,8 · 10 -3 viktprocent. Gallium hänvisar till utspridda element. I naturen finns i form av mycket sällsynta mineraler: Zengeit Ga (OH) 3, Gallita Cugas 2 och andra. Det är en aluminium satellit (centimeter. ALUMINIUM), zink (centimeter. Zink (kemiskt element)), tyskland (centimeter. Germanium), körtel (centimeter. JÄRN); Innehållet i s kvarter (centimeter. Sfellerit), Nethelin (centimeter. Netherin), natrolyte, bauxiter, (centimeter. Boxites) Tyskland, i kol och järnmalmer av vissa insättningar.
Erhållande
Den huvudsakliga källan till gallium är de aluminatlösningar som erhållits genom återvinning av aluminiumoxid. Efter avlägsnande av den mest Al- och multipelkoncentrationen bildas en alkalisk lösning innehållande GA och Al. Gallium isoleras genom elektrolys av denna lösning.
Fysiska och kemiska egenskaper
Gallium är en lågsmältande ljusgrå metall med en blåaktig nyans. GA-smältan kan vara i ett flytande tillstånd vid temperaturer under smältpunkten (29,75 ° C). Kokpunkten är 2200 ° C, det förklaras av det faktum att i flytande Gaul en tät förpackning av atomer med ett samordningsnummer 12. För dess förstörelse är det nödvändigt att spendera mycket energi.
Kristallgitteret för en stabil A-modifiering bildas av dipektuella molekyler Ga 2, associerade van der Wales krafter (centimeter. Intermolekylär interaktion), Kommunikationslängden är 0,244 nm.
Standardelektrodpotentialen hos GA 3+ / GA-paret är -0.53B, GA är i en elektrokemisk rad till väte (centimeter. VÄTE).
Genom kemiska egenskaper hos gallium liknar aluminium.
I luften är Ga täckt med en oxidfilm som skyddar mot ytterligare oxidation. Med arsenik (centimeter. ARSENIK)fosfor (centimeter. FOSFOR), Antimon (centimeter. ANTIMON) Bildar arsenid, fosfid och galliumantimonid, med grå (centimeter. SVAVEL)selen (centimeter. SELEN), Telllur (centimeter. TELLUR) - Chalcogenes. När uppvärmd GA reagerar med syre (centimeter. SYRE). Med klorom (centimeter. KLOR) och bromb (centimeter. BROM) Gallium interagerar vid rumstemperatur, med jod (centimeter. Jod) - när det uppvärms. Galliumhalider, Form GE 2 x 6 dimers.
Gallium bildar polymerhydrider:
4LIH + GACL3 \u003d LI + 3LICL.
Stabiliteten hos joner faller i raden av BH 4 - - ALH 4 - - GAH 4 -. Jon bh 4 - resistent i vattenhaltig lösning, ALH 4 - och GAH 4 - snabbt hydrolyserad:
GAH 4 - + 4H2O \u003d GA (OH) 3 + OH - + 4H2
Vid uppvärmning under tryck reagerar Ga med vatten:
2GA + 4H2O \u003d 2GAOOH + 3H2
Med mineralsyror GA reagerar långsamt med väteutlösning:
2GA + 6HCl \u003d 2GACL3 + 3H2
Gallium löses i alkalier med bildandet av hydroxiogallat:
2GA + 6H20 + 2NAOH \u003d 2NA + 3H2
Galliumoxid och hydroxid visar amfotera egenskaper, även om de grundläggande egenskaperna hos dem jämfört med Al förstärks:
GA 2O3 + 6HCl \u003d 2GACL2,
Ga 2 O 3 + 2NaOH + 3H2O \u003d 2NE
GA 2O3 + Na2CO3 \u003d 2Nagao 2 + CO 2
När utdelningen av en lösning av något galliumsalt utmärker sig GE 2O3 galliumhydroxid. x.H 2 O:
GA (NO 3) 2 + 3NAOH \u003d GA (OH) 3 ї + 3NANO 3
Vid upplösning GA (OH) 3 och GA 2O3 är AquaComplexes 3+ bildade i syror, därför från vattenhaltiga lösningar av gallium isoleras som kristallohydrater, exempelvis galliumklorid GaCl3 · 6H20, Gallean KGA alum (SO4) 2 · 12H20. Gallium AquaComplexes i lösningar är färglös.
Ansökan
Ca 97% av den framställda av galliumindustrin används för att erhålla föreningar med halvledaregenskaper, såsom GaAs galliumarsenid. Metallgallium används i elektronik för kall lödning av keramiska och metalldelar, för dopning GE och SI, som erhåller optiska speglar. GA kan ersätta Hg i elektriska strömaktare. Eutektisk legering gallium med indium används i strålningskonturer av reaktorer.
Funktioner i omlopp
Gallium är ett lågt giftigt element. På grund av den låga smältpunkten för GA Bind, rekommenderas att transporteras i polyetenpåsar, som är dåligt fuktad av flytande gallium.

