Uzito wa atomiki wa gallium. Galliamu ni chuma kinachoyeyuka mikononi mwako

Kuhusu kipengele kilicho na nambari ya atomiki 31, wasomaji wengi wanakumbuka tu kwamba ni moja ya vipengele vitatu vilivyotabiriwa na kuelezewa kwa undani zaidi na D.I. Mendeleev, na gallium hiyo ni chuma cha fusible sana: joto la mitende ni ya kutosha kugeuka kuwa kioevu.

Hata hivyo, galliamu sio fusible zaidi ya metali (hata kama huhesabu zebaki). Kiwango chake cha kuyeyuka ni 29.75 ° C, na cesium inayeyuka saa 28.5 ° C; Cesium pekee, kama chuma chochote cha alkali, haiwezi kuchukuliwa mikononi mwako, kwa hivyo ni rahisi kuyeyusha galliamu kwenye kiganja cha mkono wako kuliko cesium.

Tulianza kwa makusudi hadithi yetu kuhusu kipengele nambari 31 kwa kutaja kitu ambacho kinajulikana kwa karibu kila mtu. Kwa sababu hii "inayojulikana" inahitaji maelezo. Kila mtu anajua kwamba gallium ilitabiriwa na Mendeleev na kugunduliwa na Lecoq de Boisbaudran, lakini si kila mtu anajua jinsi ugunduzi ulifanyika. Karibu kila mtu anajua kwamba gallium ni fusible, lakini karibu hakuna mtu anayeweza kujibu swali kwa nini ni fusible.

Gallium iligunduliwaje?

Mwanakemia Mfaransa Paul Emile Lecoq de Boisbaudran aliingia katika historia kama mgunduzi wa vipengele vitatu vipya: gallium (1875), samarium (1879) na dysprosium (1886). Ugunduzi wa kwanza kati ya hizi ulimletea umaarufu.

Wakati huo alikuwa anajulikana kidogo nje ya Ufaransa. Alikuwa na umri wa miaka 38 na alikuwa akijishughulisha sana na utafiti wa spectroscopic. Lecoq de Boisbaudran alikuwa mtaalamu mzuri wa spectroscopist, na hii hatimaye ilisababisha mafanikio: aligundua vipengele vyake vyote vitatu kwa uchambuzi wa spectral.

Mnamo 1875, Lecoq de Boisbaudran alichunguza wigo wa mchanganyiko wa zinki ulioletwa kutoka Pierrefitte (Pyrenees). Laini mpya ya urujuani (wavelength 4170 Ǻ) iligunduliwa katika wigo huu. Mstari mpya ulionyesha kuwepo kwa kipengele kisichojulikana katika madini, na, kwa kawaida kabisa, Lecoq de Boisbaudran alifanya kila jitihada kutenga kipengele hiki. Hii iligeuka kuwa vigumu kufanya: maudhui ya kipengele kipya katika ore ilikuwa chini ya 0.1%, na kwa njia nyingi ilikuwa sawa na zinki *. Baada ya majaribio ya muda mrefu, mwanasayansi aliweza kupata kipengele kipya, lakini kwa kiasi kidogo sana. Kidogo sana (chini ya 0.1 g) hivi kwamba Lecoq de Boisbaudrap hakuweza kusoma kikamilifu tabia zake za kimwili na kemikali.

Jinsi galliamu hupatikana kutoka kwa mchanganyiko wa zinki imeelezewa hapa chini.

Tangazo la ugunduzi wa gallium ni kwa heshima ya Ufaransa (Gaul ni yake Jina la Kilatini) kipengele kipya kiliitwa - kilionekana katika ripoti za Chuo cha Sayansi cha Paris.

Ujumbe huu ulisomwa na D.I. Mendeleev na kutambuliwa katika gallium eka-aluminium, ambayo alikuwa ametabiri miaka mitano mapema. Mendeleev mara moja aliandika kwa Paris. "Njia ya ugunduzi na kutengwa, pamoja na mali chache zilizoelezewa, hutufanya tuamini kuwa chuma kipya sio kingine isipokuwa eka-aluminium," barua yake ilisema. Kisha akarudia mali iliyotabiriwa kwa kipengele hicho. Kwa kuongezea, bila kushikilia nafaka za gallium mikononi mwake, bila kuiona kibinafsi, duka la dawa la Kirusi alisema kwamba mgunduzi wa kitu hicho alikosea, kwamba msongamano wa chuma kipya hauwezi kuwa sawa na 4.7, kama Lecoq de Boisbaudran aliandika. - lazima iwe kubwa zaidi, takriban 5.9 ... 6.0 g / cm 3!

Oddly kutosha, lakini kuhusu kuwepo sheria ya mara kwa mara ya kwanza ni ya uthibitisho, "kuimarisha," nilijifunza tu kutoka kwa barua hii. Kwa mara nyingine tena alitenga na kusafisha kwa uangalifu nafaka za galliamu ili kuangalia matokeo ya majaribio ya kwanza. Wanahistoria wengine wa sayansi wanaamini kwamba hii ilifanyika kwa lengo la kumdhalilisha "mtabiri" wa Kirusi anayejiamini. Lakini uzoefu ulionyesha kinyume: mgunduzi alikosea. Baadaye aliandika: "Hakuna haja, nadhani, kuashiria umuhimu wa kipekee ambao msongamano wa kitu kipya una uhusiano na uthibitisho wa maoni ya kinadharia ya Mendeleev."

Sifa zingine za kipengele nambari 31 kilichotabiriwa na Mendeleev kiliambatana karibu kabisa na data ya majaribio. "Utabiri wa Mendeleev ulitimia kwa kupotoka kidogo: eka-alumini iligeuka kuwa gallium." Hivi ndivyo Engels anabainisha tukio hili katika "Dialectics of Nature."

Bila kusema, ugunduzi wa mambo ya kwanza yaliyotabiriwa na Mendeleev yaliimarisha sana msimamo wa sheria ya upimaji.

Kwa nini gallium ni fusible?

Kutabiri mali ya gallium, Mendeleev aliamini kuwa chuma hiki kinapaswa kuwa fusible, kwani analogues zake katika kikundi - alumini na indium - pia sio kinzani.

Lakini kiwango cha kuyeyuka cha galliamu ni cha chini sana, mara tano chini kuliko ile ya indium. Hii inaelezwa na muundo usio wa kawaida wa fuwele za galliamu. Latiti yake ya kioo haifanyiki na atomi za kibinafsi (kama katika metali "ya kawaida"), lakini kwa molekuli za diatomiki. Molekuli za Ga 2 ni thabiti sana, huhifadhiwa hata wakati galliamu inapohamishwa hadi hali ya kioevu. Lakini molekuli hizi zimeunganishwa kwa kila mmoja tu na nguvu dhaifu za van der Waals, na nishati kidogo sana inahitajika kuharibu dhamana yao.

Baadhi ya mali nyingine ya kipengele No. 31 ni kuhusishwa na diatomicity ya molekuli. Katika hali ya kioevu, gallium ni mnene na nzito kuliko katika hali ngumu. Conductivity ya umeme ya gallium kioevu pia ni kubwa zaidi kuliko ile ya gallium imara.

Je, gallium inaonekana kama nini?

