โลหะชนิดใดละลายได้ง่ายที่สุดในมือคุณ โลหะที่ละลายในมือ ... น่าสนใจใช่ไหมล่ะ

จากธาตุที่มีเลขอะตอม 31 ผู้อ่านส่วนใหญ่จำได้เพียงว่าธาตุนี้เป็นหนึ่งในสามองค์ประกอบที่ D.I. ทำนายและอธิบายไว้อย่างละเอียด Mendeleev และแกลเลียมนั้นเป็นโลหะที่หลอมละลายได้มาก: หากต้องการเปลี่ยนเป็นของเหลวความร้อนจากฝ่ามือก็เพียงพอแล้ว

อย่างไรก็ตาม แกลเลียมไม่ใช่โลหะที่หลอมละลายได้มากที่สุด (แม้ว่าคุณจะไม่นับปรอทก็ตาม) จุดหลอมเหลวของมันคือ 29.75 ° C ในขณะที่ซีเซียมละลายที่ 28.5 ° C; ซีเซียมเท่านั้นเช่นใด โลหะอัลคาไลคุณไม่สามารถถือมันไว้ในมือได้ ดังนั้นโดยธรรมชาติแล้ว แกลเลียมจึงละลายในฝ่ามือได้ง่ายกว่าซีเซียม

ร้องเพลงเกี่ยวกับองค์ประกอบ #31 เราตั้งใจเริ่มต้นด้วยการพูดถึงบางสิ่งที่เกือบทุกคนรู้จัก เพราะ "รู้จัก" นี้ต้องการคำอธิบายบางอย่าง ทุกคนรู้ว่าแกลเลียมถูกทำนายโดย Mendeleev และค้นพบโดย Lecoq de Boisbaudran แต่ทุกคนไม่ทราบว่าการค้นพบนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร เกือบทุกคนรู้ว่าแกลเลียมละลายได้ แต่แทบไม่มีใครตอบคำถามว่าทำไมมันถึงหลอมละลายได้

แกลเลียมถูกค้นพบได้อย่างไร?

นักเคมีชาวฝรั่งเศส Paul Emile Lecoq de Boisbaudran ลงไปในประวัติศาสตร์ในฐานะผู้ค้นพบองค์ประกอบใหม่สามประการ: แกลเลียม (1875), samarium (1879) และดิสโพรเซียม (1886) การค้นพบครั้งแรกนี้ทำให้เขามีชื่อเสียง

ในเวลานั้นนอกฝรั่งเศสเขาไม่ค่อยมีใครรู้จัก เขาอายุ 38 ปี เขาทำงานวิจัยเกี่ยวกับสเปกโทรสโกปีเป็นหลัก Lecoq de Boisbaudran เป็นนักสเปกโตรสโคปที่ดีและสิ่งนี้นำไปสู่ความสำเร็จในที่สุด: เขาค้นพบทั้งสามองค์ประกอบของเขาโดยการวิเคราะห์สเปกตรัม

ในปี 1875 Lecoq de Boisbaudran ได้ตรวจสอบสเปกตรัมของสังกะสีผสมที่นำมาจาก Pierrefitte (Pyrenees) มันอยู่ในสเปกตรัมนี้ที่มีการค้นพบเส้นสีม่วงใหม่ (ความยาวคลื่น 4170 Å) บรรทัดใหม่บ่งชี้ว่ามีธาตุที่ไม่รู้จักอยู่ในแร่ และค่อนข้างเป็นธรรมชาติ Lecoq de Boisbaudran พยายามทุกวิถีทางเพื่อแยกองค์ประกอบนี้ การทำเช่นนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย: เนื้อหาขององค์ประกอบใหม่ในแร่มีค่าน้อยกว่า 0.1% และในหลาย ๆ ด้านก็คล้ายกับสังกะสี* หลังจากการทดลองอันยาวนาน นักวิทยาศาสตร์สามารถหาองค์ประกอบใหม่ได้ แต่ในปริมาณที่น้อยมาก เล็กมาก (น้อยกว่า 0.1 กรัม) ที่ Lecoq de Boisbaudrap ไม่สามารถศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีได้อย่างเต็มที่

* วิธีการได้แกลเลียมจากซิงค์เบลนด์มีคำอธิบายด้านล่าง

การประกาศการค้นพบแกลเลียมเป็นเกียรติแก่ฝรั่งเศส (แกลเลียคือเธอ ชื่อละติน) ได้รับการตั้งชื่อว่าองค์ประกอบใหม่ - ปรากฏในรายงานของ Paris Academy of Sciences

ข้อความนี้อ่านโดย D.I. Mendeleev รู้จัก ekaaluminum ซึ่งเขาคาดการณ์ไว้เมื่อห้าปีก่อนในแกลเลียม Mendeleev เขียนถึงปารีสทันที “วิธีการค้นพบและการแยกตัว เช่นเดียวกับคุณสมบัติบางประการที่อธิบายไว้ ชี้ให้เห็นว่าโลหะชนิดใหม่นั้นไม่มีอะไรมากไปกว่า ekaaluminum” จดหมายของเขากล่าว จากนั้นจึงทำซ้ำคุณสมบัติที่คาดการณ์ไว้สำหรับองค์ประกอบนั้น ยิ่งกว่านั้นนักเคมีชาวรัสเซียไม่เคยถือเม็ดแกลเลียมในมือโดยไม่เห็นมันในสายตาของเขานักเคมีชาวรัสเซียอ้างว่าผู้ค้นพบธาตุนั้นเข้าใจผิดว่าความหนาแน่นของโลหะใหม่ไม่สามารถเท่ากับ 4.7 ตามที่ Lecoq de Boisbaudran เขียน , - มันต้องมากกว่าเดิม 5.9 ... 6.0 g / cm 3!