Encyclopedic Dictionary. 2009 .

Synonymer:

Titta på vad som är "gallium" i andra ordböcker:

Metall, enkel kropp, vars existens förutsåg Mendeleev och som öppnades av Lekok de Bobodran. En ordbok av främmande ord som ingår i det ryska språket. Chudinov A.n., 1910. Gallium är oförskämd mineral, blåblå; Solid, ... ... Ordbok för det ryska språket

- (Gallium), GA, kemisk element III-grupp av periodiskt system, atomnummer 31, atomvikt 69,72; metall. Gallium är öppet för den franska kemisten P. Lekkom de Boabodran 1875 ... Modern Encyclopedia

GA (Lat. Gallium * a. Gallium; n. Gallium; F. Gallium; och. Galio), Chem. Element III Group Periodic. Mendeleev system, på. n. 31, på. m. 69,73. Överväger från två stabila 69GA-isotoper (61,2%) och 71GA (38,8%). Förutsagt 1870 D. I. ... ... Geologisk encyklopedi

gallium - Jag, m. Gallium m. Från lat. Namnen på Frankrike, där han öppnades 1875 av kemisten de Baudbodran. Es. Kemiskt element, mjuk lektal silver vit metall; Den används istället för kvicksilver för tillverkning av tryckmätare och hög temperatur ... ... Historiska ordbok av gallicalism ryska språket

Gallium - (Gallium), GA, kemisk element III-grupp av periodiskt system, atomnummer 31, atomvikt 69,72; metall. Gallium öppnas av den franska kemisten P. Lekkom de Boabodran 1875. Illustrerad Encyclopedic Dictionary

GALLIUM - Chem. Element, GA-symbol (lat. Gallium), på. n. 31, på. m. 69,72; silver vit metall; Densitet 5904 kg / m3, TPL \u003d 29,8 ° C, TKIP \u003d 2230 ° C. Gallium som en vätska finns i ett mycket stort temperaturområde, så det används i ... ... Stor polytechnic encyclopedia ordbok av synonymer

- (Chem.). Egenskaper hos denna elementära kropp, GA \u003d 69, 86, representerades (D. I. Mendeleev) periodiskt system Elements, CA-aluminium, 1871. År 1875 öppnade Lekki de Baabodran G. i zinkuggla från Pierrefit (i Pirinai) med hjälp av ... ... Encyclopedia Brockhaus och Ephron

gallium - GA ELEMENT III GROUP PERIODIC. System, på. n. 31, på. m. 69,72; Silver vit ljusmetall. Den består av två stabila isotoper med massantal 69 (60,5%) och 71 (39,5%). Förekomsten av GA ("ekaluminiy") och OSN. Hans ab ... ... Teknisk översättare katalog

I naturen är det inte möjligt att hitta stora insättningar, som han helt enkelt inte bildar dem. I de flesta fall finns det i malm- eller Germanites mineraler, där det finns möjlighet att hitta från 0,5 till 0,7% av denna metall. Det är också värt att nämna att gallium har möjlighet att ta emot och vid behandling av nephower, bauxit, polymetalliska malmer eller kol. Först erhålls metall, som bearbetas: tvättning med vatten, filtrering och uppvärmning. Och för att få hög kvalitet används denna metall av speciella kemiska reaktioner. En stor nivå av galliumbrytning kan observeras i afrikanska länder, det är i sydöstra, Ryssland och i andra regioner.

När det gäller egenskaperna hos denna metall, dess färg av silverfärg och vid lågtemperaturlägen kan den vara i ett fast tillstånd, men det blir inte lätt att smälta om temperaturen åtminstone överstiger rummet. Eftersom denna metall i form av dess egenskaper ligger nära aluminium, transporteras den i speciella paket.

Använd gallium

Relativt nyligen gallium användes vid framställning av lågsmältande legeringar. Men idag finns det i mikroelektronik, där den appliceras med halvledare. Dessutom är detta material bra som ett smörjmedel. Om gallium används tillsammans eller skandid, kan du få utmärkta kvalitetsmetalllim. Dessutom kan metallgalliet i sig användas som fyllmedel i kvarts termowners, eftersom den har en större kokpunkt än kvicksilver.

Dessutom är det känt att gallium används vid framställning av elektrolampor, vilket skapar signalsystem med och säkringar. Dessutom kan denna metall hittas i optiska anordningar, i synnerhet för att förbättra sina reflekterande egenskaper. Gallium används också i farmaceutiska eller radioaktiva läkemedel.

Men samtidigt är den här metallen en av de dyraste, och det är mycket viktigt vid tillverkningen av aluminium och bearbetning av stenkol på bränsle för att fastställa högkvalitativ borttagning det, eftersom unikt naturligt gallium idag har fått ganska utbredd Använd på grund av dess unika egenskaper.

