Gal

Niebezpieczeństwo H290, H314, P234, P280, P301 + P330 + P331, P303 + P361 + P353, P305 + P351 + P338, P309 + P311, H290 : Może powodować korozję metali
H314 : Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia oczu
P234 : Przechowywać wyłącznie w oryginalnym pojemniku.
P280 : Stosować rękawice ochronne/odzież ochronną/ochronę oczu/ochronę twarzy.
P301 + P330 + P331 : W przypadku połknięcia: wypłukać usta. NIE wywoływać wymiotów.
P303 + P361 + P353 : W przypadku kontaktu ze skórą (lub włosami): Natychmiast zdjąć całą zanieczyszczoną odzież. Spłucz skórę wodą/prysznicem.
P305 + P351 + P338 : W przypadku dostania się do oczu: Ostrożnie płukać wodą przez kilka minut. Usuń soczewki kontaktowe, jeśli poszkodowany je nosi i można je łatwo usunąć. Kontynuuj płukanie.
P309 + P311 : W przypadku udowodnionego lub podejrzewanego narażenia: natychmiast skontaktować się z OŚRODKIEM ZATRUĆ lub lekarzem.

WHMIS

Produkt niesklasyfikowanyKlasyfikacja tego produktu nie została jeszcze zatwierdzona przez Toxicological Directory Service

Disclosure na poziomie 1,0% zgodnie z listą ujawnień składników

Transport

2803

Kod Kemlera:
80 : materiał żrący lub wykazujący niewielki stopień korozyjności
Numer UN :
2803 : GAL
Klasa:
8
Kod klasyfikacyjny:
C10 : Materiały żrące bez dodatkowego ryzyka;
Inne materiały żrące:
Ciecze;
Etykieta: 8 : Substancje żrące Pakowanie: Grupa pakowania III : substancje o niskim niebezpieczeństwie.

Jednostki SI i STP, chyba że zaznaczono inaczej.

Galu jest pierwiastkiem o liczbie atomowej do 31 do symbolu GA. To należący do grupy 13 o okresowym i rodziny metali słabymi .

Pojedynczy korpus galu jest metalowy . Jego niska temperatura topnienia ( 29,76 °C ) sprawia, że rozpływa się w dłoni. Jego ślady znajdują się w rudach boksytu i cynku .

Odkrycie i etymologia

Przewidywana pod nazwą eka-aluminum przez Mendelejewa , odkryta w 1875 roku , nazwę nadał jej jej odkrywca, francuski chemik Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran . Jedna z teorii głosi, że nazwa galu pochodzi od nazwy jego odkrywcy (ponieważ „coq” po łacinie nazywa się gallus ), ale Lecoq de Boisbaudran przeciwnie, twierdził, że nadał tę nazwę pierwiastkowi „na cześć Francji” . Następnie, przez ich odkrywców, Niemca Clemensa Winklera i Szweda Larsa Fredrika Nilsona , german i skand będą nazywane przez analogię w odniesieniu do Germanii i Skandii .

Wybitne cechy

Czysty gal ma srebrzysty wygląd i rozpada się w postaci stałej w taki sam sposób jak szkło . Zawartość galu wzrasta o 3,1% po zestaleniu i z tego powodu nie należy go przechowywać w szklanym lub metalowym pojemniku. Gal koroduje większość innych metali, dyfundując do metalowej sieci. Ze względu na jego temperaturę topnienia od 29,76 ° C , w pobliżu temperatury otoczenia, gal może być utrzymany płyn poprzez zjawisko przechłodzeniu - to samo dla cezu i rubidu The rtęć jest jedynym ciekłego metalu o niższej temperaturze topnienia w 0 ° C . Dzięki temu może być stosowany w termometrach wysokotemperaturowych. Wiadomo również, że ma niską prężność pary w wysokiej temperaturze.

Gal ma 31 znanych izotopów o liczbach masowych od 56 do 86, a także trzy izomery jądrowe . Wśród tych izotopów dwa są stabilne, 69 Ga i 71 Ga, i stanowią cały naturalny gal w stosunku 60/40. Standardowa masa atomowa galu wynosi zatem 69,723 (1) u .