อาจดูแปลก แต่คนแรกที่ยืนยัน "ความเข้มแข็ง" ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของกฎเป็นระยะจากจดหมายฉบับนี้เท่านั้น เขาแยกอีกครั้งและทำให้เมล็ดแกลเลียมบริสุทธิ์อีกครั้งเพื่อตรวจสอบผลการทดลองครั้งแรก นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าสิ่งนี้ทำขึ้นเพื่อทำให้ "นักทำนาย" ชาวรัสเซียที่มั่นใจในตนเองอับอาย แต่ประสบการณ์ได้แสดงให้เห็นตรงกันข้าม: ผู้ค้นพบถูกเข้าใจผิด ต่อมาเขาเขียนว่า: "ผมคิดว่าไม่จำเป็นที่จะชี้ให้เห็นถึงความสำคัญพิเศษที่ความหนาแน่นขององค์ประกอบใหม่มีความสัมพันธ์กับการยืนยันมุมมองทางทฤษฎีของ Mendeleev"

คุณสมบัติอื่นๆ ขององค์ประกอบหมายเลข 31 ที่ Mendeleev ทำนายไว้ใกล้เคียงกับข้อมูลการทดลองเกือบทั้งหมด "คำทำนายของ Mendeleev เป็นจริงด้วยการเบี่ยงเบนเล็กน้อย: ekaaluminum กลายเป็นแกลเลียม" นี่คือลักษณะที่ Engels บรรยายถึงเหตุการณ์นี้ในภาษาถิ่นของธรรมชาติ

จำเป็นต้องพูด การค้นพบองค์ประกอบแรกที่ทำนายโดย Mendeleev ทำให้ตำแหน่งของกฎหมายเป็นระยะแข็งแกร่งขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ทำไมแกลเลียมถึงหลอมละลายได้?

ทำนายคุณสมบัติของแกลเลียม Mendeleev เชื่อว่าโลหะนี้ควรจะหลอมได้เนื่องจากความคล้ายคลึงกันในกลุ่ม - อะลูมิเนียมและอินเดียม - ก็ไม่ต่างกันในการหักเหของแสง

แต่จุดหลอมเหลวของแกลเลียมนั้นต่ำผิดปกติ ต่ำกว่าอินเดียมถึงห้าเท่า สิ่งนี้อธิบายได้จากโครงสร้างที่ผิดปกติของผลึกแกลเลียม โครงตาข่ายคริสตัลไม่ได้เกิดจากอะตอมเดี่ยวๆ (เหมือนในโลหะ "ปกติ") แต่เกิดจากโมเลกุลไดอะตอมมิก โมเลกุล Ga 2 มีความเสถียรมาก พวกมันจะถูกเก็บรักษาไว้แม้ว่าแกลเลียมจะถูกแปลงเป็นสถานะของเหลว แต่โมเลกุลเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยแรง Van der Waals ที่อ่อนแอเท่านั้น และต้องการพลังงานเพียงเล็กน้อยในการทำลายการเชื่อมต่อ

คุณสมบัติเพิ่มเติมขององค์ประกอบหมายเลข 31 เกี่ยวข้องกับไดอะตอมมิกของโมเลกุล ที่ สถานะของเหลวแกลเลียมมีความหนาแน่นและหนักกว่าของแข็ง ค่าการนำไฟฟ้าของแกลเลียมเหลวนั้นมีค่ามากกว่าค่าการนำไฟฟ้าของแกลเลียมที่เป็นของแข็งเช่นกัน

แกลเลียมมีลักษณะอย่างไร?

ภายนอก - ส่วนใหญ่อยู่บนดีบุก: โลหะเนื้ออ่อนสีเงิน-ขาว จะไม่ออกซิไดซ์และไม่ทำให้เสื่อมเสียในอากาศ

และในคุณสมบัติทางเคมีส่วนใหญ่ แกลเลียมอยู่ใกล้กับอะลูมิเนียม เช่นเดียวกับอะลูมิเนียม มีอิเล็กตรอนสามตัวในวงโคจรชั้นนอกของอะตอมแกลเลียม เช่นเดียวกับอะลูมิเนียม แกลเลียมทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนได้ง่ายแม้ในที่เย็น (ยกเว้นไอโอดีน) โลหะทั้งสองละลายได้ง่ายในกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริก ทั้งคู่ทำปฏิกิริยากับด่างและให้แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ ค่าคงที่การแยกตัวของปฏิกิริยา

กา(OH) 3 → กา 3+ + 3OH -

H 3 GaO 3 → 3H + + GaO 3– 3

เป็นปริมาณการสั่งซื้อเดียวกัน

อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างใน คุณสมบัติทางเคมีแกลเลียมและอลูมิเนียม

ด้วยออกซิเจนแห้ง แกลเลียมจะถูกออกซิไดซ์อย่างเห็นได้ชัดที่อุณหภูมิสูงกว่า 260 ° C เท่านั้นและอลูมิเนียมหากขาดฟิล์มออกไซด์ป้องกันจะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนอย่างรวดเร็ว

ด้วยไฮโดรเจน แกลเลียมจะสร้างไฮไดรด์คล้ายกับโบรอนไฮไดรด์ ในทางกลับกัน อลูมิเนียมสามารถละลายไฮโดรเจนได้เท่านั้น แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับมัน

และแกลเลียมก็คล้ายกับกราไฟต์ ควอทซ์ น้ำ

บนกราไฟท์ - อันที่ทิ้งรอยสีเทาไว้บนกระดาษ

บนควอตซ์ - แอนไอโซโทรปีไฟฟ้าและความร้อน

ความต้านทานไฟฟ้าของผลึกแกลเลียมขึ้นอยู่กับแกนที่กระแสไหลผ่าน อัตราส่วนสูงสุดต่อต่ำสุดคือ 7 - มากกว่าโลหะอื่นๆ เช่นเดียวกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน

ค่าของมันในทิศทางของแกนผลึกสามแกน (ผลึกแกลเลียมขนมเปียกปูน) สัมพันธ์กันเป็น 31:16:11

และแกลเลียมก็คล้ายกับน้ำที่จะขยายตัวเมื่อแข็งตัว ปริมาณที่เพิ่มขึ้นนั้นสังเกตได้ชัดเจน - 3.2%

การผสมผสานของความคล้ายคลึงกันที่ขัดแย้งกันเหล่านี้เข้าด้วยกันได้กล่าวถึงความเป็นเอกเทศขององค์ประกอบหมายเลข 31

นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติที่ไม่มีอยู่ในองค์ประกอบใด ๆ หลอมละลายสามารถคงความเย็นไว้ได้นานกว่าจุดหลอมเหลวเป็นเวลาหลายเดือน เป็นโลหะชนิดเดียวที่ยังคงเป็นของเหลวในช่วงอุณหภูมิกว้างตั้งแต่ 30 ถึง 2230 องศาเซลเซียส และมีความผันผวนของไอน้อยที่สุด แม้ในสุญญากาศสูง มันจะระเหยอย่างเห็นได้ชัดที่ 10000°C เท่านั้น ไอระเหยของแกลเลียมซึ่งแตกต่างจากโลหะที่เป็นของแข็งและของเหลวเป็นอะตอมเดี่ยว การเปลี่ยนแปลง Ga 2 → 2Ga ต้องการ ค่าใช้จ่ายสูงพลังงาน; สิ่งนี้อธิบายความยากลำบากในการระเหยแกลเลียม

ช่วงอุณหภูมิขนาดใหญ่ของสถานะของเหลวเป็นพื้นฐานของหนึ่งในหลัก การใช้งานทางเทคนิคองค์ประกอบหมายเลข 31

แกลเลียมมีประโยชน์อย่างไร?