Det var inte möjligt att syntetisera elementet ännu, även om nanoteknik och insamlingshopp i forskare som arbetar med gallium.

Gallium - Element av huvudundergruppen av den tredje gruppen av den fjärde periodiska perioden kemiska element D. I. MENDELEEVA, med atomnummer 31. Det indikeras av GA-symbolen (lat. Gallium.). Hänvisar till en grupp av ljusmetaller. En enkel gallium substans är en mjuk plastmetall av silvervit färg med en blåaktig nyans.

Atomnummer - 31

Atom Vikt - 69,723

Densitet, kg / m³ - 5910

Smältpunkt, ° C - 29,8

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

El - 1,8.

Kovalent radie, å - 1,26

1: a jonizats Potential, EV - 6.00

Historia om öppnandet av glans

Fransk kemist Paul Emil Lekki de Boabodran gick in i historien som en upptäckare av tre nya element: Gallium (1875), Samaria (1879) och dysprosium (1886). Den första av dessa upptäckter tog honom berömmelse.

Vid den tiden, utanför Frankrike, var han lite känd. Han var 38 år, han var främst spektroskopiska studier. Den spektroskopiska föreläsningen De Boabodran var bra, och det ledde till att han slutade med framgång: han öppnade alla tre elementen med metoden för spektralanalys.

År 1875 utforskade Lekki de Baabodran spektret av zinkdäck som tagits från Pierfita (Pyrenéerna). I detta spektrum upptäcktes en ny lila linje. Den nya linjen vittnade om närvaron av ett okänt element i mineralet, och, helt naturligt läcker de Boabodran med maximala ansträngningar för att fördela detta element. Det visade sig vara inte lätt att göra: innehållet i det nya elementet i malm var mindre än 0,1%, och i många avseenden liknade det zinket *. Efter långa experiment lyckades forskaren få ett nytt element, men i ett mycket litet belopp. Så liten (mindre än 0,1 g), som att studera sina fysiska och kemiska egenskaper hos Lekki de Baabodran inte kunde vara helt.

Meddelande om öppningen av gallium - så till ära för Frankrike (Glisy - hennes latinska namn) namngavs ett nytt element - framträdde i rapporterna från Paris Academy of Sciences.

Detta meddelande läste d.i. Mendeleev och lärt sig i Gaul som förutspåddes av de fem åren före ekualinium. Mendeleev skrev omedelbart till Paris. "Metoden för upptäckt och urval, liksom några beskrivna egenskaper, gör det möjligt att den nya metallen är inget annat än ekalumin," sade i sitt brev. Då upprepade han den förutspådda egenskapen för detta element. Dessutom håller du aldrig ett galliumkorn i händerna, utan att se honom i ögonen, hävdade den ryska kemisten att upptäckaren av elementet misstog att densiteten hos den nya metallen inte kunde vara lika med 4,7, som han skrev de Boabodran - Hon borde vara mer ca 5,9 ... 6,0 g / cm 3! Men erfarenheten har visat motsatsen: inspelaren var fel. Öppningen av den första av de förutspådda Mendeleev-elementen stärkte väsentligt positionen i den periodiska lagen.

Fynd Gauli naturen

Den genomsnittliga galliumhalten i jordskorpan är 19 g / t. Gallium är ett typiskt utspridda element med dubbel geokemisk natur. Det enda galliummineralet är Cugas 2 galliter mycket sällsynt. Geokemi gallium är nära kopplad till aluminiums geokemi, vilket beror på likheten hos deras fysikalisk-kemiska egenskaper. Huvuddelen av gallium i litosfären är innesluten i aluminiummineraler. På grund av närheten av dess kristallkemiska egenskaper med de huvudsakliga bergformande elementen (Al, Fe, etc.) och den breda möjligheten till isomorfism med dem bildar gallium inte stora kluster, trots den betydande mängden Clark. Följande mineraler med ett ökat galliuminnehåll kännetecknas: Sphalerit (0- 0,1%), magnetit (0- 0,003%), cassititit (0- 0,005%), granat (0- 0,003%), Beryl (0- 0,003%) , Tourmaline (0- 0,01%), Spoden (0,001 - 0,07%), Flogopit (0,001 - 0,005%), Biotit (0- 0,1%), Muskoveit (0-01%), serisit (0 - 0,005%), lepidolite (0,001 - 0,03%), klorit (0- 0,001%), fält-spaps (0- 0,01%), netelin (0- 0,1%), hecmanit (0,01 - 0,07%), natroit (0- 0,1%).

Fysikaliska egenskaper Gaul

Kanske den mest kända egenskapen av gallium, det är dess smältpunkt, det är 29.76 ° C. Detta är den andra metallsmältande metallen i det periodiska systemet (efter kvicksilver). Detta gör att du kan smälta metallen, hålla den i handen. Gallium är en av de få metaller som expanderar när stelnade smält (andra - BI, GE).

Galliumtäthet i ett fast tillstånd vid en temperatur T \u003d 20 ° C är 5,904 g / cm3.