Radioizotopy 67 Ga i 68 Ga są stosowane w obrazowaniu medycznym ( scyntygrafia galowa i pozytonowa tomografia emisyjna ). Gal 68 został przetestowany jako radiofarmaceutyk i radioznacznik , ale jest „niezwykle wrażliwy, szczególnie na pH , temperaturę lub zanieczyszczenia metalami” .

Produkcja

Technika produkcji

Podobnie jak aluminium, które znajduje się tuż powyżej w układzie okresowym , gal występuje w naturze na stopniu utlenienia +3. Występuje jako zanieczyszczenia w rudach aluminium ( boksyt ). Przy otrzymywaniu tlenku glinu metodą hydrometalurgii ( proces Bayera ) jony Ga 3+ , które mają właściwości zbliżone do jonów Al 3+ , są ekstrahowane w postaci jonów galusowych GaO 2 - w tym samym czasie co jony glinianowe AlO 2 - . Jednak jony galusowe nie wytrącają się w postaci wodorotlenku galu Ga(OH) 3 podczas etapu wytrącania wodorotlenku glinu Al(OH) 3, ponieważ mają zbyt niskie stężenie. Gal, podstawowy roztwór supernatantu z etapu strącania, ponownie użyty do nowej ekstrakcji jonów glinu, podlega zjawisku koncentracji. Gdy jony galusanu są wystarczająco stężone, roztwór kierowany jest do elektrolizera .

Dzięki swojemu potencjałowi redoks (E° = -0,56V), znacznie wyższemu niż aluminium, gal może być selektywnie redukowany w postaci amalgamatu galu (Ga [Hg]) poprzez elektrolizę w ogniwach z katodą rtęciową. Rozkład tego amalgamatu w środowisku zasadowym daje ponownie galusan sodu, ale tym razem bez glinu. Druga elektroliza daje metaliczny gal o dobrym poziomie czystości. Ponieważ dane przemysłowe są poufne, mało szczegółowych informacji jest dostępnych, ale otrzymanie ich metodą elektrolizy daje w przypadku miedzi czystość 99,99%. Ultraoczyszczanie galu (99,9999%), wymagane przez przemysł półprzewodników , odbywa się w procesie wzrostu monokrystalicznego ( metoda strefy stopionej ) i jest powszechnie dostępne na rynku w latach 2000/2010.

Gal jest używany głównie do produkcji arsenku galu (GaAs) i azotku galu (GaN).

Statystyki produkcji i rezerw Production

Roczna produkcja w 2008 roku wyniosła 111 ton. Chiny wyprodukowały 83% światowej podaży w 2006 roku.

Rezerwacje są trudne do oceny. Szacuje się je jednak na 1 mln ton , czyli 9000 lat rocznej produkcji.

Zastosowania

Głównym zastosowaniem galu jest produkcja różnych materiałów półprzewodnikowych . Wśród półprzewodników binarnych III-V można wymienić zwłaszcza arsenek galu (GaAs), antymonek galu (GaSb), fosforek galu (GaP) i azotek galu (GaN), a wśród głównych półprzewodników trójskładnikowych arsenek galu glinu (AlGaAs) i azotek glinowo-galowy (AlGaN). Wśród tych materiałów najpowszechniejszym jest arsenek galu, drugi po krzemie najczęściej używany materiał półprzewodnikowy ; w porównaniu z tym ostatnim posiada ciekawe właściwości elektroniczne i optoelektroniczne, w szczególności większą przewodność elektronów, a także bezpośrednią szczelinę pozwalającą, w przeciwieństwie do krzemu, na wykorzystanie go w zastosowaniach optoelektronicznych, a także w emisji urządzeń ( LED ) niż detekcja ( fotodetektor ). Jest to preferowane podłoże dla aktywnych składników mikrofalowych . Gal jest używany do osadzania cienkich warstw metodą epitaksji w fazie gazowej ( MOCVD ) do osadzania warstw GaAs lub GaN narastających epitaksjalnie, w dwóch formach:

w postaci trimetylogalu (znanego jako TMGa, o wzorze (CH 3 ) 3 Gaktórych numer CAS to 1445-79-0 ) lub
w postaci trietylogalu (nazywanego TEGa, o wzorze (C 2 H 5 ) 3 Ga, którego numer CAS to 1115-99-7 ).