โดยหลักการแล้วเทอร์โมมิเตอร์แบบแกลเลียมสามารถวัดอุณหภูมิได้ตั้งแต่ 30 ถึง 2230 องศาเซลเซียส เทอร์โมมิเตอร์แบบแกลเลียมมีจำหน่ายแล้วสำหรับอุณหภูมิสูงถึง 1200 องศาเซลเซียส

องค์ประกอบหมายเลข 31 ไปสู่การผลิตโลหะผสมหลอมต่ำที่ใช้ในอุปกรณ์ส่งสัญญาณ โลหะผสมของแกลเลียมและอินเดียมละลายแล้วที่อุณหภูมิ 16°C เป็นโลหะผสมที่หลอมละลายได้มากที่สุด

เป็นองค์ประกอบ กลุ่ม IIIซึ่งมีส่วนช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพการนำ "รู" ในเซมิคอนดักเตอร์ แกลเลียม (ที่มีความบริสุทธิ์อย่างน้อย 99.999%) ใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับเจอร์เมเนียมและซิลิกอน

สารประกอบระหว่างโลหะของแกลเลียมที่มีองค์ประกอบของกลุ่ม V - พลวงและสารหนู - มีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์

การเพิ่มแกลเลียมในมวลแก้วทำให้สามารถรับแว่นตาที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูงและแว่นตาที่ใช้ Ga 2 O 3 จะส่งรังสีอินฟราเรดได้ดี

แกลเลียมเหลวสะท้อนแสง 88% ที่ตกกระทบมัน แข็ง - น้อยกว่าเล็กน้อย ดังนั้นกระจกแกลเลียมจึงผลิตได้ง่ายมาก - การเคลือบแกลเลียมสามารถใช้กับแปรงได้

บางครั้งใช้ความสามารถของแกลเลียมในการทำให้เปียกได้ดี พื้นผิวแข็งการเปลี่ยนปรอทในปั๊มสุญญากาศแบบกระจาย ปั๊มดังกล่าว "รักษา" สูญญากาศได้ดีกว่าปั๊มปรอท

มีความพยายามในการใช้แกลเลียมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่ผลลัพธ์ของความพยายามเหล่านี้แทบจะไม่ถือว่าประสบความสำเร็จ แกลเลียมไม่เพียงจับนิวตรอนอย่างแข็งขัน (จับส่วนตัดขวางได้ 2.71 โรงนา) แต่ยังทำปฏิกิริยาที่ อุณหภูมิที่สูงขึ้นด้วยโลหะส่วนใหญ่

แกลเลียมไม่ได้กลายเป็นวัสดุปรมาณู จริงอยู่ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีประดิษฐ์ 72 Ga (ครึ่งชีวิต 14.2 ชั่วโมง) ใช้ในการวินิจฉัยมะเร็งกระดูก แกลเลียม-72 คลอไรด์และไนเตรตถูกดูดซับโดยเนื้องอก และด้วยการแก้ไขลักษณะการแผ่รังสีของไอโซโทปนี้ แพทย์จะกำหนดขนาดของสิ่งแปลกปลอมได้เกือบอย่างแม่นยำ

อย่างที่เห็น ความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติรายการ #31 กว้างพอ ยังไม่สามารถใช้งานได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากความยากลำบากในการได้รับแกลเลียม ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ค่อนข้างหายาก (1.5 10 -3% ของน้ำหนักของเปลือกโลก) และกระจัดกระจายอย่างมาก รู้จักแร่ธาตุพื้นเมืองของแกลเลียมน้อย แร่แรกและมีชื่อเสียงที่สุดคือ gallite CuGaS 2 ถูกค้นพบในปี 1956 เท่านั้น ต่อมาพบแร่ธาตุอีกสองชนิด ซึ่งค่อนข้างหายากอยู่แล้ว

โดยปกติแล้ว แกลเลียมจะพบได้ในสังกะสี อะลูมิเนียม แร่เหล็ก และในถ่านหิน ซึ่งเป็นสิ่งเจือปนเล็กน้อย และลักษณะเฉพาะคืออะไร: ยิ่งมีสิ่งเจือปนนี้มากเท่าใด ก็ยิ่งสกัดได้ยากเท่านั้น เพราะมีแกลเลียมในแร่ของโลหะเหล่านั้น (อะลูมิเนียม สังกะสี) ที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันมากกว่า ส่วนหลักของแกลเลียมบนบกนั้นล้อมรอบด้วยแร่ธาตุอลูมิเนียม

การสกัดแกลเลียมเป็น "ความสุข" ที่มีราคาแพง ดังนั้นองค์ประกอบหมายเลข 31 จึงถูกใช้ในปริมาณที่น้อยกว่าเพื่อนบ้านใน ระบบเป็นระยะ.

เป็นไปได้ที่วิทยาศาสตร์ในอนาคตอันใกล้จะค้นพบบางสิ่งในแกลเลียมที่จะทำให้มันจำเป็นและไม่สามารถถูกแทนที่ได้อย่างแท้จริง ดังที่เกิดขึ้นกับองค์ประกอบอื่นที่ Mendeleev เจอร์เมเนียมทำนายไว้ เมื่อ 30 ปีที่แล้วมันถูกใช้น้อยกว่าแกลเลียมและจากนั้น "ยุคของเซมิคอนดักเตอร์" ก็เริ่มขึ้น ...

เล่นคำ?

นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์บางคนเห็นในนามขององค์ประกอบหมายเลข 31 ไม่เพียงแต่ความรักชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความไม่รอบคอบของผู้ค้นพบด้วย เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าคำว่า "แกลเลียม" มาจากภาษาละติน Gallia (ฝรั่งเศส) แต่ถ้าคุณต้องการ ในคำเดียวกัน คุณสามารถเห็นคำใบ้ของคำว่า "ไก่"! ในภาษาละติน "rooster" คือ gallus ในภาษาฝรั่งเศส - le coq เลคอก เดอ บัวส์โบดราน?

