| Главная » Файлы » Рефераты » Рефераты |
Галій
| [ Скачать с сервера (25.1 Kb) ] | 30.05.2017, 01:16 |
| Галій - елемент головної підгрупи третьої групи четвертого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 31. Галій досить мало поширений у природі, його масова частка у земній корі становить 1,9 * 10-3 %. Галій - рідкісний та розсіяний елемент. Виділяють такі мінерали з підвищеним вмістом галію: сфалерит (0 - 0,1%), магнетит (0 - 0,003%), каситерит (0 - 0,005%), гранат (0 - 0,003%), берил (0 - 0,003%), турмалін (0 - 0,01%), сподумен (0001 - 0,07%), флогопит (0001 - 0005%), біотит (0 - 0,1%), мусковіт (0 - 0,01%), серицит (0 - 0005%), лепідоліт (0001 - 0,03%), хлорит (0 - 0,001%), польові шпати (0 - 0,01%), нефелін (0 - 0,1%), натроліт (0 - 0,1%). Концентрація галію в морській воді 3-5 мг /л. Основне джерело галію - алюмінатні розчини, одержувані при переробці глинозему і містять до 250 мг / л галію . Після відділення основної маси А1 галієвий концентрат осаджується , наприклад карбонізацією ( пропусканням СО2) , потім його обробляють водою в автоклаві або Са(ОН)2 , після чого більша частина галію переходить в розчин. Карбонізацією отриманих розчинів осаджують вторинний концентрат галію ( бл. 1% Ga2O3 ) . Його розчиняють у лугу , обробляють Са(ОН)2 і електролізом цього розчину (1,5-2 г / л Ga2O3 і ~ 60 г / л А12О3 ) виділяють металічний галій . При переробці бокситів за способом Байєра галій концентрується в маточних розчинах ( що залишаються після відділення основної маси А1) , з яких його виділяють електролізом на ртутному катоді . Утворену при цьому натрієво - галієву амальгаму (до 1% галію ) розкладають водою або розчином лугу і з отриманого розчину галій виділяють електролітично . Замість електролізу на ртутному катоді можна виділяти галій цементацією його на амальгамі Na . Розроблено спосіб виділення галію з алюмінатних розчинів шляхом цементації його на галами А1 при 80 ° С (галама-рідкий при кімнатній температурі сплав на основі Ga). Для виділення галію галами розкладають водою. Перспективний метод екстракції галію з алюмінатних розчинів фенолами . Джерелами для отримання галію можуть служити також продукти переробки залізних , титанових , германієвих і інших руд. Рафінування галію зазвичай включає промивку металу водою і кислотами , фільтрування, вакуумну обробку при 800-1100 ° С і тиск 1 * 10- 3гПа , очищення електролізом в лужному електроліті (15-20 % NaOH). Для отримання галію високої чистоти застосовуються методи зонної плавки , спрямованої кристалізації або витягування злитка з розплаву. Використовується також метод очищення через галійорганічні сполуки, зокрема через Ga(C2H5)3. Перспективний метод отримання галію високої чистоти через GaCl3 , який очищений перегонкою , ректифікацією , зонною плавкою; галій може бути отриманий електролізом водного розчину або відновленням Н2 в парах при 600-700 ° С. Природний галій складається з двох ізотопів 69Ga (60,5%) і 71Ga (39,5%). Для галію , зважаючи на близькість його кристалічних властивостей з головними породоутворюючими елементами (Al, Fe та ін) і широкої можливості ізоморфізму з ними, не утворює великих скупчень, незважаючи на значну величину кларку. Для галію відомий рідкісний мінерал галіт ( СuGaS2 ) - це сульфід міді і галію з групи халькопіриту. Ізоструктурний з халькопіритом. Сліди цього елементу постійно містяться у цинкових рудах . Значно більші його кількості (до 1,5  були виявлені в золі деяких кам'яних вугіль . Однак основною сировиною для промислового отримання галію служать боксити , зазвичай містять незначні його домішки ( до 0,1 %). Розміри щорічного світового вироблення галію обчислюються поки небагатьма тоннами , але можуть бути значно збільшені . Галій концентрується головним чином у піриті (FeS2). Тому шлами сірчанокислотного виробництва є хорошою сировиною для отримання цього елемента. Фізичні та хімічні властивості галію У вільному стані галій являє собою сріблясто-білий метал. Має молекулярну кристалічну решітку. Досить стійкий до дії атмосферних факторів завдяки утворенню на поверхні оксидної плівки. М’який, легкоплавкий метал, хоч і має високу температуру кипіння ( близько 2403 ° C ). Густина галію в твердому стані при температурі T = 20 ° C дорівнює 5,904 г / см ³, рідкий галій при T = 29,8 ° C має густину 6,095 г / см, тобто при затвердінні об’єм галію збільшується. Температура плавлення галію трохи вище кімнатної і дорівнює Tпл. = 29,8 ° C. По твердості галій близький до свинцю. Однією з особливостей галію є широкий температурний інтервал існування рідкого стану (від 30 і до 2230 ° C), при цьому він має низький тиск пари при температурах до 1100-1200 ° C. Хімічні властивості галію близькі до властивостей алюмінію. Оксидна плівка, що утворюється на поверхні металу на повітрі, оберігає його від подальшого окислення. У своїх сполуках галій виявляє ступінь окиснення +3, проте здатний досить легко відновлюватись до ступеня окиснення +1 та +2. Реагує з водою ( з гарячою) утворюючи гідроксид галію: 2Ga+6H2O = 2Ga(OH)3 +3H2 При реакції з перегрітою парою (350 °C) утворюється сполука GaOOH (гідрат оксиду галію або метагаліева кислота): 2Ga+4H2O = 2GaOOH +3H2 Галій взаємодіє з неорганічними кислотами з виділенням водню і утворенням солей: 2Ga +6HCl = 2GaCl2 +3H2 Продуктами реакції з лугами і карбонатами калію і натрію є гідроксогалати, що містять іони Ga(OH)4 - і Ga(OH)63 - : 2Ga+6H2O +2NaOH = 2Na[Ga(OH)4] +3H2O | |
| Просмотров: 561 | Загрузок: 10 | Рейтинг: 0.0/0 | |
| Всего комментариев: 0 | |