Stop galu z indu i cyny o nazwie galinstan jest często stosowany w termometrach od zakazu rtęci .

Radioizotop galu 67 Ga jest stosowany w obrazowaniu medycznym ( scyntygrafia galu 67), w wykrywaniu miejsc zapalenia, miejsc infekcji - zapalenia kości i szpiku , ropni i innych miejscowych infekcji, gruźlicy i prątków , zapalenia płuc wywołanego przez P. Carinei itp. . - a także w poszukiwaniu niektórych nowotworów , w szczególności chłoniaków i raków wątrobowokomórkowych . Innym radioizotopów, 68 Ga, jest używany do tej chwili w sposób marginalny, jako pozytonowej emitera w pozytonowej tomografii emisyjnej ( skanowania PET ).

Gal jest również ogólnie źródłem jonów używanym w sondach zogniskowanych jonów .

Gal może być również używany jako detektor neutrin .

Toksykologia i zdrowie środowiskowe

Pomimo potencjalnego ryzyka narażenia na arsenek galu (GaAs) w przemyśle półprzewodników, gal nie wydaje się być przedmiotem szeroko zakrojonych badań toksykologicznych ani ekotoksykologicznych. Gal był uważany za mało toksyczny i nie stanowił problemu zdrowotnego w dawkach zwykle obecnych w naszym środowisku lub żywności. Wydaje się jednak, że działa żrąco na skórę i błony śluzowe .

Niektóre z jego związków wykazują toksyczność, która jest wciąż słabo poznana; połączony z jednym ze składników ( na przykład arsen ) lub samoistny.

Azotan galu Ga (NO 3 ) 3 , a tlenek galu Ga 2 O 3 wykazują toksyczność doustną ( DL 50 przez doustnie od około 4.360 g / kg, w postaci azotanów i 10 g / kg do tlenków). U narażonych szczurów obserwowano łagodną martwicę płuc.
Arsenku galu może być toksyczny dla reprodukcji . W rzeczywistości wykazano, że jest to czynnik w usuwaniu spermatogenezy u szczura. Istotną toksyczność jąder obserwowano również u szczurów (narażonych na dawki 7,7 mg arsenku galu na kg (dwa razy w tygodniu, łącznie 16 inhalacji), liczba plemników i wzrost odsetka nieprawidłowych plemników. szczególna anomalia zwyrodnieniowa główka plemnika zwiększa szczególnie (40-krotnie częstsze stadia pospermiacyjne, stadium IX, X i XI) grupę eksponowaną na arsenek galu.Delecyjny efekt spermatogenezy był większy niż u szczurów narażonych na działanie tlenku arsenu. w przemyśle elektronicznym arsenek indu również spowodował spadek liczby plemników w najądrzach , ale jego toksyczność wobec jąder wydaje się być znacznie niższa niż arsenku galu.Można by pomyśleć, że jest to trójtlenek arsenu (As 2 O 3), prawdopodobny produkt degradacji i rozpuszczania arsenku galu i arsenku indu in vivo , który jest odpowiedzialny, ale nie wykazał toksyczności dla jąder.

Kinetyka ciała galu

Kinetyka organizmu przyjmowanego lub wdychanego galu oraz jego metabolizm wciąż wydają się słabo poznane, ale zgodnie z dostępnymi badaniami:

pojedyncza doustna ekspozycja na GaAs (500, 1000 lub 2000 mg/kg ) ma w szczególności skutki fizjologiczne i hematologiczne , które można zaobserwować jeden dzień, 7 dni i 15 dni po podaniu.
GaAs modyfikuje aktywność kwasu A-aminolewulinowego dehydratazy ( ALAD ) we krwi i serca (w szczególności obserwowano w 7 ty dzień) po ekspozycji do 2 g / kg , podczas gdy kwas δ-aminolewulinowego moczu (ALA) ma wyższą moczem (obserwuje się 7 -go tylko w ciągu dnia).
GaAs w tym eksperymencie nie miał znaczącego wpływu na hemoglobinę , protoporfirynę cynkową ani hematokryt .
Poziomy we krwi glutation (GSH) obniżył się znacznie zmniejszyć 7 th dzień, ale bez zmian w 1 ul lub 15 p dni po ekspozycji. Ciśnienie The tętno i oddech i kurczenia w odpowiedzi pozostał niezmieniony, z wyjątkiem kilku drobnych zmian obserwowano w 7 th dni po ekspozycji na dawkę 2000 mg / kg, z GaAs.
Jednakże poziom galu we krwi nie był wykrywalny u normalnych zwierząt i szczurów narażonych na 500 mg/kg GaAs.
Poziom arszeniku we krwi wyraźnie wzrósł, nawet przy niskich dawkach i w sposób zależny od dawki. Wszystkie eksponowane zwierzęta wykazywały tendencję do powrotu do zdrowia po trzech tygodniach, co sugeruje, że te zmiany fizjologiczne są odwracalne (jednak wiadomo, że arsen jest długotrwałym czynnikiem rakotwórczym).
Szczur płuc łatwo zapamiętuje dużo wdychanego galu przez jakiś czas. W tym przypadku toksyczność płucną wykazano u szczura laboratoryjnego wystawionego na tlenek galu drogą inhalacyjną (zawiesiny cząstek równomolowego tlenku galu (Ga 2 O 3 ), przy 65 mg / kg ), co wydaje się być związane z wysokim zatrzymanie (średnio 36% wdychanej dawki galu, 14 dni po ekspozycji).

Ekotoksykologia

Wydaje się, że został mało zbadany.

Gal ma pewną toksyczność dla bakterii , ale (zjawisko badane w Pseudomonas fluorescens ), która w niektórych przypadkach przynajmniej wydaje się być mniej lub bardziej wysoka w zależności od obecności/braku pierwiastków śladowych, takich jak fosforan żelaza. Pseudomonas fluorescens wykazuje pewną zdolność do wydzielania galu.

W powieściach

W powieści Oliviera Marchanda „Gal” doping (półprzewodnik) i transmutacja galu leżą u podstaw fabuły świata brutalnie pozbawionego nowoczesnych technologii.

Uwagi i referencje

Uwagi

Stały gal unosi się zatem na ciekłym galu, podobnie jak lód i woda.