Kwa nje, inaonekana zaidi kama bati: chuma laini-nyeupe; haitoi vioksidishaji au kuchafua hewa.

Na katika mali nyingi za kemikali, galliamu iko karibu na alumini. Kama alumini, atomi ya galliamu ina elektroni tatu kwenye obiti yake ya nje. Kama alumini, galliamu kwa urahisi, hata kwenye baridi, humenyuka pamoja na halojeni (isipokuwa iodini). Metali zote mbili huyeyushwa kwa urahisi katika asidi ya sulfuriki na hidrokloriki, na zote mbili humenyuka pamoja na alkali na kutoa hidroksidi za amphoteri. Vigezo vya kutenganisha majibu

Ga(OH) 3 → Ga 3+ + 3OH -

H 3 GaO 3 → 3H + + GaO 3– 3

- kiasi cha utaratibu sawa.

Kuna, hata hivyo, tofauti katika kemikali mali galliamu na alumini.

Galliamu huoksidishwa na oksijeni kavu kwa joto la zaidi ya 260 ° C, na alumini, ikiwa imenyimwa filamu yake ya kinga ya oksidi, inaoksidishwa na oksijeni haraka sana.

Kwa hidrojeni, galliamu huunda hidridi sawa na hidridi za boroni. Alumini inaweza tu kufuta hidrojeni, lakini si kuguswa nayo.

Galliamu pia ni sawa na grafiti, quartz, na maji.

Kwenye grafiti - kwa sababu inaacha alama ya kijivu kwenye karatasi.

Kwa quartz - anisotropy ya umeme na ya joto.

Ukubwa wa upinzani wa umeme wa fuwele za gallium inategemea ambayo mhimili wa sasa unapita pamoja. Uwiano wa juu hadi wa chini ni 7, zaidi ya chuma kingine chochote. Vile vile huenda kwa mgawo wa upanuzi wa joto.

Thamani zake kwa mwelekeo wa shoka tatu za fuwele (fuwele za gallium ni rhombic) ziko katika uwiano wa 31:16:11.

Na galiamu ni sawa na maji kwa kuwa inapokaa hupanuka. Kuongezeka kwa sauti kunaonekana - 3.2%.

Mchanganyiko wa mfanano huu unaopingana peke yake unazungumza juu ya ubinafsi wa kipekee wa kipengele nambari 31.

Kwa kuongeza, ina mali isiyopatikana katika kipengele kingine chochote. Baada ya kuyeyushwa, inaweza kubaki katika hali ya baridi kali kwa miezi mingi kwenye joto lililo chini ya kiwango chake cha kuyeyuka. Hii ndiyo chuma pekee ambacho kinabaki kioevu katika kiwango kikubwa cha joto kutoka 30 hadi 2230 ° C, na tete ya mvuke zake ni ndogo. Hata katika utupu wa kina, huvukiza kwa dhahiri tu kwa 1000 ° C. Mvuke wa Galliamu, tofauti na imara na chuma kioevu monatomic. Mpito wa Ga 2 → 2Ga unahitaji kiasi kikubwa cha nishati; Hii inaelezea ugumu wa uvukizi wa gallium.

Kiwango kikubwa cha joto cha hali ya kioevu ni msingi wa moja ya maombi kuu ya kiufundi ya kipengele Nambari 31.

Gallium ni nzuri kwa nini?

Vipimajoto vya Galliamu vinaweza kupima joto kutoka 30 hadi 2230 ° C. Vipimajoto vya Galliamu sasa vinapatikana kwa halijoto ya hadi 1200°C.

Kipengele namba 31 kinatumika kwa ajili ya uzalishaji wa aloi za kiwango cha chini zinazotumiwa katika vifaa vya kuashiria. Aloi ya gallium-indium inayeyuka tayari kwa 16°C. Hii ni fusible zaidi ya aloi zote zinazojulikana.

Kama kipengee cha kikundi cha III ambacho huongeza upitishaji wa "shimo" kwenye semiconductor, gallium (iliyo na usafi wa angalau 99.999%) hutumiwa kama nyongeza ya germanium na silicon.

Misombo ya intermetallic ya gallium na vipengele vya kikundi V - antimoni na arsenic - wenyewe wana mali ya semiconductor.

Kuongezewa kwa galliamu kwa molekuli ya kioo hufanya iwezekanavyo kupata glasi na index ya juu ya refractive ya mionzi ya mwanga, na glasi kulingana na Ga 2 O 3 husambaza mionzi ya infrared vizuri.

Galiamu kioevu huakisi 88% ya tukio la mwanga juu yake, galiamu dhabiti huakisi kidogo. Kwa hiyo, hufanya vioo vya gallium ambavyo ni rahisi sana kutengeneza - mipako ya gallium inaweza hata kutumika kwa brashi.

Wakati mwingine uwezo wa gallium kuloweka nyuso imara vizuri hutumiwa, kuchukua nafasi ya zebaki katika pampu za utupu za uenezi. Pampu kama hizo "zinashikilia" utupu bora kuliko pampu za zebaki.

Majaribio yamefanywa kutumia gallium katika vinu vya nyuklia, lakini matokeo ya majaribio haya hayawezi kuchukuliwa kuwa yamefaulu. Sio tu kwamba galliamu hunasa nyutroni kwa bidii (kamata ghala za sehemu 2.71), pia humenyuka katika halijoto ya juu pamoja na metali nyingi.

Galliamu haikuwa nyenzo ya atomiki. Kweli, isotopu yake ya mionzi ya 72 Ga (iliyo na nusu ya maisha ya masaa 14.2) hutumiwa kutambua saratani ya mfupa. Gallium-72 kloridi na nitrati hupigwa na tumor, na kwa kuchunguza tabia ya mionzi ya isotopu hii, madaktari karibu huamua kwa usahihi ukubwa wa mafunzo ya kigeni.

Kama unaweza kuona, uwezekano wa vitendo wa kipengele Na. 31 ni pana kabisa. Bado haijawezekana kuzitumia kabisa kutokana na ugumu wa kupata gallium - kipengele adimu (1.5 10 -3% ya uzito wa ukoko wa dunia) na kutawanyika sana. Madini machache ya asili ya galliamu yanajulikana. Madini yake ya kwanza na maarufu zaidi, gallite CuGaS 2, iligunduliwa tu mwaka wa 1956. Baadaye, madini mawili zaidi, ambayo tayari ni nadra sana, yalipatikana.

Kawaida, galliamu hupatikana katika zinki, alumini, ore za chuma, na pia katika makaa ya mawe - kama uchafu mdogo. Na nini ni tabia: uchafu huu mkubwa, ni vigumu zaidi kuiondoa, kwa sababu kuna galliamu zaidi katika ores ya metali hizo (alumini, zinki) ambazo ni sawa na hiyo katika mali. Wingi wa gallium ya ardhini hupatikana katika madini ya alumini.

Galliamu(lat. Gallium), Ga, kipengele cha kemikali cha kikundi III meza ya mara kwa mara D.I. Mendeleev, nambari ya serial 31, molekuli ya atomiki 69.72; silvery-nyeupe chuma laini. Inajumuisha isotopu mbili thabiti na nambari za wingi 69 (60.5%) na 71 (39.5%).