แล้วแต่วัย

ในแร่ธาตุ แกลเลียมมักมาพร้อมกับอลูมิเนียม ที่น่าสนใจคืออัตราส่วนของธาตุเหล่านี้ในแร่ขึ้นอยู่กับเวลาของการก่อตัวของแร่ ในเฟลด์สปาร์ แกลเลียมหนึ่งอะตอมตกลงบนอะตอมอะลูมิเนียม 120,000 อะตอม ในเนเฟลีนก่อตัวขึ้นในเวลาต่อมามาก อัตราส่วนนี้อยู่ที่ 1:6000 แล้ว และในไม้กลายเป็นหินที่ "อายุน้อยกว่า" ก็ยังมีเพียง 1:13 เท่านั้น

สิทธิบัตรฉบับแรก

สิทธิบัตรครั้งแรกสำหรับการใช้แกลเลียมเกิดขึ้นเมื่อ 60 ปีก่อน ต้องการใช้องค์ประกอบหมายเลข 31 ในโคมไฟอาร์คไฟฟ้า

แทนที่กำมะถัน ป้องกันตัวเองด้วยกำมะถัน

ปฏิกิริยาของแกลเลียมกับกรดซัลฟิวริกนั้นน่าสนใจ มันมาพร้อมกับการปลดปล่อยธาตุกำมะถัน ในกรณีนี้ กำมะถันจะห่อหุ้มพื้นผิวของโลหะและป้องกันการละลายอีก ถ้าคุณล้างโลหะ น้ำร้อนปฏิกิริยาจะกลับมาและจะดำเนินต่อไปจนกว่า "ผิวหนัง" ใหม่ของกำมะถันจะเติบโตบนแกลเลียม

อิทธิพลไม่ดี

แกลเลียมเหลวทำปฏิกิริยากับโลหะส่วนใหญ่ ทำให้เกิดโลหะผสมและสารประกอบระหว่างโลหะซึ่งมีคุณสมบัติทางกลค่อนข้างต่ำ นั่นคือเหตุผลที่การสัมผัสกับแกลเลียมนำไปสู่หลาย ๆ วัสดุก่อสร้างที่จะสูญเสียความแข็งแรง เบริลเลียมทนต่อการกระทำของแกลเลียมได้ดีที่สุด: ที่อุณหภูมิสูงถึง 1,000 ° C จะต้านทานความก้าวร้าวขององค์ประกอบหมายเลข 31 ได้สำเร็จ

และออกไซด์ด้วย!

การเติมแกลเลียมออกไซด์ที่ไม่มีนัยสำคัญจะส่งผลต่อคุณสมบัติของออกไซด์ของโลหะหลายชนิดอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นส่วนผสมของ Ga 2 O 3 กับซิงค์ออกไซด์ช่วยลดการเผาผนึกได้อย่างมาก แต่ความสามารถในการละลายของสังกะสีในออกไซด์ดังกล่าวมีมากกว่าในความบริสุทธิ์ และในไททาเนียมไดออกไซด์ เมื่อเติม Ga 2 O 3 ค่าการนำไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็ว

แกลเลียมได้รับมาอย่างไร

ไม่พบแหล่งแร่อุตสาหกรรมของแร่แกลเลียมในโลก ดังนั้นแกลเลียมจึงต้องสกัดจากแร่สังกะสีและอะลูมิเนียมซึ่งมีปริมาณต่ำมาก เนื่องจากองค์ประกอบของแร่และเนื้อหาของแกลเลียมในนั้นไม่เหมือนกัน วิธีการรับธาตุที่ 31 จึงค่อนข้างหลากหลาย ตัวอย่างเช่น เราจะบอกคุณว่าแกลเลียมสกัดจากซิงค์เบลนด์ได้อย่างไร ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่มีการค้นพบองค์ประกอบนี้เป็นครั้งแรก

ประการแรก สังกะสีผสม ZnS ถูกยิง และออกไซด์ที่ได้จะถูกชะล้างด้วยกรดซัลฟิวริก เมื่อรวมกับโลหะอื่น ๆ แกลเลียมจะกลายเป็นสารละลาย สังกะสีซัลเฟตมีอิทธิพลเหนือกว่าในสารละลายนี้ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักที่ต้องทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรก รวมทั้งแกลเลียม ขั้นตอนแรกของการทำให้บริสุทธิ์คือการตกตะกอนของตะกอนเหล็กที่เรียกว่า ด้วยการทำให้เป็นกลางของสารละลายกรดอย่างค่อยเป็นค่อยไป กากตะกอนนี้จะตกตะกอน ประกอบด้วยอะลูมิเนียมประมาณ 10% เหล็ก 15% และ (ซึ่งสำคัญที่สุดสำหรับเราตอนนี้) 0.05 ... 0.1% แกลเลียม ในการสกัดแกลเลียม ตะกอนจะถูกชะล้างด้วยกรดหรือโซดาไฟ - amphoteric แกลเลียมไฮดรอกไซด์ วิธีอัลคาไลน์จะสะดวกกว่าเพราะในกรณีนี้คุณสามารถสร้างอุปกรณ์จากวัสดุที่มีราคาไม่แพงได้

ภายใต้การกระทำของสารประกอบอัลคาไล อะลูมิเนียมและแกลเลียมจะเข้าสู่สารละลาย เมื่อสารละลายนี้ถูกทำให้เป็นกลางอย่างระมัดระวัง แกลเลียมไฮดรอกไซด์จะตกตะกอน แต่อะลูมิเนียมบางส่วนก็ตกตะกอนเช่นกัน ดังนั้นตะกอนจะละลายอีกครั้ง ตอนนี้อยู่ในกรดไฮโดรคลอริก ปรากฎว่าเป็นสารละลายของแกลเลียมคลอไรด์ซึ่งส่วนใหญ่ปนเปื้อนด้วยอะลูมิเนียมคลอไรด์ สารเหล่านี้สามารถแยกออกได้โดยการสกัด อีเธอร์ถูกเทลงไปและต่างจาก AlCl 3 GaCl 3 เกือบจะผ่านเข้าไปใน ตัวทำละลายอินทรีย์. ชั้นถูกแยกออกจากกัน อีเธอร์ถูกกลั่นออก และแกลเลียมคลอไรด์ที่เป็นผลลัพธ์จะได้รับการบำบัดด้วยโซดาไฟเข้มข้นอีกครั้งเพื่อตกตะกอนและแยกสิ่งเจือปนของเหล็กออกจากแกลเลียม จากสารละลายอัลคาไลน์นี้ จะได้แกลเลียมโลหะ ได้มาจากกระแสไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้า 5.5 V. แกลเลียมถูกสะสมบนแคโทดทองแดง