Bibliografia

(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th ed. , 2804 s. , Oprawa twarda ( ISBN 978-1-420-09084-0 )
(w) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia i Santiago Barragan Alvarez , „ Kowalentne promienie ponownie ” , Dalton Transactions ,2008, s. 2832 - 2838 ( DOI 10.1039 / b801115j )
Proceedings of the Międzynarodowy Komitet Miar i Wag , 78 th sesji, 1989, pp. T1-T21 (oraz s. T23-T42, wersja angielska).
(w) Thomas R. Dulski, Podręcznik do analizy chemicznej metali , tom. 25, ASTM Międzynarodowy,1996, 251 pkt. ( ISBN 0803120664 , czytaj online ) , s. 71
Baza danych Chemical Abstracts zapytana przez SciFinder Web 15 grudnia 2009 r. ( wyniki wyszukiwania )
Entry „galu” w chemicznej bazy GESTIS z IFA (ciała niemieckiej odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy) ( niemiecki , angielski ), dostęp 27 sierpnia 2018 (Javascript required)
„ Elemental gal ” w bazie produktów chemicznych Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 25 kwietnia 2009
Roczniki Chemii i Fizyki | 1877 | Gallica
A. Rauscher, M. Frindel, P. Baumgartner, FK Bodéré i AF Chauvet, AF, „ Informacje zwrotne z 4 lat etykietowania galem-68 (68Ga) ”, Médecine Nucléaire , tom. 41, n o 3,maj-czerwiec 2017, s. 186 ( DOI 10.1016 / j.mednuc.2017.02.130 ).
„ Produkcja i recykling ” , Techniques de l'Ingénieur (dostęp 30 sierpnia 2020 r . ) .
" Metalurgia galu " , na ingenieur.fr ,10 marca 2011(dostęp 30 sierpnia 2020 r . ) .
USGS
Arnaud de la Grange, „ Pekin bawi się bronią ziem rzadkich ”, Le Figaro, 25 października 2010
UNEP (2009), Metale krytyczne dla przyszłych zrównoważonych technologii i ich potencjał do recyklingu
Baza danych ciekłego powietrza
Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ( ISBN 978-3-11-017770-1 ) , S. 1179.
BGIA GESTIS; Gal; CAS = 7440-55-3, 2009/11/23.
Bernard Martel, Keith Cassidy: Analiza ryzyka chemicznego: praktyczny podręcznik. Taylor i Francis, 2000, ( ISBN 1-56032-835-5 ) , S. 376.
Peter L. Goering, Robert R. Maronpot i Bruce A. Fowler, Wpływ dotchawiczego podawania arsenku galu na dehydratazę kwasu δ-aminolewulinowego u szczurów: Związek z wydalaniem z moczem kwasu aminolewulinowego ; Toksykologia i Farmakologia Stosowana; Tom 92, wydanie 2, luty 1988, strony 179-193 ( streszczenie )
Minoru Omura, Akiyo Tanaka, Miyki Hirata, Mangen Zhao, Yuji Makita, Naohide Inoue, Kaoru Gotoh i Noburu Ishinishi; Toksyczność jąder arsenku galu, arsenku indu i tlenku arsenu u szczurów przez powtarzane wkraplanie dotchawicze ; Nauki toksykologiczne (1996) 32 (1): 72-78. doi: 10.1093 / toxsci / 32.1.72; Online ( ISSN 1096-0929 ) , Druk ( ISSN 1096-6080 ) . ( Podsumowanie )
Swaran JS Flora, Shashi N. Dube, Rajagopalan Vijayaraghavan i Satish C. Pant, 1997, Zmiany niektórych zmiennych hematologicznych i fizjologicznych po ekspozycji na pojedynczy arsenek galu u szczurów Biologiczne badania pierwiastków śladowych, tom 58, numer 3 , 197-208, DOI: 10.1007/BF02917471 ( Streszczenie )
Webb DR, Wilson SE, Carter DE., Toxicol Appl Pharmacol. 1986 15 marca; 82 (3): 405-16. Porównawcza toksyczność płucna arsenku galu, tlenku galu (III) lub tlenku arsenu (III) wkroplonych dotchawiczo szczurom ; streszczenie
Ala Al-Aoukaty, Vasu D. Appanna i Herman Falter; Toksyczność i adaptacja galu u Pseudomonas fluorescens ; Listy mikrobiologiczne FEMS; Tom 92, wydanie 3, 1 maja 1992, strony 265-272 doi: 10.1016 / 0378-1097 (92) 90720-9 ( streszczenie )
Olivier Marchand: gal ; Amazonka, 2018, ( ISBN 978-1-9802-2595-9 ) .

Zobacz również

Linki zewnętrzne

Ewidencja organów :
(pl) Panorama rynku galu BRGM 2010, grudzień 2011
(fr) France-Gallium.com: Próbki i fotografie galu
(W) Obrazy galu w różnych formach
(pl) Kompilacja danych fizycznych i termodynamicznych dotyczących ciekłego galu
(pl) „ Dane techniczne dla galu ” (dostęp 15 sierpnia 2016 r. ) , ze znanymi danymi dla każdego izotopu na podstronach
[wideo] Heliox, Robienie klucza w domu z galem! na youtube

Hej

Być

NIE

Urodzony

nie dotyczy

Glin

tak

Współ

Lub

Tak

Płyta CD

Po południu

Miał

Bóg

Twój

Jest

Nie

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

Metale alkaliczne	Ziemia alkaliczna	Lantanowce	Metale przejściowe	Słabe metale	metalem loids	Długoterminowe metale	geny halo	Gazy szlachetne	Przedmioty niesklasyfikowane
		aktynowce
		Superaktynowce