Kuwepo kwa Gallium ("eka-aluminium") na sifa zake za msingi zilitabiriwa mnamo 1870 na D.I. Mendeleev. Kipengele hiki kiligunduliwa na uchambuzi wa spectral katika mchanganyiko wa zinki wa Pyrenean na kutengwa mwaka wa 1875 na mwanakemia wa Kifaransa P. E. Lecoq de Boisbaudran; jina lake baada ya Ufaransa (lat. Gallia). Sadfa halisi ya sifa za Galliamu na zile zilizotabiriwa ilikuwa ushindi wa kwanza wa mfumo wa upimaji.

Wastani wa maudhui ya galliamu ndani ukoko wa dunia kiasi cha juu, 1.5 · 10 -3% kwa uzito, ambayo ni sawa na maudhui ya risasi na molybdenum. Galliamu ni kipengele cha kawaida cha kufuatilia. Madini pekee ya Gallium, gallite CuGaS 2, ni nadra sana. Jiokemia ya galliamu inahusiana kwa karibu na jiokemia ya alumini, ambayo ni kwa sababu ya kufanana kwao. mali ya kimwili na kemikali. Sehemu kuu ya Galliamu katika lithosphere iko katika madini ya alumini. Maudhui ya Galliamu katika bauxite na nephelini ni kati ya 0.002 hadi 0.01%. Viwango vya juu Galliamu pia huzingatiwa katika sphalerites (0.01-0.02%), katika makaa ya mawe ngumu (pamoja na germanium), na pia katika baadhi ya ores ya chuma.

Mali ya kimwili ya Galliamu. Gallium ina kimiani ya orthorhombic (pseudo-tetragonal) yenye vigezo a = 4.5197Å, b = 7.6601Å, c = 4.5257Å. Uzito (g/cm3) ya chuma imara ni 5.904 (20 ° C), chuma kioevu ni 6.095 (29.8 ° C), yaani, wakati wa kuimarisha, kiasi cha Galliamu huongezeka; joto myeyuko 29.8°C, joto mchemko 2230°C. Kipengele tofauti Galliamu ina aina kubwa ya hali ya kioevu (2200 ° C) na shinikizo la chini la mvuke kwenye joto hadi 1100-1200 ° C. Uwezo maalum wa joto wa Gallium imara ni 376.7 J/(kg K), yaani, 0.09 cal/(g deg) katika safu ya 0-24°C, ya galliamu kioevu, mtawalia, 410 J/(kg K. ), yaani, 0.098 cal /(g deg) katika anuwai ya 29-100°C. Resistivity ya umeme (ohm cm) ya Gallium imara ni 53.4 · 10 -6 (0 ° C), kioevu 27.2 · 10 -6 (30 ° C). Mnato (poise = 0.1 n sec/m2): 1.612 (98°C), 0.578 (1100°C), mvutano wa uso 0.735 n/m (735 dyne/cm) (30°C katika anga ya H2) . Vigawo vya uakisi vya urefu wa mawimbi 4360Å na 5890Å ni 75.6% na 71.3%, mtawalia. Sehemu ya msalaba ya kukamata neutroni ya joto ni ghala 2.71 (2.7 · 10 -28 m2).

Tabia ya kemikali ya Galliamu. Galliamu ni imara katika hewa kwa joto la kawaida. Zaidi ya 260°C, uoksidishaji wa polepole huzingatiwa katika oksijeni kavu (filamu ya oksidi hulinda chuma). Galliamu huyeyuka polepole katika asidi ya sulfuriki na hidrokloriki, haraka katika asidi hidrofloriki, na ni imara katika baridi katika asidi ya nitriki. Galliamu huyeyuka polepole katika miyeyusho ya alkali moto. Klorini na bromini huguswa na Galliamu kwenye baridi, iodini - inapokanzwa. Galliamu iliyoyeyuka kwa joto zaidi ya 300 ° C huingiliana na metali zote za kimuundo na aloi.

Imara zaidi ni misombo ya trivalent ya Gallium, ambayo kwa namna nyingi ni sawa na mali kwa misombo ya kemikali ya alumini. Kwa kuongeza, misombo ya mono- na divalent inajulikana. Oksidi ya juu Ga 2 O 3 - dutu nyeupe, isiyoyeyuka katika maji. Hidroksidi inayolingana hutoka kwenye miyeyusho ya chumvi ya Galliamu kwa namna ya mvua ya rojorojo nyeupe. Ina tabia ya amphoteric iliyotamkwa. Wakati kufutwa katika alkali, gallates (kwa mfano, Na) huundwa, wakati kufutwa katika asidi, chumvi za Gallium huundwa: Ga 2 (SO 4) 3, GaCl 3, nk. Sifa za asidi za hidroksidi ya Gallium zinajulikana zaidi kuliko zile za hidroksidi ya alumini [Aina ya kutolewa kwa Al ( OH) 3 iko ndani ya kiwango cha pH = 10.6-4.1, na Ga(OH) 3 ndani ya kiwango cha pH = 9.7-3.4].

Tofauti na Al(OH) 3, hidroksidi ya Gallium hupasuka sio tu katika alkali kali, lakini pia katika ufumbuzi wa amonia. Inapochemshwa, hidroksidi ya galliamu hutoka kwenye suluhisho la amonia tena.

Kutoka kwa chumvi za Galiamu thamani ya juu kuwa na kloridi ya GaCl 3 (yeyuka 78°C, chemsha 200°C) na Ga 2 (SO 4) 3 sulfate. Mwisho, pamoja na salfati za metali za alkali na amonia, huunda chumvi mbili za aina ya alum, kwa mfano (NH 4)Ga(SO 4) 2 12H 2 O. Gallium huunda ferrocyanide Ga 4 3, ambayo haimunyiki vizuri katika maji na kuyeyuka. asidi, ambayo inaweza kutumika kuitenganisha na Al na idadi ya vipengele vingine.

Kupata Gallio. Chanzo kikuu cha kupata Galliamu ni uzalishaji wa alumini. Wakati wa kusindika bauxite kwa kutumia njia ya Bayer, gallium hujilimbikizia katika pombe za mama zinazozunguka baada ya kutenganishwa kwa Al(OH) 3 . Galliamu imetengwa na ufumbuzi huo kwa electrolysis kwenye cathode ya zebaki. Kutokana na ufumbuzi wa alkali uliopatikana baada ya kutibu amalgam kwa maji, Ga(OH) 3 hupungua, ambayo huyeyushwa katika alkali na Galliamu hutengwa na electrolysis.

Katika njia ya soda-chokaa ya usindikaji bauxite au ore ya nepheline, Gallium imejilimbikizia katika sehemu za mwisho za sediment iliyotolewa wakati wa mchakato wa carbonization. Kwa uboreshaji wa ziada, precipitate ya hidroksidi inatibiwa na maziwa ya chokaa. Katika kesi hiyo, wengi wa Al hubakia kwenye sediment, na Gallium huenda kwenye suluhisho, ambayo gallium huzingatia (6-8% Ga 2 O 3) imetengwa kwa kupitisha CO 2; mwisho ni kufutwa katika alkali na gallium ni pekee electrolytically.