En av galleriets egenskaper är ett brett temperaturområde för existensen av ett flytande tillstånd (från 30 till 2230 ° C), medan den har ett lågt par tryck vid temperaturer upp till 1100 ÷ 1200 ° C. Den specifika kapaciteten hos fast gallium i temperaturområdet T \u003d 0 ÷ 24 ° C är 376,7 J / kg · K (0,09 cal / g · hagel.), I ett flytande tillstånd vid t \u003d 29 ÷ 100 ° C - 410 J / kg · k (0,098 cal / g · hagel).

Det specifika elektriska motståndet i fast och flytande tillstånd är lika, 53,4 · 10 -6 ohm · cm (vid t \u003d 0 ° C) och 27,2 · 10 -6 ohm · cm (vid t \u003d 30 ° C). Viskositeten hos det flytande galliet vid olika temperaturer är lika med 1,612 poise vid t \u003d 98 ° C och 0,578 poise vid t \u003d 1100 ° C. Ytspänningen uppmätt vid 30 ° C i väteatmosfär är 0,735 N / m. Reflektionskoefficienter för våglängder 4360 Å och 5890 Å är 75,6% respektive 71,3%.

Natural Gallium består av två isotoper 69 Ga (61,2%) och 71 ga (38,8%). Tvärsnittet av gripningen av termiska neutroner är lika med 2,1 · 10 -28 m² respektive 5,1 · 10 -28 m².

Gallium-litet giftigt element. På grund av den låga smältningen av smältande ingot av gallium rekommenderas att transporteras i polyetenpåsar, som är dåligt fuktad av galliumsmältan. Vid en tid användes metallen även för framställning av tätningar (istället för amalgam). Denna applikation är baserad på det faktum att vid blandning av kopparpulver med smält gallium erhålles en pasta, vilken härdar efter några timmar (på grund av bildningen av den intermetalliska föreningen) och tål sedan uppvärmning till 600 grader utan smältning.

Vid höga temperaturer är gallium en mycket aggressiv substans. Vid temperaturer över 500 ° C Corps nästan alla metaller utom volfram, liksom många andra material. Kvarts är resistent mot verkan av smält gallium upp till 1100 ° C, men problemet kan uppstå på grund av det faktum att kvarts (liksom de flesta andra glasögon) är perfekt fuktad av denna metall. Det är, Gallium kommer helt enkelt att hälla på quartzväggarna.

Kemiska egenskaper Gaul

De kemiska egenskaperna hos gallium ligger nära aluminiumegenskaper. Oxidfilmen bildad på ytan av metallen i luft skyddar gallium från ytterligare oxidation. Vid uppvärmning under tryck reagerar gallium med vatten, som bildar en Gaooh-anslutning genom reaktion:

2GA + 4H2O \u003d 2GAOOH + 3H2.

Gallium interagerar med mineralsyror med frisättning av väte och bildandet av salter, och reaktionen sker även under rumstemperatur:

2GA + 6HCl \u003d 2GACL3 + 3H2

Reaktionsprodukterna med alkali och kalium- och natriumkarbonater är hydrollor innehållande GA (OH) 4 joner och, eventuellt GA (OH) 6 3- och GA (OH) 2 -:

2GA + 6H20 + 2NAOH \u003d 2NA + 3H2

Gallium reagerar med halogener: Reaktionen med klor och fluor går vid rumstemperatur, med brom - redan vid -35 ° C (ca 20 ° C - med tändning), börjar interaktionen med jod vid uppvärmning.

Gallium interagerar inte med väte, kol, kväve, kisel och bor.

Vid höga temperaturer kan gallium förstöra olika material och dess verkan är starkare än smältan hos någon annan metall. Således är grafit och volfram resistenta mot galliumsmältets verkan upp till 800 ° C, Alund och Berylliumoxid-Beo-upp till 1000 ° C, tantal, molybden och niob är resistenta mot 400 ÷ 450 ° C.

Med de flesta metaller bildas gallierna gallon, undantagen är vismut, liksom metaller av zinkundergrupper, scandium, titan. En av galliderna V3 Ga har en ganska hög övergångstemperatur till det supraledande tillståndet av 16,8 K.

Gallium bildar polymerhydrider:

4LIH + GACL3 \u003d LI + 3LICL.

Stabiliteten hos joner faller i serien BH 4 - → ALH 4 - → GAH 4 -. Jon bh 4 - resistent i vattenhaltig lösning, ALH 4 - och GAH 4 - snabbt hydrolyserad:

GAH 4 - + 4H2O \u003d GA (OH) 3 + OH - + 4H2 -

Vid upplösning av GA (OH) 3 och GA 2O3 är AquaComplexes 3+ bildade i syror, därför från vattenhaltiga lösningar isoleras galliumsalter som kristallohydrater, t ex galliumklorid GaCl3 * 6H20, Gallean KGA alum ( SO 4) 2 * 12H20

Intressant är interaktionen av gallium med svavelsyra. Det åtföljs av frisläppandet av elementär svavel. I detta fall omsluter svavelen metallens yta och förhindrar den från ytterligare upplösning. Om du tvättar metallen med varmt vatten, kommer reaktionen att återupptas och kommer att gå tills en ny "hud" från svavel kommer inte att växa på Gaul.