แกลเลียมและฟัน

แกลเลียมถูกคิดว่าเป็นพิษเป็นเวลานาน มีเพียงในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาเท่านั้นที่ความเข้าใจผิดนี้ถูกหักล้าง ทันตแพทย์ที่สนใจแกลเลียมละลายต่ำ ย้อนกลับไปในปี 1930 มีการเสนอครั้งแรกเพื่อแทนที่ปรอทด้วยแกลเลียมในองค์ประกอบการอุดฟัน การศึกษาเพิ่มเติมทั้งในและต่างประเทศยืนยันคำมั่นสัญญาของการเปลี่ยนดังกล่าว สารเติมแต่งโลหะที่ปราศจากสารปรอท (ปรอทแทนที่ด้วยแกลเลียม) ถูกนำมาใช้ในทางทันตกรรมแล้ว

บางทีคุณสมบัติที่มีชื่อเสียงที่สุดของแกลเลียมก็คือจุดหลอมเหลว ซึ่งอยู่ที่ 29.76 °C เป็นโลหะที่หลอมละลายได้มากเป็นอันดับสองในตารางธาตุ (รองจากปรอท) ความสามารถในการหลอมรวมและความเป็นพิษต่ำของแกลเลียมโลหะ ทำให้สามารถถ่ายภาพนี้ได้ อย่างไรก็ตาม แกลเลียมเป็นหนึ่งในโลหะไม่กี่ชนิดที่ขยายตัวเมื่อหลอมละลายแข็งตัว (ชนิดอื่นๆ ได้แก่ Bi, Ge)

Gallodent ยูเทคติกของแกลเลียมกับดีบุก
โลหะแกลเลียมมีความเป็นพิษต่ำ ครั้งหนึ่งเคยถูกใช้ทำอุดฟัน (แทนการอุดอมัลกัม) แอปพลิเคชั่นนี้อิงตามข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อผงทองแดงผสมกับแกลเลียมหลอมเหลว จะได้แป้งเปียก ซึ่งจะแข็งตัวหลังจากผ่านไปสองสามชั่วโมง (เนื่องจากการก่อตัวของสารประกอบระหว่างโลหะ) และสามารถทนความร้อนได้สูงถึง 600 องศาโดยไม่ละลาย แกลเลียมเปราะมาก (แตกได้เหมือนแก้ว)

ผลึกแกลเลียมขนาดใหญ่
อีกคน คุณสมบัติที่น่าสนใจแกลเลียม - ความสามารถในการละลายของมันถึงซุปเปอร์คูล แกลเลียมที่หลอมละลายสามารถทำให้เย็นลงได้ประมาณ 10-30 องศาใต้จุดหลอมเหลวของมัน และมันจะยังคงเป็นของเหลว แต่ถ้าคุณโยนแกลเลียมที่เป็นของแข็งหรือน้ำแข็งแห้งลงไปในการหลอมเหลว มันก็จะเริ่มขึ้นทันที คริสตัลขนาดใหญ่. ในภาพ - แกลเลียมที่แข็งตัว ภาพถ่ายแสดงให้เห็นชัดเจนว่าการตกผลึกเริ่มขึ้นในสามแห่ง และในเวลาเดียวกันผลึกเดี่ยวขนาดใหญ่สามก้อนเริ่มเติบโต ซึ่งจากนั้นมาพบกันและก่อตัวเป็นแท่งโลหะ (สิ่งนี้เกิดขึ้นประมาณสองชั่วโมงหลังการถ่ายภาพ)

แกลเลียมช้อน
ช้อนแกลเลียมโฮมเมด วิดีโอที่มีการละลายช้อนนี้:

เทอร์โมมิเตอร์แกลเลียมอุณหภูมิสูง เทอร์โมมิเตอร์แกลเลียมควอตซ์ แกลเลียมในเทอร์โมมิเตอร์
และนี่คือการใช้แกลเลียมอีกอย่างหนึ่ง
แกลเลียมอยู่ในสถานะของเหลวในช่วงอุณหภูมิกว้างมาก และตามทฤษฎีแล้ว เทอร์โมมิเตอร์แกลเลียมสามารถวัดอุณหภูมิได้สูงถึง 2,000 องศา เป็นครั้งแรกที่มีการเสนอการใช้แกลเลียมเป็นของเหลวเทอร์โมเมตริกเมื่อนานมาแล้ว เทอร์โมมิเตอร์แกลเลียมวัดอุณหภูมิได้ถึง 1200 องศาแล้ว แต่ คนธรรมดามักไม่ค่อยเห็นเทอร์โมมิเตอร์เหล่านี้อาศัยอยู่ในห้องปฏิบัติการ
เทอร์โมมิเตอร์ดังกล่าวไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายด้วยเหตุผลหลายประการ ครั้งแรกที่ อุณหภูมิสูงแกลเลียมเป็นสารที่ก้าวร้าวมาก ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 °C จะกัดกร่อนโลหะเกือบทั้งหมด ยกเว้นทังสเตน รวมถึงวัสดุอื่นๆ อีกมาก ควอตซ์สามารถต้านทานแกลเลียมหลอมเหลวได้สูงถึง 11000°C แต่ปัญหาอาจเกิดขึ้นเนื่องจากควอตซ์ (เช่นเดียวกับแก้วอื่นๆ ส่วนใหญ่) สามารถเปียกน้ำได้สูงโดยโลหะนี้ นั่นคือแกลเลียมจะติดกับผนังเทอร์โมมิเตอร์จากด้านในและจะไม่สามารถทราบอุณหภูมิได้ ปัญหาอื่นอาจเกิดขึ้นได้เมื่อเทอร์โมมิเตอร์เย็นลงต่ำกว่า 28 องศา เมื่อแข็งตัว แกลเลียมจะมีพฤติกรรมเหมือนน้ำ ซึ่งจะขยายตัวและสามารถทำลายเทอร์โมมิเตอร์จากด้านในได้ เหตุผลสุดท้ายที่เทอร์โมมิเตอร์แกลเลียมอุณหภูมิสูงหายากมากคือการพัฒนาเทคโนโลยีและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มันไม่มีความลับที่ เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิตอลใช้งานง่ายกว่าของเหลวมาก ตัวควบคุมอุณหภูมิที่ทันสมัย ​​พร้อมด้วยเทอร์โมคัปเปิลแพลตตินัม-แพลตตินั่ม-โรเดียม เช่น เทอร์โมคัปเปิล ทำให้สามารถวัดอุณหภูมิในช่วงตั้งแต่ -200 ถึง +1600°C ด้วยความแม่นยำที่ไม่สามารถวัดได้สำหรับเทอร์โมมิเตอร์แบบเหลว นอกจากนี้ เทอร์โมคัปเปิลอาจอยู่ห่างจากคอนโทรลเลอร์พอสมควร