Chanzo cha Galliamu kinaweza pia kuwa aloi ya anode iliyobaki kutoka kwa mchakato wa kusafisha Al kwa kutumia njia ya safu tatu ya electrolysis. Katika utengenezaji wa zinki, vyanzo vya Gallium ni sublimates (oksidi za Welz) iliyoundwa wakati wa usindikaji wa mikia ya leaching ya zinki.

Galliamu ya kioevu iliyopatikana kwa electrolysis ya ufumbuzi wa alkali, iliyoosha na maji na asidi (HCl, HNO 3), ina 99.9-99.95% Ga. Chuma safi zaidi hupatikana kwa kuyeyuka kwa utupu, kuyeyuka kwa eneo, au kwa kuchora fuwele moja kutoka kwa kuyeyuka.

Matumizi ya Galliamu. Utumizi wenye kuahidi zaidi wa Gallio uko kwenye fomu misombo ya kemikali kama vile GaAs, GaP, GaSb, ambazo zina sifa za semiconductor. Wanaweza kutumika katika kurekebisha joto la juu na transistors, seli za jua na vifaa vingine ambapo athari ya photoelectric katika safu ya kuzuia inaweza kutumika, pamoja na wapokeaji wa mionzi ya infrared. Galliamu inaweza kutumika kutengeneza vioo vya macho vinavyoakisi sana. Aloi ya alumini iliyo na galliamu imependekezwa badala ya zebaki kama kathodi ya taa za mionzi ya ultraviolet inayotumiwa katika dawa. Inapendekezwa kutumia galliamu ya kioevu na aloi zake kwa ajili ya utengenezaji wa thermometers ya joto la juu (600-1300 ° C) na kupima shinikizo. Ya kufurahisha ni matumizi ya Gallium na aloi zake kama kipozezi kioevu katika vinu vya nyuklia (hii inazuiwa na mwingiliano hai wa Gallium kwenye joto la kufanya kazi na vifaa vya miundo; aloi ya eutectic ya Ga-Zn-Sn ina athari kidogo ya babuzi kuliko safi. Galliamu).

Metal GALLIUM

Galliamu ni sehemu ya kikundi kikuu cha kikundi cha tatu cha kipindi cha nne cha jedwali la upimaji vipengele vya kemikali D.I. Mendeleev, yenye nambari ya atomiki 31. Inaonyeshwa na ishara Ga (lat. Gallium). Ni ya kundi la metali nyepesi. Dutu rahisi ya gallium (Nambari ya CAS: 7440-55-3) ni chuma laini cha ductile ya fedha-nyeupe (kulingana na vyanzo vingine, rangi ya kijivu) yenye rangi ya samawati.

Metal GALLIUM

Galliamu: Kiwango myeyuko 29.76 °C

Sumu ya chini, unaweza kuichukua na kuyeyuka!

Nyenzo kwa vifaa vya elektroniki vya semiconductor

Gallium arsenide GaAs

- nyenzo za kuahidi kwa umeme wa semiconductor.

Nitridi ya Galliamu

kutumika katika kuundwa kwa lasers semiconductor na LEDs katika mbalimbali ya bluu na ultraviolet. Nitridi ya Galliamu ina mali bora ya kemikali na mitambo ya kawaida ya misombo yote ya nitridi.

Isotopu ya Gallium-71

ni nyenzo muhimu zaidi kwa ajili ya kuchunguza neutrinos na kuhusiana na hili, teknolojia inakabiliwa na kazi ya haraka sana ya kutenga isotopu hii kutoka kwa mchanganyiko wa asili ili kuongeza unyeti wa vigunduzi vya neutrino. Kwa kuwa yaliyomo katika 71Ga katika mchanganyiko wa asili wa isotopu ni karibu 39.9%, kutengwa kwa isotopu safi na matumizi yake kama kigunduzi cha neutrino kunaweza kuongeza usikivu wa kugundua kwa mara 2.5.

Tabia za kemikali

Gallium ni ghali; mnamo 2005, tani ya gallium iligharimu dola milioni 1.2 kwenye soko la dunia, na kwa sababu ya bei ya juu na wakati huo huo mahitaji makubwa ya chuma hiki, ni muhimu sana kuanzisha uchimbaji wake kamili wakati wa utengenezaji na usindikaji wa alumini. makaa ya mawe magumu kwa mafuta ya kioevu.

Galliamu ina idadi ya aloi ambazo ni kioevu kwenye joto la kawaida, na moja ya aloi zake ina kiwango cha kuyeyuka cha 3 ° C (In-Ga-Sn eutectic), lakini kwa upande mwingine gallium (aloi kwa kiasi kidogo) ni sana. fujo kwa vifaa vingi vya kimuundo (kupasuka na mmomonyoko wa aloi kwa joto la juu). Kwa mfano, kuhusiana na alumini na aloi zake, galliamu ni kipunguza nguvu cha nguvu (tazama kupungua kwa adsorption kwa nguvu, athari ya Rehbinder). Sifa hii ya gallium ilionyeshwa kwa uwazi zaidi na kuchunguzwa kwa kina na P. A. Rebinder na E. D. Shchukin wakati wa kuwasiliana na alumini na gallium au aloi zake za eutectic (embrittlement ya chuma kioevu). Kama kipozezi, gallium haifanyi kazi na mara nyingi haikubaliki.

Gallium ni lubricant bora

. Adhesives za chuma ambazo ni muhimu sana kwa maneno ya vitendo zimeundwa kulingana na gallium na nickel, gallium na scandium.

Chuma cha Galliamu pia hutumiwa kujaza vipimajoto vya quartz (badala ya zebaki) kupima joto la juu. Hii ni kutokana na ukweli kwamba gallium ina kiasi kikubwa zaidi joto la juu kuchemsha ikilinganishwa na zebaki.

Oksidi ya Galliamu ni sehemu ya idadi ya vifaa vya laser muhimu vya kimkakati vya kikundi cha garnet - GSGG, YAG, ISGG, nk.