Huvudanslutningar Gaul

GA 2 H 6 - BAT-vätska, T PL -21,4 ° C, T KIP 139 ° C. I den eteriska suspensionen med hydrat av litium eller thallium bildas Liga 4 och TLGAH 4-föreningar. Den är utformad som ett resultat av behandling av tetrametyldigalne-trietylamin. Det finns bananbindningar, som i det olika

GA 2 O 3 - Vitt eller gult pulver, T PL 1795 ° C. Det finns i form av två modifieringar. α- GA 2O3 - färglösa trigonala kristaller med en densitet av 6,48 g / cm ³, låglöslig i vattenlöslig i syror. β- GA 2 O 3 - Färglösa monokliniska kristaller med en densitet av 5,88 g / cm ³, dåligt lösligt i vatten, syror och tonhöjd. Den erhålles genom uppvärmning av metallgalliet på luft vid 260 ° C eller i en syreatmosfär eller kalcineringen av nitrat eller galliumsulfat. ΔH ° 298 (arr) -1089,10 kJ / mol; ΔG ° 298 (anlänt -998,24 kJ / mol; S ° 298 84,98 j / mol * k. De amfotera egenskaperna visar, även om huvudegenskaperna, jämfört med aluminium, förstärks:

GA 2O3 + 6HCl \u003d 2GACL2 GA 2O3 + 2NAOH + 3H2O \u003d 2NA GA 2O3 + Na2CO3 \u003d 2NAGAO 2 + CO 2

GA (OH) 3 - Falls i form av ett geléformat sediment vid behandling av lösningar av trivalenta galliumsalter av hydroxider och alkalimetallkarbonater (pH 9,7). Den löses i koncentrerad ammoniak och en koncentrerad lösning av ammoniumkarbonat, när kokning är avsatt. Uppvärmning galliumhydroxid kan översättas till Gaooh, sedan i Ga 2 O 3 * H2O, och slutligen i Ga 2 O3. Det är möjligt att erhålla hydrolys av trivalenta galliumsalter.

GAF 3. - Vitt pulver. T pl\u003e 1000 ° C, T KIP 950 ° C, densitet - 4,47 g / cm3. Multulatorisk i vatten. GAF 3 · 3H2O-kristalliden är känd. Den erhålles genom uppvärmning av galliumoxiden i fluoratmosfären.

GACL 3. - färglösa hygroskopiska kristaller. T pl 78 ° C, T KIP 215 ° C, densitet - 2,47 g / cm3. Väl löslig i vatten. I vattenhaltiga lösningar hydrolyseras. Få direkt från elementen. Den används som en katalysator i organisk syntes.

Gabr 3. - färglösa hygroskopiska kristaller. T 122 ° C, T KIP 279 ° C Densitet - 3,69 g / cm³. Löses upp i vatten. I vattenhaltiga lösningar hydrolyseras. I ammoniak, ett litet lösningsmedel. Få direkt från elementen.

Gai 3. - Giligroskopiska ljusgula nålar. T pl 212 ° C, T KIP 346 ° C, densitet - 4,15 g / cm³. Hydrolyserad för varmt vatten. Få direkt från elementen.

Gas 3. - Gula kristaller eller vitt amorft pulver med T 1250 ° C och en densitet av 3,65 g / cm3. Interagerar med vatten, medan helt hydrolyseras. Få gallium-interaktioner med grå eller vätesulfid.

GA 2 (SO4) 3 · 18H20 - Färglös, vällöslig substans i vatten. Det visar sig när interaktionen av gallium, dess oxid och hydroxid med svavelsyra. Med alkalimetall- och ammoniumsulfater bildas enkelt alun, exempelvis KGA (SO4) 2 · 12N 2 O.

GA (NO 3) 3 · 8H20 - Färglösa, vattenlösliga och etanolkristaller. När uppvärmd sönderdelas med bildandet av galliumoxid (III). Det visar sig verkan av salpetersyra på galliumhydroxid.

Få gallium

Huvudkällan för att erhålla gallium är aluminiumproduktion. Gallium i bearbetningen av bauxit enligt metoden i Bayer är koncentrerad i omvända livmoderlösningar efter belysning av Al (OH) 3. Av sådana lösningar isoleras gallium genom elektrolys på en kvicksilverkatod. Från en alkalisk lösning erhållen efter behandling med vatten utfälles GA (OH) 3, vilket är upplöst i alkali och isoleras av gallium genom elektrolys.