แกลเลียมสร้างโลหะผสมยูเทคติกที่หลอมละลายต่ำกับโลหะหลายชนิด และบางชนิดก็หลอมเหลวแม้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง
โลหะผสมของแกลเลียมและอินเดียมละลายที่อุณหภูมิ 15.7 ° C นั่นคือที่ อุณหภูมิห้องมันเป็นของเหลว ในการเตรียมโลหะผสมดังกล่าว ไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนกับแท่งโลหะให้หลอมเหลวด้วยซ้ำ เพียงแค่บีบชิ้นส่วนของแกลเลียมและอินเดียมให้แน่นก็เพียงพอแล้ว วิดีโอแสดงให้เห็นว่าจากจุดสัมผัสของโลหะสองชนิด (ทรงกระบอกขนาดใหญ่คือแกลเลียม อันเล็กคืออินเดียม) โลหะผสมยูเทคติกเริ่มหยด

การทดลองที่น่าสนใจสามารถทำได้ไม่เฉพาะกับการหลอมเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแข็งตัวของแกลเลียมด้วย ประการแรก แกลเลียมเป็นหนึ่งในสารไม่กี่ชนิดที่ขยายตัวเมื่อแข็งตัว (เช่นเดียวกับน้ำ) และประการที่สอง สีของโลหะหลอมเหลวค่อนข้างแตกต่างจากสีของของแข็ง
แกลเลียมเหลวจำนวนเล็กน้อยเทลงในขวดแก้วแล้ววางด้านบน ชิ้นเล็กแกลเลียมที่เป็นของแข็ง (เมล็ดสำหรับการตกผลึกเนื่องจากแกลเลียมสามารถทำให้เย็นลงได้) วิดีโอแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าผลึกโลหะเริ่มเติบโตอย่างไร (พวกมันมีโทนสีน้ำเงิน ตรงกันข้ามกับการละลายสีขาวเงิน) หลังจากนั้นไม่นาน แกลเลียมที่ขยายตัวก็แตกฟองออกมา
ส่วนตรงกลางของวิดีโอ (การเติบโตของผลึกแกลเลียม) ถูกเร่งขึ้นสิบเท่าเพื่อให้วิดีโอมีความยาวไม่มากนัก

เช่นเดียวกับปรอท แกลเลียมที่หลอมละลายสามารถใช้ทำ "หัวใจที่เต้น" ได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแกลเลียมเป็นโลหะที่มีประจุไฟฟ้ามากกว่าเหล็ก มันจึงทำงานในทางตรงกันข้าม เมื่อปลายเล็บสัมผัสกับแกลเลียมหลอมเหลว มันจะ "กระจาย" เนื่องจากแรงตึงผิวลดลง และทันทีที่เล็บหัก แรงตึงผิวจะเพิ่มขึ้นและหยดจะรวมตัวกันอีกครั้ง จนกระทั่งเล็บสัมผัสกับเล็บ

ผู้สนใจสามารถดาวน์โหลด

29.76 o C คืออะไร ถ้าคุณวางไว้บนฝ่ามืออุ่น มันค่อยๆ เริ่มเคลื่อนจากสถานะของแข็งไปอยู่ในรูปของเหลว

ทัศนศึกษาสั้น ๆ ในประวัติศาสตร์

โลหะที่หลอมละลายในมือมีชื่อว่าอะไร? ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น สารดังกล่าวเป็นที่รู้จักภายใต้คำจำกัดความของแกลเลียม การมีอยู่ตามทฤษฎีของมันถูกทำนายไว้ในปี 1870 โดยนักวิทยาศาสตร์ในประเทศ ผู้เขียนตาราง องค์ประกอบทางเคมี- ดิมิทรี เมนเดเลเยฟ พื้นฐานสำหรับการเกิดขึ้นของข้อสันนิษฐานดังกล่าวคือการศึกษาคุณสมบัติของโลหะหลายชนิด ในเวลานั้น ไม่มีนักทฤษฎีคนเดียวที่สามารถจินตนาการได้ว่าโลหะที่ละลายในมือมีอยู่จริง

ความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์วัสดุที่หลอมละลายได้มากซึ่งมีลักษณะที่ Mendeleev ทำนายไว้ได้รับการพิสูจน์โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Emile Lecoq de Boisbaudran ในปี 1875 เขาแยกแกลเลียมออกจากแร่สังกะสีได้ ในระหว่างการทดลองกับวัสดุ นักวิทยาศาสตร์ได้รับโลหะที่หลอมละลายในมือของเขา

เป็นที่ทราบกันว่า Émile Boisbaudran ประสบปัญหาในการแยกธาตุใหม่ออกจากแร่สังกะสี ในระหว่างการทดลองครั้งแรก เขาสามารถสกัดแกลเลียมได้เพียง 0.1 กรัม อย่างไรก็ตาม เท่านี้ก็เพียงพอแล้วที่จะยืนยัน คุณสมบัติที่น่าทึ่งวัสดุ.

แกลเลียมที่พบในธรรมชาติอยู่ที่ไหน?

แกลเลียมเป็นหนึ่งในธาตุที่ไม่เกิดเป็นแร่ วัสดุกระจัดกระจายมาก เปลือกโลก. ในธรรมชาติจะพบในแร่ธาตุที่หายากมาก เช่น แกลไลต์และเซงไกต์ ระหว่างการทดลองในห้องปฏิบัติการ จำนวนเล็กน้อยของแกลเลียมสามารถแยกได้จากแร่สังกะสี อะลูมิเนียม เจอร์เมเนียม และเหล็ก บางครั้งพบในแร่บอกไซต์ ถ่านหิน และแหล่งแร่อื่นๆ

แกลเลียมได้รับมาอย่างไร

ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มักจะสังเคราะห์โลหะที่หลอมละลายในมือของพวกเขาจากสารละลายอะลูมิเนียมที่ขุดได้ในระหว่างกระบวนการแปรรูปอลูมินา เป็นผลมาจากการกำจัดมวลหลักของอลูมิเนียมและดำเนินการตามขั้นตอนของความเข้มข้นของโลหะซ้ำ ๆ ได้สารละลายอัลคาไลน์ซึ่งมีแกลเลียมเพียงเล็กน้อย จัดสรรวัสดุดังกล่าวจากสารละลายด้วยกระแสไฟฟ้า