Galliamu bado haijapokea matumizi makubwa ya viwanda. Hivi sasa, maeneo yafuatayo ya matumizi ya galliamu yametambuliwa.
Thermometers kwa joto la juu. Galliamu ina kiwango cha chini cha kuyeyuka (29.8 °) na kiwango cha juu cha kuchemsha (~ 2200 °). Hii inaruhusu kutumika kwa ajili ya utengenezaji wa thermometers ya quartz kwa kupima joto la juu (600-1300 °).
Aloi za kiwango cha chini. Galliamu yenye idadi ya metali (bismuth, risasi, bati, cadmium, indium, thallium, nk) huunda aloi za kiwango cha chini na kiwango cha kuyeyuka chini ya 60 °. Kwa mfano, aloi ya gallium yenye 25% Inayeyuka kwa joto la 16 °, hatua ya kuyeyuka ya aloi ya gallium na 8% Sn ni 20 °. Kiwango myeyuko wa aloi ya eutectic (82% Ga, 12% Sn na 6% Zn) ni 17°.
Idadi ya aloi za kuyeyuka kwa chini zilizo na galliamu zimependekezwa kwa vifaa vya kuashiria (fusi za kunyunyizia) zinazotumiwa katika kuzima moto, hatua ambayo inategemea kuyeyuka kwa aloi wakati joto fulani limezidi, ambayo husababisha. kuwasha kiotomatiki mifumo ya kunyunyizia maji.
Aloi inayoyeyuka kwa kiwango cha chini iliyo na 60% Sn, 30% Ga na 10% In imependekezwa kwa vipima joto kuchukua nafasi ya zebaki.
KATIKA Hivi majuzi tahadhari ilitolewa kwa uwezekano wa kutumia galliamu na aloi zake kama njia ya kioevu ya kuondolewa kwa joto mitambo ya nguvu, kwa mfano, joto iliyotolewa katika boilers ya nyuklia. Faida ya gallium kama kioevu kinachopitisha joto ni kiwango chake cha juu cha mchemko, pamoja na upitishaji wa juu wa mafuta. Hata hivyo, kikwazo kwa matumizi ya baridi ya gallium ni mwingiliano wa galliamu na metali nyingi kwenye joto la juu.
Imependekezwa kutumia aloi za gallium katika daktari wa meno badala ya mchanganyiko wa zebaki. Aloi zifuatazo zinapendekezwa kwa kujaza meno; 40-80% Bi; 30-60% Sn; 0.5-0.8% Ga na 61.5% Bi; 37.2% Sn; 1.3% Ga.
Vioo. Galliamu ina uwezo wa kuzingatia vizuri kioo, ambayo inafanya uwezekano wa kuzalisha vioo vya gallium. Kioo kinaweza kufanywa kwa kufinya galliamu kati ya karatasi mbili za glasi zenye joto. Vioo vya Galliamu vina juu
kutafakari. Kwa urefu wa 4.360 A, kutafakari ni 75.6%, kwa urefu wa 5.890 A - 71.3%. Galiamu ya kioevu huonyesha 88% ya tukio la mwanga kwenye kioo.
Maombi mengine. Inapendekezwa kutumia aloi ya alumini na galliamu badala ya zebaki kama cathode ya taa za mionzi ya ultraviolet inayotumiwa katika dawa. Mionzi inayotokana hutajiriwa na mionzi ya sehemu ya bluu na nyekundu ya wigo, ambayo inaboresha athari ya matibabu mionzi.
Inawezekana kuchukua nafasi ya gallium na zebaki katika rectifiers za zebaki. Kiwango cha juu sana cha kuchemsha cha chuma hufanya iwezekanavyo kufanya kazi kwa kiasi kikubwa mizigo mizito kuliko wakati wa kutumia zebaki.
Inajulikana kutumia chumvi za gallium kama sehemu ya rangi zinazowaka (kusisimua mwanga wa fluorescent wa misombo). Chumvi za Galliamu pia hutumiwa katika kemia ya uchanganuzi, dawa na kama vichocheo katika usanisi wa kikaboni.

27.03.2019

Kwanza kabisa, unahitaji kuamua ni kiasi gani uko tayari kutumia katika ununuzi. Wataalam wanapendekeza kwa wawekezaji wa novice kiasi kutoka rubles elfu 30 hadi 100. Inagharimu ...

27.03.2019

Metali iliyovingirwa sasa inatumika kikamilifu zaidi hali tofauti. Kwa kweli, tasnia nyingi haziwezi kufanya bila hiyo, kwani chuma kilichovingirishwa ...

27.03.2019

Gaskets za chuma za sehemu ya mviringo ya mviringo zimeundwa kwa ajili ya kuziba miunganisho ya flange ya fittings na mabomba ambayo husafirisha vyombo vya habari vya fujo....

26.03.2019

Wengi wetu tumesikia juu ya nafasi kama hiyo kama msimamizi wa mfumo, lakini sio kila mtu anaelewa maana ya kifungu hiki cha maneno....

26.03.2019

Kila mtu anayefanya ukarabati katika majengo yao anapaswa kufikiri juu ya miundo gani inahitaji kuwekwa kwenye nafasi ya ndani. Kwenye soko...

26.03.2019

Leo, wachambuzi wa gesi hutumiwa kikamilifu katika tasnia ya mafuta na gesi, katika sekta ya huduma za umma, wakati wa uchambuzi katika maabara ya maabara, kwa ...

26.03.2019

Leo, vyombo vya chuma vinatumika kikamilifu kwa madhumuni ya uhifadhi wa stationary wa aina mbalimbali za vinywaji, ikiwa ni pamoja na mafuta na mafuta ya petroli, katika maghala, ...

25.03.2019

Katika Algerian Qatari Steel, iliyoko eneo Bellara, majaribio ya "moto" ya kinu ya waya yameanza kwa ukadiriaji wa nguvu wa takriban...

25.03.2019

Kiwango cha juu zaidi Ugavi wa umeme wa kuaminika kwa watumiaji wanaowajibika unaweza kupatikana kupitia matumizi ya jenereta za uhuru. Kuchukua...

Galliamu ni sehemu ya kikundi kikuu cha kikundi cha tatu cha kipindi cha nne cha mfumo wa mara kwa mara wa vitu vya kemikali vya D.I. Mendeleev, na nambari ya atomiki 31. Inaonyeshwa na ishara Ga (lat. Galliamu) Ni ya kundi la metali nyepesi. Dutu rahisi ya galliamu ni chuma laini, chenye ductile cha rangi ya fedha-nyeupe na tint ya rangi ya samawati.

Nambari ya atomiki - 31

Uzito wa atomiki - 69.723

Msongamano, kg/m³ - 5910

Kiwango myeyuko, °C - 29.8

Uwezo wa joto, kJ / (kg ° C) - 0.331

Umeme - 1.8

Radi ya Covalent, Å - 1.26

Ionization ya 1 uwezo, eV - 6.00

Historia ya ugunduzi wa gallium

Mnamo 1875, Lecoq de Boisbaudran alichunguza wigo wa mchanganyiko wa zinki ulioletwa kutoka Pierrefitte (Pyrenees). Mstari mpya wa violet uligunduliwa katika wigo huu. Mstari mpya ulionyesha kuwepo kwa kipengele kisichojulikana katika madini, na, kwa kawaida kabisa, Lecoq de Boisbaudran alifanya kila jitihada kutenga kipengele hiki. Hii iligeuka kuwa vigumu kufanya: maudhui ya kipengele kipya katika ore ilikuwa chini ya 0.1%, na kwa njia nyingi ilikuwa sawa na zinki *. Baada ya majaribio ya muda mrefu, mwanasayansi aliweza kupata kipengele kipya, lakini kwa kiasi kidogo sana. Kidogo sana (chini ya 0.1 g) hivi kwamba Lecoq de Boisbaudran hakuweza kusoma kikamilifu tabia zake za kimwili na kemikali.

Ugunduzi wa gallium - hii ndio jinsi kipengele kipya kiliitwa kwa heshima ya Ufaransa (Gallia ni jina lake la Kilatini) - ilionekana katika ripoti za Chuo cha Sayansi cha Paris.