Med en soda-kalkhaltig metod för bearbetning av bauxit eller nephowermalm koncentreras gallium i de senaste fraktionerna av utfällning som tilldelats under karboniseringsprocessen. För ytterligare anrikning behandlas fällningen av hydroxider med kalkmjölk. Samtidigt kvarstår majoriteten av AL i sedimentet och gallium går in i en lösning, från vilken galliumkoncentratet (6-8% GA 2O3) separeras genom överföring av CO2; Den senare löses i Alkali och utsöndras gallerielektrolytiskt.

Källan till gallium kan också fungera som den återstående anodlegeringen av raffineringsprocessen av Al enligt metoden för tre-skiktelektrolys. Vid produktion av zink är galliumkällor sublimaten (oxider), vilka bildas vid bearbetning av svansarna av utlakning av zinkflammor.

Det flytande galliet, tvättades med vatten och syror erhållna genom en alkalisumlösning, tvättades med vatten och syror (HNO 3), innehåller 99,9-99,95% GA. Rengöringsmetallen erhålles genom smältning i vakuum, zon som smälter eller sträcker en enda kristall från smältan.

Gljusanvändning

Gaas Arsenide är ett perspektivmaterial för halvledarelektronik.

Gallitridtid används vid skapandet av halvledarlasrar och blå och ultraviolett lysdioder. Galliatrid har utmärkta kemiska och mekaniska egenskaper som är typiska för alla nitridföreningar.

Som ett element III av en grupp som bidrar till att stärka i halvledarnas "hål" -ledningsförmåga används gallium (inte mindre än 99,999% renhet) som tillsats till Tyskland och kisel. Gallium intermetalliska föreningar med element av V-grupp - Antimon och arsenik - de har själva halvledaregenskaper.

Gallium-71 isotop är det viktigaste materialet för registrering av neutrino, och i detta avseende före apparater är det en mycket brådskande uppgift att tilldela denna isotop från den naturliga blandningen för att öka känsligheten hos neutrino detektorer. Eftersom innehållet av 71 Ga är ca 39,9% i den naturliga blandningen av isotoper, kan höjdpunkten av ren isotop och användningen av neutrino som en detektor öka känsligheten hos registreringen med 2,5 gånger.

Tillägget av gallium i glasmassan gör att du kan få glasögon med ett högt brytningsindex för ljusstrålar, och GA 2 O-3-baserade glasögon överförs väl av infraröda strålar.

Flytande gallium återspeglar 88% av det ljus som faller på det, solidt - lite mindre. Därför gör de mycket enkla i tillverkningen av galliumspeglar - en galliumbeläggning kan appliceras även med en borste.

Gallium har ett antal legeringar, vätska vid rumstemperatur, och en av dess legeringar har en smältpunkt på 3 ° C, men å andra sidan är gallium (legeringar i mindre utsträckning) mycket aggressivt för de flesta strukturella material (sprickbildning och erosion av legeringar vid hög temperatur), och som kylvätska är han infektiv, och ofta bara oacceptabelt.

Försök gjordes för att tillämpa gallium i atomreaktorer, men det är osannolikt att resultaten av dessa försök kan anses vara framgångsrika. Inte bara är Gallium helt aktivt fångar neutroner (tvärsnitt av beslaget på 2,71 ladugård), det reagerar fortfarande vid förhöjda temperaturer med de flesta metaller.

Gallium blev inte atommaterial. Sant, dess artificiella radioaktiva isotop 72 Ga (med halveringstid på 14,2 timmar) används för att diagnostisera bencancer. Klorid och gallium-72 nitrat adsorberas av en tumör, och fixering av den strålningsegenskaper som är karakteristiska för denna isotop, bestämmer läkarna nästan noggrant dimensionerna av främmande formationer.

Gallium är ett utmärkt smörjmedel. Baserat på gallium och nickel skapade gallium och scandium nästan mycket viktiga metalllim.

Metallic Gallium fyller också Quartz termometrar (istället för kvicksilver) för att mäta höga temperaturer. Detta beror på det faktum att gallium har en signifikant högre kokpunkt jämfört med kvicksilver.

Galliumoxid är en del av ett antal strategiskt viktiga lasermaterial.

Galliumproduktion i världen

Hans världsproduktion överstiger inte tvåhundra ton per år. Med undantag för två nyupptäckta inlåning - 2001 i Gold Canion, Nevada, USA och 2005 i Inre Mongoliet, finns Kina inte i industriella koncentrationer någonstans i världen. (På det sista fältet är närvaron av 958 tusen ton gallium i hörnet fördubblingen av galliumresurser).

Gluffs världsresurser endast i bauxiter uppskattas överstiga 1 miljon ton, och i den nämnda depositionen i Kina 958 tusen ton gallium i hörnet - fördubbling av världens galliumresurser).

Galliumproducenter är inte så mycket. En av ledarna på galliemarknaden är Geo Gallium. Dess huvudkraft fram till 2006 gjordes från företaget i Stade (Tyskland), där cirka 33 ton per år, fabriken i Salindres, bearbetning 20 ton / år (Frankrike) och Pinjarra (västra Australien) - potential (men inte inmatad i Stroy) Kör upp till 50 ton / år.

Under 2006 köpte tillverkarens positioner №1 - företaget i Stade av engelska MSR och American Recapture Metals.

Det japanska företaget Dowa Mining är världens enda tillverkare av primära gallium från zinkkoncentrat i produktion av zink. Den fulla kapaciteten hos det primära materialet Dowa Mining uppskattas till 20 ton / år, i Kazakstan, företaget "Aluminium Kazakstan" i Pavlodar - full kapacitet upp till 20 ton / år.

Kina blev en mycket seriös leverantör. I Kina finns det 3 stora primära galliumtillverkare - Geatwall Aluminium Co. (upp till 15 ton / år), Shandong aluminium växt (ca 6 ton / år) och Guizhou aluminium växt (upp till 6 ton / år). Det finns också ett antal gemensamma produktioner. Sumitomo Chemical har skapat ett joint venture i Kina med en kapacitet på upp till 40 ton / år. Det amerikanska företaget AHT skapat med det största kinesiska aluminiumföretaget Shanxi Aluminium Factory Joint Enterprise Beijing Jiya Semiconductor Material Co. Med en kapacitet på upp till 20 ton / år.

Galliumproduktion i Ryssland

I Ryssland bestäms strukturen av galliumproduktion av bildandet av aluminiumindustrin. Två ledande grupper som meddelade fusionen - "Ryska aluminium" och "Sual" är ägare till galliumplatser skapade med aluminiumväxter.

"Ryska aluminium": Nikolaev aluminiumanläggningen i Ukraina (den klassiska hydrokemiska metoden för beerbehandling tropisk bauxit, platsen på webbplatsen är upp till 12 ton gallium / år) och Achinsky aluminiumoxid i Ryssland (bearbetning genom sintring av nephelin Material - Urrtrtits Kiya-Shahalerskoye Deponering av Krasnoyarsk Territory, Power Power - 1,5 ton gallium / år).

Sual: Poles i Kamensk-Uralsky (Bayer-sintringsteknik av bauxiter av det nord-ural Bauxitrudic-distriktet, kraftverket - upp till 2 ton gallium / år), på Boxitogorsk aluminiumväxter (processer boxites av Leningrad-regionen genom sintring, Power - 5 ton gallium / året är för närvarande konserverat) och "Pikalevsky aluminiumoxid" (bearbetar metoden för sintring av nephelinkoncentraten från apatit-nepheline malmer i Murmansk-regionen, är kapaciteten på platsen 9 ton gallium / år ). Totalt alla Rusal och Sual Enterprises kan producera över 20 ton / år.

Verklig produktion är lägre - till exempel exporterades 8,3 ton gallium från Ryssland och 13,9 ton gallium av Nikolaev Alumina-växten från Ukraina.

Vid förberedelse av materialet användes informationen från företaget "Kvar".

Förekomsten av gallium ("ekaluminia") och dess huvudegenskaper förutspåddes 1870 av D. I. Mendeleev. Elementet öppnades genom spektralanalys i den pyreniska zinkäcken och lyfts fram 1875 av den franska kemisten P. E. Lekok de Baibodran; Namngiven till ära av Frankrike (Lat. Gallia). Den exakta tillfälligheten av galliumens egenskaper med förutsagt var det periodiska systemets första triumf.

Hitta i naturen, kvitto:

Den består av två stabila isotoper med massantal 69 (60,5%) och 71 (39,5%). Den genomsnittliga galliumhalten i jordskorpan är relativt hög, 1,5 · 10 -3 viktprocent, vilket är lika med ledningsinnehållet och molybden. Gallium är ett typiskt spridd element. Det enda galliummineralet är Cugas 2 galliter mycket sällsynt. Geokemi gallium är nära kopplad till aluminiums geokemi, vilket beror på likheten hos deras fysikalisk-kemiska egenskaper. Huvuddelen av gallium i litosfären är innesluten i aluminiummineraler. Innehållet av gallium i bauxiter och nephower fluktuerar från 0,002 till 0,01%. Ökade galliumkoncentrationer observeras också i sphaleeriter (0,01-0,02%), i stenkål (tillsammans med Tyskland), liksom i vissa järnmalmer. Kina, USA, Ryssland, Ukraina, Kazakstan har betydande galliumreserver.
Huvudkällan för att erhålla gallium är aluminiumproduktion. Vid bearbetning av bauxitalkoncentrat i livmoderlösningarna efter allokering av Al (OH) 3. Av sådana lösningar isoleras gallium genom elektrolys på en kvicksilverkatod. Från en alkalisk lösning erhållen efter behandling med vatten utfälles GA (OH) 3, vilket är upplöst i alkali och isoleras av gallium genom elektrolys.
Det flytande galliet, tvättades med vatten och syror erhållna genom en alkalisumlösning, tvättades med vatten och syror (HNO 3), innehåller 99,9-99,95% GA. Rengöringsmetallen erhålles genom smältning i vakuum, zon som smälter eller sträcker en enda kristall från smältan.