แอปพลิเคชั่น

แกลเลียมไม่พบการใช้ในอุตสาหกรรมมาจนถึงทุกวันนี้ นี่เป็นเพราะการใช้อลูมิเนียมอย่างแพร่หลายซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันในรูปของแข็ง อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ แกลเลียมดูเหมือนเป็นวัสดุที่น่าสนใจ เนื่องจากมีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ที่ดีเยี่ยม โลหะดังกล่าวสามารถใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนทรานซิสเตอร์, วงจรเรียงกระแสอุณหภูมิสูง, แผงโซลาร์เซลล์. แกลเลียมดูเหมือนเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเคลือบกระจกแบบออปติคัลซึ่งจะมีการสะท้อนแสงสูงสุด

อุปสรรคสำคัญต่อการใช้แกลเลียมใน ระดับอุตสาหกรรมซาก ราคาสูงการสังเคราะห์จากแร่และแร่ธาตุ ราคาต่อตันของโลหะดังกล่าวในตลาดโลกมากกว่า 1.2 ล้านดอลลาร์

จนถึงปัจจุบันแกลเลียมพบว่ามีการใช้อย่างมีประสิทธิภาพในด้านการแพทย์เท่านั้น โลหะใน รูปของเหลวใช้เพื่อชะลอการสูญเสียมวลกระดูกในผู้ที่เป็นมะเร็ง ใช้เพื่อหยุดเลือดอย่างรวดเร็วเมื่อมีบาดแผลลึกมากบนร่างกายของเหยื่อ ในกรณีหลัง การอุดตันของหลอดเลือดที่มีแกลเลียมไม่ทำให้เกิดลิ่มเลือด

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แกลเลียมเป็นโลหะที่หลอมละลายในมือ เนื่องจากอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนวัสดุเป็นสถานะของเหลวนั้นมากกว่า 29 ° C เล็กน้อย คุณจึงควรถือไว้บนฝ่ามือ ต่อมาในตอนแรก วัสดุที่เป็นของแข็งเริ่มละลายต่อหน้าต่อตาคุณ

พอ การทดลองที่น่าสนใจสามารถทำได้ด้วยการแข็งตัวของแกลเลียม โลหะที่นำเสนอมีแนวโน้มที่จะขยายตัวในระหว่างการแข็งตัว สำหรับ ประสบการณ์ที่น่าสนใจก็เพียงพอที่จะวางแกลเลียมเหลวในขวดแก้ว ถัดไป คุณต้องเริ่มทำให้ภาชนะเย็นลง ผ่านไปครู่หนึ่ง คุณจะสังเกตเห็นว่าผลึกโลหะเริ่มก่อตัวในฟองสบู่ได้อย่างไร พวกมันจะมีสีน้ำเงิน ตรงข้ามกับสีเงินที่เป็นลักษณะของวัสดุในสถานะของเหลว หากการทำความเย็นไม่หยุด แกลเลียมที่ตกผลึกจะทำให้ฟองแก้วแตกในที่สุด

ในที่สุด

ดังนั้นเราจึงพบว่าโลหะใดละลายอยู่ในมือ วันนี้สามารถพบแกลเลียมจำหน่ายเพื่อดำเนินการ ประสบการณ์ของตัวเอง. อย่างไรก็ตาม วัสดุต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง แกลเลียมที่เป็นของแข็งไม่เป็นพิษ อย่างไรก็ตาม การสัมผัสกับวัสดุในรูปของเหลวเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดอาการรุนแรงได้ ผลที่ไม่คาดคิดเพื่อสุขภาพ, จนถึงการหยุดหายใจ, อัมพาตของแขนขาและการเข้าสู่อาการโคม่าของบุคคล

แกลเลียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 31 เป็นของกลุ่มโลหะเบาและมีสัญลักษณ์ "Ga" แกลเลียมใน รูปแบบบริสุทธิ์ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติ แต่พบสารประกอบในปริมาณเล็กน้อยในแร่บอกไซต์และแร่สังกะสี แกลเลียมเป็นโลหะสีเงินอ่อน เหนียว ที่ อุณหภูมิต่ำอยู่ในสถานะของแข็ง แต่ละลายแล้วที่อุณหภูมิไม่สูงกว่าอุณหภูมิห้อง (29.8 ° C) มากนัก ในวิดีโอด้านล่าง คุณสามารถดูได้ว่าช้อนแกลเลียมละลายในชาร้อนหนึ่งถ้วยได้อย่างไร

(ทั้งหมด 7 ภาพ + 1 วิดีโอ)

1. จากการค้นพบธาตุในปี พ.ศ. 2418 จนกระทั่งถึงยุคเซมิคอนดักเตอร์ แกลเลียมถูกใช้เป็นหลักในการสร้างโลหะผสมที่หลอมละลายต่ำ

2. ปัจจุบันแกลเลียมทั้งหมดถูกใช้ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์

3. แกลเลียมอาร์เซไนด์ ซึ่งเป็นสารประกอบหลักของธาตุที่ใช้ ถูกนำไปใช้ในวงจรไมโครเวฟและการใช้งานอินฟราเรด

4. แกลเลียมไนไตรด์ใช้น้อยลงในการสร้างเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และไฟ LED ในช่วงสีน้ำเงินและอัลตราไวโอเลต

5. แกลเลียมไม่มี วิทยาศาสตร์ที่เป็นที่รู้จักบทบาททางชีวภาพ แต่เนื่องจากสารประกอบของแกลเลียมและเกลือของธาตุเหล็กมีพฤติกรรมคล้ายคลึงกันในระบบชีวภาพ ไอออนของแกลเลียมจึงมักมาแทนที่ไอออนของเหล็กในการใช้งานทางการแพทย์

29.76 o C คืออะไร ถ้าคุณวางไว้บนฝ่ามืออุ่น มันค่อยๆ เริ่มเคลื่อนจากสถานะของแข็งไปอยู่ในรูปของเหลว

ทัศนศึกษาสั้น ๆ ในประวัติศาสตร์

โลหะที่หลอมละลายในมือมีชื่อว่าอะไร? ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น สารดังกล่าวเป็นที่รู้จักภายใต้คำจำกัดความของแกลเลียม การมีอยู่ตามทฤษฎีของมันถูกทำนายไว้ในปี 1870 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย ผู้เขียนตารางองค์ประกอบทางเคมี - Dmitry Mendeleev พื้นฐานสำหรับการเกิดขึ้นของข้อสันนิษฐานดังกล่าวคือการศึกษาคุณสมบัติของโลหะหลายชนิด ในเวลานั้น ไม่มีนักทฤษฎีคนเดียวที่สามารถจินตนาการได้ว่าโลหะที่ละลายในมือมีอยู่จริง

ความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์วัสดุที่หลอมละลายได้มากซึ่งมีลักษณะที่ Mendeleev ทำนายไว้ได้รับการพิสูจน์โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Emile Lecoq de Boisbaudran ในปี 1875 เขาแยกแกลเลียมออกจากแร่สังกะสีได้ ในระหว่างการทดลองกับวัสดุ นักวิทยาศาสตร์ได้รับโลหะที่หลอมละลายในมือของเขา

เป็นที่ทราบกันว่า Émile Boisbaudran ประสบปัญหาในการแยกธาตุใหม่ออกจากแร่สังกะสี ในระหว่างการทดลองครั้งแรก เขาสามารถสกัดแกลเลียมได้เพียง 0.1 กรัม อย่างไรก็ตาม แม้เพียงเท่านี้ก็เพียงพอที่จะยืนยันคุณสมบัติอันน่าทึ่งของวัสดุได้

แกลเลียมที่พบในธรรมชาติอยู่ที่ไหน?

แกลเลียมเป็นหนึ่งในธาตุที่ไม่เกิดเป็นแร่ วัสดุกระจายตัวมากในเปลือกโลก ในธรรมชาติจะพบในแร่ธาตุที่หายากมาก เช่น แกลไลต์และเซงไกต์ ในระหว่างการทดลองในห้องปฏิบัติการ สามารถแยกแกลเลียมจำนวนเล็กน้อยออกจากแร่สังกะสี อะลูมิเนียม เจอร์เมเนียม และเหล็กได้ บางครั้งพบในแร่บอกไซต์ ถ่านหิน และแหล่งแร่อื่นๆ

แกลเลียมได้รับมาอย่างไร

ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มักจะสังเคราะห์โลหะที่หลอมละลายในมือของพวกเขาจากสารละลายอะลูมิเนียมที่ขุดได้ในระหว่างกระบวนการแปรรูปอลูมินา เป็นผลมาจากการกำจัดมวลหลักของอลูมิเนียมและดำเนินการตามขั้นตอนของความเข้มข้นของโลหะซ้ำ ๆ ได้สารละลายอัลคาไลน์ซึ่งมีแกลเลียมเพียงเล็กน้อย จัดสรรวัสดุดังกล่าวจากสารละลายด้วยกระแสไฟฟ้า

แอปพลิเคชั่น

แกลเลียมไม่พบการใช้ในอุตสาหกรรมมาจนถึงทุกวันนี้ นี่เป็นเพราะการใช้อลูมิเนียมอย่างแพร่หลายซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันในรูปของแข็ง อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ แกลเลียมดูเหมือนเป็นวัสดุที่น่าสนใจ เนื่องจากมีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ที่ดีเยี่ยม โลหะดังกล่าวสามารถใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนทรานซิสเตอร์ วงจรเรียงกระแสอุณหภูมิสูง และแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ แกลเลียมดูเหมือนเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเคลือบกระจกแบบออปติคัลซึ่งจะมีการสะท้อนแสงสูงสุด

อุปสรรคสำคัญต่อการใช้แกลเลียมในระดับอุตสาหกรรมยังคงเป็นต้นทุนที่สูงในการสังเคราะห์แกลเลียมจากแร่และแร่ธาตุ ราคาต่อตันของโลหะดังกล่าวในตลาดโลกมากกว่า 1.2 ล้านดอลลาร์

จนถึงปัจจุบันแกลเลียมพบว่ามีการใช้อย่างมีประสิทธิภาพในด้านการแพทย์เท่านั้น โลหะในรูปของเหลวใช้เพื่อชะลอการสูญเสียกระดูกในผู้ที่เป็นมะเร็ง ใช้เพื่อหยุดเลือดอย่างรวดเร็วเมื่อมีบาดแผลลึกมากบนร่างกายของเหยื่อ ในกรณีหลัง การอุดตันของหลอดเลือดที่มีแกลเลียมไม่ทำให้เกิดลิ่มเลือด

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แกลเลียมเป็นโลหะที่หลอมละลายในมือ เนื่องจากอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนวัสดุเป็นสถานะของเหลวนั้นมากกว่า 29 ° C เล็กน้อย คุณจึงควรถือไว้บนฝ่ามือ หลังจากนั้นไม่นาน วัสดุที่เป็นของแข็งในขั้นต้นจะเริ่มละลายต่อหน้าต่อตาเรา

การทดลองที่น่าสนใจสามารถทำได้ด้วยการแข็งตัวของแกลเลียม โลหะที่นำเสนอมีแนวโน้มที่จะขยายตัวในระหว่างการแข็งตัว เพื่อทำการทดลองที่น่าสนใจ ก็เพียงพอที่จะวางแกลเลียมเหลวในขวดแก้ว ถัดไป คุณต้องเริ่มทำให้ภาชนะเย็นลง ผ่านไปครู่หนึ่ง คุณจะสังเกตเห็นว่าผลึกโลหะเริ่มก่อตัวในฟองสบู่ได้อย่างไร พวกมันจะมีสีน้ำเงิน ตรงข้ามกับสีเงินที่เป็นลักษณะของวัสดุในสถานะของเหลว หากการทำความเย็นไม่หยุด แกลเลียมที่ตกผลึกจะทำให้ฟองแก้วแตกในที่สุด

ในที่สุด

ดังนั้นเราจึงพบว่าโลหะใดละลายอยู่ในมือ วันนี้ คุณสามารถพบแกลเลียมลดราคาสำหรับการทดลองของคุณเอง อย่างไรก็ตาม วัสดุต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง แกลเลียมที่เป็นของแข็งไม่เป็นพิษ อย่างไรก็ตาม การสัมผัสกับสารในรูปของเหลวเป็นเวลานานสามารถนำไปสู่ผลที่ไม่คาดคิดต่อสุขภาพ จนถึงการหยุดหายใจ อัมพาตของแขนขา และการเข้าสู่สภาวะโคม่าของบุคคล