Kutafuta Gaulkatika asili

Kiwango cha wastani cha galliamu katika ukoko wa dunia ni 19 g/t. Galliamu ni kipengele cha kawaida cha ufuatiliaji na asili ya jiokemia mbili. Madini pekee ya Gallium, gallite CuGaS 2, ni nadra sana. Geochemistry ya gallium inahusiana kwa karibu na geochemistry ya alumini, ambayo ni kutokana na kufanana kwa mali zao za physicochemical. Sehemu kuu ya Galliamu katika lithosphere iko katika madini ya alumini. Kwa sababu ya kufanana kwa mali yake ya kemikali ya fuwele na vitu kuu vya kutengeneza mwamba (Al, Fe, nk) na uwezekano mkubwa wa isomorphism nao, galliamu haifanyi mkusanyiko mkubwa, licha ya thamani kubwa ya clarke. Madini yafuatayo yenye maudhui ya juu ya galliamu yanajulikana: sphalerite (0 - 0.1%), magnetite (0 - 0.003%), cassiterite (0 - 0.005%), garnet (0 - 0.003%), beryl (0 - 0.003%). , tourmaline (0 – 0.01%), spodumene (0.001 – 0.07%), phlogopite (0.001 – 0.005%), biotite (0 – 0.1%), muscovite (0 – 0.01%), sericite ( 0 – 0.005%), lepidolite (0.001 - 0.03%), klorini (0 - 0.001%), feldspars (0 - 0.01%), nepheline (0 - 0.1%), hecmanite (0.01 - 0.07%), natrolite (0 - 0.1%).

Tabia za kimwili Gaul

Labda mali maarufu zaidi ya gallium ni kiwango chake cha kuyeyuka, ambacho ni 29.76 °C. Ni chuma cha pili cha fusible katika meza ya mara kwa mara (baada ya zebaki). Hii hukuruhusu kuyeyusha chuma huku ukishikilia mkononi mwako. Galliamu ni mojawapo ya metali chache ambazo hupanuka wakati kuyeyuka kuganda (nyingine ni Bi, Ge).

Galiamu ya fuwele ina marekebisho kadhaa ya polimorphic, lakini moja tu (I) ni imara thermodynamically, kuwa na kimiani orthorhombic (pseudo-tetragonal) na vigezo a = 4.5186 Å, b = 7.6570 Å, c = 4.5256 Å. Marekebisho mengine ya galliamu (β, γ, δ, ε) humetameta kutoka kwa metali iliyotawanywa sana na si thabiti. Kwa shinikizo la juu, miundo miwili zaidi ya polymorphic ya gallium II na III ilizingatiwa, ikiwa na, kwa mtiririko huo, latti za cubic na tetragonal.

Msongamano wa galliamu katika hali ngumu kwa joto la T=20 °C ni 5.904 g/cm³.

Moja ya sifa za gallium ni aina mbalimbali ya joto ya kuwepo kwa hali ya kioevu (kutoka 30 hadi 2230 ° C), wakati ina shinikizo la chini la mvuke kwenye joto hadi 1100÷1200 °C. Joto maalum galiamu imara katika kiwango cha joto T=0÷24 °C ni 376.7 J/kg K (0.09 cal/g deg.), katika hali ya kioevu kwa T=29÷100 °C - 410 J/kg K (0.098 cal/ g deg).

Upinzani wa umeme katika hali ngumu na kioevu ni sawa na, kwa mtiririko huo, 53.4 · 10-6 ohm · cm (saa T = 0 ° C) na 27.2 · 10-6 ohm · cm (saa T = 30 ° C). Mnato wa gallium kioevu saa joto tofauti sawa na utulivu wa 1.612 kwa T=98 °C na utulivu wa 0.578 kwa T=1100 °C. Mvutano wa uso uliopimwa kwa 30 ° C katika angahewa ya hidrojeni ni 0.735 n/m. Maakisi ya urefu wa mawimbi 4360 Å na 5890 Å ni 75.6% na 71.3%, mtawalia.

Galliamu asilia ina isotopu mbili 69 Ga (61.2%) na 71 Ga (38.8%). Sehemu ya msalaba ya kukamata neutroni ya joto kwao ni 2.1·10−28 m² na 5.1·10−28 m², mtawalia.

Galliamu ni kipengele cha chini cha sumu. Kutokana na hali ya joto ya chini ya kuyeyuka, inashauriwa kusafirisha ingots za galliamu kwenye mifuko ya polyethilini, ambayo haipatikani vizuri na galliamu iliyoyeyuka. Wakati mmoja, chuma kilitumiwa hata kufanya kujaza (badala ya amalgam). Maombi haya yanatokana na ukweli kwamba wakati poda ya shaba imechanganywa na gallium iliyoyeyuka, kuweka hupatikana, ambayo baada ya masaa machache huimarisha (kutokana na kuundwa kwa kiwanja cha intermetallic) na kisha inaweza kuhimili joto hadi digrii 600 bila kuyeyuka.

Kwa joto la juu, gallium ni dutu yenye fujo sana. Katika halijoto ya zaidi ya 500 °C, huharibu karibu metali zote isipokuwa tungsten, pamoja na vifaa vingine vingi. Quartz inastahimili galliamu iliyoyeyuka hadi 1100 ° C, lakini tatizo linaweza kutokea kutokana na ukweli kwamba quartz (na miwani mingine mingi) huloweshwa sana na chuma hiki. Hiyo ni, gallium itashikamana tu na kuta za quartz.

Tabia za kemikali Gaul

Sifa za kemikali za galliamu ziko karibu na zile za alumini. Filamu ya oksidi inayoundwa juu ya uso wa chuma katika hewa inalinda galliamu kutokana na oxidation zaidi. Inapokanzwa chini ya shinikizo, galliamu humenyuka pamoja na maji, na kutengeneza kiwanja GaOOH kulingana na majibu:

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

Galliamu huingiliana na asidi ya madini na kutolewa kwa hidrojeni na malezi ya chumvi, na majibu huendelea hata chini ya joto la kawaida:

2Ga + 6HCl = 2GaCl3 + 3H2

Bidhaa za mmenyuko na alkali na potasiamu na kabonati za sodiamu ni hydroxogallates iliyo na Ga(OH) 4 - na, ikiwezekana, Ga(OH) 6 3 - na Ga(OH) 2 - ioni:

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

Galliamu humenyuka pamoja na halojeni: mmenyuko na klorini na florini hutokea kwa joto la kawaida, na bromini - tayari iko -35 ° C (karibu 20 ° C - kwa kuwasha), mwingiliano na iodini huanza wakati joto.

Galliamu haiingiliani na hidrojeni, kaboni, nitrojeni, silicon na boroni.

Kwa joto la juu, galliamu ina uwezo wa kuharibu vifaa mbalimbali na athari yake ni nguvu zaidi kuliko kuyeyuka kwa chuma kingine chochote. Hivyo, grafiti na tungsten ni sugu kwa gallium kuyeyuka hadi 800 °C, alundum na berili oksidi BeO - hadi 1000 °C, tantalum, molybdenum na niobium ni sugu hadi 400÷450 °C.

Pamoja na metali nyingi, galliamu huunda gallidi, isipokuwa bismuth, pamoja na metali za vikundi vidogo vya zinki, scandium na titani. Moja ya galidi za V 3 ina halijoto ya juu zaidi ya mpito hadi hali ya upitishaji wa juu ya 16.8 K.

Galliamu huunda hidridi za polima:

4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.