Fysikaliska egenskaper:

Metall silver och vit, mjuk, tung. En särskiljande egenskap hos gallium är ett stort intervall av ett flytande tillstånd (TPL 29,8 ° C, TKIP 2230 ° C) och lågt ångtryck vid temperaturer upp till 1100-1200 ° C. Tätheten av fast metall är 5,904 g / cm3 (20 ° C), lägre än vätska, så kristalliserbart gallium, som is, kan bryta glasampullen. Särskild värmekapacitet hos fast gallium 376,7 J / (kg · k).

Kemiska egenskaper:

I luft vid normala temperatur galliumställ. Över 260 ° C i torrt syre observeras långsam oxidation (oxidfilmen skyddar metallen). Klor och brom reagerar med gallium på kallt, jod - vid uppvärmning. Smält gallium vid temperaturer över 300 ° C interagerar med alla strukturella metaller och legeringar (förutom W), bildande intermetalliska föreningar.
Vid uppvärmning under tryck reagerar gallium med vatten: 2GA + 4H2O \u003d 2GAOOH + 3H2
GA-mineralsyror reagerar långsamt med väteutlösning: 2GA + 6HCl \u003d 2GACL3 + 3H2
Samtidigt, i svavelsyra och saltsyror, löses gallium långsamt, i vätskan - snabbt, i salpetersyra på galliumkylan är stabil.
I heta lösningar löses alkaliska galliet långsamt. 2GA + 6H20 + 2NAOH \u003d 2NA + 3H2

Stora föreningar:

Galliumoxid, GA 2 O 3 - Vitt eller gult pulver, TPL 1795 ° C. Den erhålles genom uppvärmning av metallgalliet på luft vid 260 ° C eller i en syreatmosfär eller kalcineringen av nitrat eller galliumsulfat. Det finns i form av två modifieringar. Reagerar långsamt med syror och alkalier i lösning, som visar amfotera egenskaper:
Hydroxid galya, GA (OH) 3 - faller i form av ett geléformat sediment vid behandling av solter av trivalenta galliumsalter av hydroxider och alkalimetallkarbonater (pH 9,7). Det är möjligt att erhålla hydrolys av trivalenta galliumsalter.
Uppvisar amfotär, med viss övervägande av sura, egenskaper, när de löses i alkaliska former gallafi. (till exempel, na). Den löses i koncentrerad ammoniak och en koncentrerad lösning av ammoniumkarbonat, när kokning är avsatt. Uppvärmning galliumhydroxid kan översättas till Gaooh, sedan i Ga 2 O 3 * H2O, och slutligen i Ga 2 O3.
Salter ghill. GaCl3 - färglösa hygroskopiska kristaller. TPL 78 ° C, TKIP 215 ° C GA 2 (SO4) 3 * 18H20 är en färglös, vällöslig substans bildar dubbla salt av alumtyper. Ga (nr 3) 3 * 8H2O - färglös, vattenlöslig och etanolkristaller
Sulfidgallium, GA 2 s 3 - gula kristaller eller vitt amorft pulver med TPL 1250 ° C, sönderdelad med vatten.
Galliumhydrider Få baserat på gamaganiska anslutningar. Liknande borhydrider, aluminium: GA 2H6 - Digallan, flygvätska, TPL - 21,4 ° C, TKIP 139 ° C. X är polyhallan, vit fast substans. Hydrider är instabila, sönderdelas med frisättning av väte.
Galanat litia, Li erhålles i en eterlösning med en reaktion 4lih + GaCl3 \u003d Li + 3LICL
Färglösa kristaller, instabil, vatten hydrolyseras med väteutlösning.

Ansökan:

Gallium kan användas för att göra optiska speglar, kännetecknas av hög reflektivitet.
Gallium är ett utmärkt smörjmedel. Baserat på gallium och nickel skapade gallium och scandium nästan mycket viktiga metalllim.
Gaas Arsenide, såväl som gap, gasb, som har halvledaregenskaper - lovande material för halvledarelektronik. De kan användas i högtemperatur likriktare och transistorer, solpaneler såväl som i infraröda strålningsmottagare.
Galliumoxid är en del av viktiga lasermaterial av granatgruppen - GSGG, IgG, IGH, etc.
Gallium vägar, 2005, på den globala marknaden, Kalkade Ton Gallium $ 1,2 miljoner, och på grund av det höga priset och samtidigt med ett stort behov av denna metall är det mycket viktigt att fastställa sin fullständiga utvinning i aluminiumproduktion och bearbetning av stenkol på flytande bränsle.

Ivanov aleksey
HF Tyula, 561 Group.