Utulivu wa ions hupungua katika mfululizo BH 4 - → AlH 4 - → GaH 4 -. Ioni ya BH 4 ni thabiti katika mmumunyo wa maji, AlH 4 na GaH 4 hutolewa kwa hidrolisisi haraka:

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

Wakati Ga (OH) 3 na Ga 2 O 3 hupasuka katika asidi, aqua complexes 3+ huundwa, kwa hiyo chumvi za galliamu hutengwa na ufumbuzi wa maji kwa namna ya hydrates ya fuwele, kwa mfano, kloridi ya gallium GaCl 3 * 6H 2 O, gallium potasiamu alum KGa(SO 4) 2 * 12H2O.

Uingiliano wa kuvutia kati ya galliamu na asidi ya sulfuriki hutokea. Inafuatana na kutolewa kwa sulfuri ya msingi. Katika kesi hiyo, sulfuri hufunika uso wa chuma na kuzuia kufutwa kwake zaidi. Ikiwa unaosha chuma maji ya moto, mmenyuko utaanza tena na utaendelea mpaka "ngozi" mpya ya sulfuri inakua kwenye galliamu.

Viunganisho vya msingi Gaul

Ga2H6- kioevu tete, kiwango myeyuko -21.4 °C, kiwango mchemko 139 °C. Katika kusimamishwa kwa ethereal na lithiamu au thallium hidrati huunda misombo LiGaH 4 na TlGaH 4 . Imeundwa kwa kutibu tetramethyldigallane na triethylamine. Kuna vifungo vya ndizi, kama katika diborane

Ga2O3- poda nyeupe au njano, kiwango myeyuko 1795 °C. Ipo katika mfumo wa marekebisho mawili. α- Ga 2 O 3 - fuwele za pembetatu zisizo na rangi na msongamano wa 6.48 g/cm³, mumunyifu kidogo katika maji, mumunyifu katika asidi. β- Ga 2 O 3 - fuwele za monoclinic zisizo na rangi na uzito wa 5.88 g/cm³, mumunyifu kidogo katika maji, asidi na alkali. Inapatikana kwa kupasha joto chuma cha galliamu hewani ifikapo 260 °C au katika angahewa ya oksijeni, au kwa calcining gallium nitrate au sulfate. ΔH° 298(sampuli) -1089.10 kJ/mol; ΔG° 298(sampuli) -998.24 kJ/mol; S° 298 84.98 J/mol*K. Wanaonyesha mali ya amphoteric, ingawa sifa za kimsingi, ikilinganishwa na alumini, zinaimarishwa:

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

Ga(OH)3- huanguka kwa namna ya mvua inayofanana na jeli wakati wa kutibu ufumbuzi wa chumvi trivalent gallium na hidroksidi na carbonates ya metali alkali (pH 9.7). Huyeyuka katika amonia iliyokolezwa na mmumunyo wa kaboni ya amonia iliyokolea, na huanguka inapochemshwa. Kwa kupasha joto, hidroksidi ya galliamu inaweza kubadilishwa hadi GaOOH, kisha hadi Ga 2 O 3 *H 2 O, na hatimaye kuwa Ga 2 O 3. Inaweza kupatikana kwa hidrolisisi ya chumvi trivalent gallium.

GAF 3- Poda nyeupe. t kuyeyuka >1000 °C, t kuchemsha 950 °C, msongamano - 4.47 g/cm³. Kidogo mumunyifu katika maji. GaF 3 · 3H 2 O hidrati ya fuwele inajulikana. Inapatikana kwa kupasha joto oksidi ya gallium katika angahewa ya florini.

GaCl3- fuwele za hygroscopic zisizo na rangi. t kuyeyuka 78 °C, chemsha t 215 °C, msongamano - 2.47 g/cm³. Hebu kufuta vizuri katika maji. KATIKA ufumbuzi wa maji haidrolisisi. Imepatikana moja kwa moja kutoka kwa vipengele. Inatumika kama kichocheo katika mchanganyiko wa kikaboni.

GaBr 3- fuwele za hygroscopic zisizo na rangi. t kuyeyuka 122 °C, t kuchemsha 279 °C msongamano - 3.69 g/cm³. Inayeyuka katika maji. Hupunguza hidrolisisi katika miyeyusho yenye maji. Kidogo mumunyifu katika amonia. Imepatikana moja kwa moja kutoka kwa vipengele.

Gai 3- sindano za njano nyepesi za RISHAI. t kuyeyuka 212 °C, t kuchemsha 346 °C, msongamano - 4.15 g/cm³. Hydrolyzes na maji ya joto. Imepatikana moja kwa moja kutoka kwa vipengele.

GESI 3- fuwele za manjano au unga mweupe wa amofasi na kiwango myeyuko wa 1250 °C na msongamano wa 3.65 g/cm³. Inaingiliana na maji na ni hidrolisisi kabisa. Inapatikana kwa kukabiliana na galliamu na sulfuri au sulfidi hidrojeni.

Ga 2 (SO 4) 3 18H 2 O- isiyo na rangi, dutu mumunyifu sana katika maji. Inapatikana kwa kukabiliana na galliamu, oksidi yake na hidroksidi na asidi ya sulfuriki. Inatengeneza alum kwa urahisi na salfati za metali za alkali na amonia, kwa mfano, KGa(SO 4) 2 12H 2 O.

Ga(NO 3) 3 8H 2 O- fuwele zisizo na rangi mumunyifu katika maji na ethanoli. Inapokanzwa, hutengana na kuunda oksidi ya gallium (III). Imepatikana kwa vitendo asidi ya nitriki kwa gallium hidroksidi.

Kupata gallium

Chanzo kikuu cha kupata Galliamu ni uzalishaji wa alumini. Wakati wa kusindika bauxite kwa kutumia njia ya Bayer, gallium hujilimbikizia katika pombe za mama zinazozunguka baada ya kutenganishwa kwa Al(OH) 3 . Galliamu imetengwa na ufumbuzi huo kwa electrolysis kwenye cathode ya zebaki. Kutokana na ufumbuzi wa alkali uliopatikana baada ya kutibu amalgam kwa maji, Ga(OH) 3 hupungua, ambayo huyeyushwa katika alkali na Galliamu hutengwa na electrolysis.

Maombi ya gallium

Gallium arsenide GaAs ni nyenzo ya kuahidi kwa vifaa vya elektroniki vya semiconductor.

Gallium nitridi hutumiwa katika uundaji wa leza za semiconductor na LEDs katika safu ya bluu na ultraviolet. Nitridi ya Galliamu ina mali bora ya kemikali na mitambo ya kawaida ya misombo yote ya nitridi.

Kama kipengee cha kikundi cha III ambacho huongeza upitishaji wa "shimo" kwenye semiconductor, gallium (iliyo na usafi wa angalau 99.999%) hutumiwa kama nyongeza ya germanium na silicon. Misombo ya intermetallic ya gallium na vipengele vya kikundi V - antimoni na arsenic - wenyewe wana mali ya semiconductor.

Isotopu ya gallium-71 ni nyenzo muhimu zaidi ya kugundua neutrinos, na katika suala hili, teknolojia inakabiliwa na kazi ya haraka sana ya kutenganisha isotopu hii kutoka kwa mchanganyiko wa asili ili kuongeza unyeti wa wachunguzi wa neutrino. Kwa kuwa yaliyomo katika 71 Ga katika mchanganyiko wa asili wa isotopu ni karibu 39.9%, kutengwa kwa isotopu safi na matumizi yake kama kigunduzi cha neutrino kunaweza kuongeza usikivu wa kugundua kwa mara 2.5.

Kuongezewa kwa galliamu kwa molekuli ya kioo hufanya iwezekanavyo kupata glasi na index ya juu ya refractive ya mionzi ya mwanga, na glasi kulingana na Ga 2 O 3 husambaza mionzi ya infrared vizuri.

Galliamu ni ghali; mnamo 2005, kwenye soko la dunia, tani ya gallium iligharimu dola milioni 1.2 za Amerika, na kwa sababu ya bei ya juu na wakati huo huo hitaji kubwa la chuma hiki, ni muhimu sana kuanzisha uchimbaji wake kamili katika uzalishaji wa alumini na usindikaji wa makaa ya mawe katika mafuta ya kioevu.

Gallium ina aloi kadhaa ambazo ni kioevu kwenye joto la kawaida, na moja ya aloi zake ina kiwango cha kuyeyuka cha 3 ° C, lakini kwa upande mwingine, gallium (alloi kwa kiwango kidogo) ni fujo sana kwa vifaa vingi vya kimuundo (kupasuka). na mmomonyoko wa aloi kwenye joto la juu), na Kama kipozezi, haifai na mara nyingi haikubaliki.

Gallium ni lubricant bora. Karibu adhesives muhimu sana za chuma zimeundwa kwa misingi ya gallium na nickel, gallium na scandium.

Chuma cha Galliamu pia hutumiwa kujaza vipimajoto vya quartz (badala ya zebaki) kupima joto la juu. Hii ni kutokana na ukweli kwamba gallium ina kiwango cha juu zaidi cha kuchemsha ikilinganishwa na zebaki.

Oksidi ya Galliamu ni sehemu ya idadi ya nyenzo muhimu za kimkakati za laser.

Uzalishaji wa Galliamu duniani

Uzalishaji wake wa ulimwengu hauzidi tani mia mbili kwa mwaka. Isipokuwa amana mbili zilizogunduliwa hivi karibuni - mnamo 2001 huko Gold Canyon, Nevada, USA na mnamo 2005 huko Inner Mongolia, Uchina - gallium haipatikani katika viwango vya viwandani popote ulimwenguni. (Katika amana ya mwisho, kuwepo kwa tani 958,000 za gallium katika makaa ya mawe ilianzishwa - hii ni mara mbili ya rasilimali za gallium duniani).

Rasilimali za gallium duniani katika bauxite pekee inakadiriwa kuzidi tani milioni 1, na amana iliyotajwa nchini China ina tani elfu 958 za gallium katika makaa ya mawe - mara mbili ya rasilimali ya dunia ya gallium).

Hakuna wazalishaji wengi wa gallium. Mmoja wa viongozi katika soko la gallium ni GEO Gallium. Uwezo wake mkuu hadi 2006 ulikuwa na kiwanda huko Stade (Ujerumani), ambapo takriban tani 33 kwa mwaka huchimbwa, mmea huko Salindres, usindikaji wa tani 20 kwa mwaka (Ufaransa) na huko Pinjarra (Australia Magharibi) - uwezo (lakini haujaanzishwa. katika ujenzi) uwezo wa hadi tani 50 kwa mwaka.

Mnamo 2006, nafasi ya mtengenezaji nambari 1 ilidhoofika - biashara ya Stade ilinunuliwa na MCP ya Kiingereza na Metal Recapture Metals.

Kampuni ya Kijapani ya Dowa Mining ndiyo mzalishaji pekee duniani wa gallium ya msingi kutoka kwa madini ya zinki kama zao la ziada la uzalishaji wa zinki. Uwezo kamili wa nyenzo za msingi za Uchimbaji wa Dowa unakadiriwa kuwa hadi tani 20 kwa mwaka.Huko Kazakhstan, kampuni ya Aluminium ya Kazakhstan huko Pavlodar ina uwezo kamili wa hadi tani 20 kwa mwaka.

China imekuwa muuzaji mbaya sana wa gallium. Kuna wazalishaji 3 wakubwa wa gallium ya msingi nchini Uchina - Geatwall Aluminium Co. (hadi tani 15 kwa mwaka), Kiwanda cha Alumini cha Shandong (takriban tani 6 kwa mwaka) na Kiwanda cha Alumini cha Guizhou (hadi tani 6 kwa mwaka). Pia kuna idadi ya uzalishaji wa ushirikiano. Sumitomo Chemical imeanzisha ubia nchini China yenye uwezo wa kufikia tani 40 kwa mwaka. Kampuni ya Marekani ya AXT imeunda ubia wa Beijing JiYa semiconductor Material Co. na kampuni kubwa zaidi ya Kichina ya Kiwanda cha Aluminium cha Shanxi. na tija ya hadi tani 20 kwa mwaka.

Uzalishaji wa Galliamu nchini Urusi

Katika Urusi, muundo wa uzalishaji wa galliamu imedhamiriwa na malezi ya tasnia ya alumini. Vikundi viwili vikuu vilivyotangaza kuunganishwa, Alumini ya Kirusi na SUAL, ni wamiliki wa tovuti za gallium zilizoundwa kwenye mitambo ya kusafisha alumina.

"Aluminium ya Urusi": Kisafishaji cha Nikolaevsky Alumina huko Ukraine (njia ya asili ya Bayer ya hydrochemical ya usindikaji bauxite ya kitropiki, uwezo wa tovuti - hadi tani 12 za gallium / mwaka) na Kisafishaji cha Achinsk Alumina nchini Urusi (kusindika kwa usindikaji wa malighafi ya nepheline - urtites kutoka Amana ya Kiya-Shaltyrskoye Wilaya ya Krasnoyarsk, uwezo wa tovuti - tani 1.5 za gallium / mwaka).

"SUAL": Uwezo katika Kamensk-Uralsky (Teknolojia ya Bayer-sintering ya bauxite ya eneo la ore la North-Ural, uwezo wa tovuti - hadi tani 2 za gallium / mwaka), kwenye kiwanda cha kusafishia alumina cha Boksitogorsk (michakato ya bauxite Mkoa wa Leningrad kwa njia ya sintering, uwezo - tani 5 za gallium / mwaka, kwa sasa mothballed) na "Pikalevsky Alumina" (michakato ya nepheline inazingatia kutoka kwa ores ya apatite-nepheline ya mkoa wa Murmansk kwa njia ya sintering, uwezo wa tovuti - tani 9 za gallium / mwaka). Kwa jumla, biashara zote za Rusal na SUAL zinaweza kuzalisha zaidi ya tani 20 kwa mwaka.

Uzalishaji halisi ni mdogo - kwa mfano, mwaka 2005, tani 8.3 za gallium zilisafirishwa kutoka Urusi na tani 13.9 za galliamu kutoka kwa Kiwanda cha Kusafisha cha Nikolaev Alumina kutoka Ukraine.

Wakati wa kuandaa nyenzo, habari kutoka kwa kampuni ya Kvar ilitumiwa.

Jina:*
Barua pepe:
Maoni: