ррата (II). Останній при сильному нагріванні перетворюється всуміш Ga2O3 і Fe2O3. Суміш оксидів сплавленням з бісульфат калію переводять врозчинний стан. Потім з солянокислого розчину дією великоїкількості їдкого калі висаджують залізо (окис галію розчинна в луги).Після цього галій можна виділити з лужного розчину електролітично. Кейл(Keil, 1926) рекомендує сплавляти ціаноферрат (II) з твердим їдким калі всрібному тиглі, потім розчиняти плав у воді (при цьому залізо виділиться ввигляді гідроокису) і з фільтрату після підкислення соляної кислотою аміакомосадити галій як гідроокису. Гідроокис при прожарюванні переходить вокис, з якої можна отримати метал, сильно нагріваючи речовина в струміводню. Річардс (Richards, .1923) описав метод, за яким свинець, отриманийпри рафінуванні цинку дистиляцією (виділеного з руд, що містять галій),переробляється на галій.
<- 5 ->
З германіта галій можна просто ікількісно отримати за методикою Берга і Кейла (Berg, Keil, 1932), яказаснована на легкій розчинності GaCl, в ефірі. У Леопольдсхолле багато роківназад стали отримувати галій в заводських умовах при переплавки мансфельдскогомідного сланцю. Містять галій залишки, в яких є також важкіметали та алюміній, переважно у вигляді сульфатів, фосфатів і молибдатов(Feit, 1933) - передусім обробляють NaOH. Потім фільтрують випаднігідроокису важких металів, а розчин нейтралізують. Випадаючий при цьомуосад, крім галію, містить ще цинк і алюміній у вигляді фосфатів ісульфатів. Осад знову розчиняють в сірчаній кислоті і розчин розбавляють водою.При цьому в результаті фракційного осадження сірководнем з сірчанокислогорозчину останній збагачується галієм внаслідок відділення залишків молібденуі цинку.
Потім розчинзмішують з твердим їдким натром, причому фосфорна кислота відокремлюється яктринатрийфосфата, майже нерозчинного в лугу. Що залишився розчин піддаютьелектролізу. При ретельній роботі виходить майже чистий галій.
У промисловостігалій отримують так. При переробці бокситів галій за способом Байєраконцентрується в оборотних маткових розчинах після виділення Al (OH) 3. Зтаких розчинів галій виділяють електроліз на ртутному катоді. З лужногорозчину, отриманого після обробки амальгами водою, осаджують Ga (OH) 3,яку розчиняють в луги і виділяють галій електролізом.
Присодово-вапняному способі переробки бокситові або нефелінових руди галійконцетріруется в останніх фракціях опадів, що виділяються в процесікарбонізації. Для додаткового збагачення осад гідроксидів обробляютьвапняним молоком. При цьому велика частина Al залишається в осаді, а галійпереходить в розчин, з якого пропусканням CO2 виділяють галлиевого концентрат(6-8% Ga2O3); останній розчиняють в луги і виділяють галій електролітично.
Джерелом галіютакож може служити залишковий анодний сплав процесу рафінування Al пометодом тришарового електролізу. У виробництві цинку джерелами галію євозгони (вельцокісли), які утворюються при переробці хвостів вилуговуванняцинкових огірків.
Отриманийелектролізом лужного розчину рідкий галій, промитий водою і кислотами (HCl,HNO3), містить 99,9-99,95% Ga.
Більш чистий металотримують плавкою в вакуумі, зонної плавкою чи витягуванням монокристала зрозплаву.
4. ВЛАСТИВОСТІ.
ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.
Галій -відносно м'який, ковкий метал, блискучого сріблястого кольору зголубувато-сірими штрихами. Він плавиться при 29,78 С (теплота плавлення 19,16кал/г). Закипає тільки при - 2230 C. Розплавлений метал при охолодженні незастигає негайно, якщо тільки його не помішувати паличкою; без такоговтручання він може залишатися рідким місяцями. Властивості галію, у багатьохвідносинах відрізняються від інших металів, визначаються його незвичайнимбудовою. У кристалі в кожного атома три сусіда по шару. Один з нихрозташований на відстані 0,244 нм, а два інших - на значно більшійвідстані один від одного - 0,271 нм. Відстань між шарами також велика іскладає 0,274 нм. Тому можна вважати, що кристал галію складається зчастинок Ga2, пов'язаних між собою ван-дер-ваальсовимі силами. Цим пояснюєтьсяйого низька температура плавлення. Він має унікальний температурний інтервалрідкого стану (від 29,78 до 2230 C). Молекули Ga2 зберігаються в рідкомустані, тоді як у парах металевий галій майже завжди одноатомен.Високу температуру кипіння галію пояснюють тим, що при плавленні
<- 6 ->
утворюється щільна упаковка атомів з координаційнимчислом 12, для
руйнування якої потрібна велика енергія. ВЗокрема таким
будовою пояснюється велика щільність рідкого галіюв порівнянні
з кристалічним. Щільність розплавленого галіюбільше, ніж у
твердого металу. На відміну від ртуті рідкийгалій (якщо він
недостатньо очищений) добре змочує скло. Галійдуже схильний
до переохолодження. Будучи розплавлений і зновуохолоджений, він може
місяцями зберігатися в рідкому стані приПитомаВ'язкістьПеретин
Таблиця1
Температура кипіння
У табл. 1 наведеніокислення.Ві титану.
Останнім
Всі іншіДеякі зплавлення.водних розчинах.вуглецем.
5.
У своїх сполукахвластивостям.
Це тим
|
5.1.ВищийВсі ці
ТемператураПри високихкомпонентами.
C.
Що стосуєтьсямізерні і підчому суперечливі відомості. Останнім часом його існування вконденсованому стані взагалі піддається сумніву.
гідроокис. Тількивищий окисел галію утворює гідрат Ga (OH) 3. Гідроокис може бути виділена ввигляді білого драглистого осаду при обережною нейтралізації як розчинівсолей галію-яким підставою, так і розчинів галлатов лужних металівкислотою. З розчинів солей галію гідроокис починає осідати при pH близько3; повне осадження досягається при рН 4,1. З розчинів галлатов осадженнягідроокису починається при рН близько 9,7 і закінчується при рН 6,4.
З розчинівсульфату спочатку осаджується нерозчинна основна сіль, найімовірнішийскладу якої Ga3 (ОН) 7SO4 * nH2O. Додаток луги до розчинів хлориду галіювикликає спочатку освіту розчинних основних солей, випадання осадупочинається лише при вмісті лугу більше 2 г-екв/моль хлориду. Випавосновна сіль Ga5 (OH) 4Cl потім переходить в гідроокис. Твіррозчинності галію 1,4 * 10-34.
Гидроокись галіюаморфна. Свежевипавшего опади являють собою складні аквагідроксокомплексиз великим числом молекул води.
<- 10 ->
Старіння осаду як під водою, так і привисушуванні на повітрі призводить до утворення різних гідратів. ГідроокисGa (OH) 3 може бути отримана при 20 C. Висушування при 80 дає Ga2O3 * 2H2O, при160
- 3Ga2O3 * 4H2O. Нагріванням до 400 отримуютькристалічний гідрат GaOOH зі структурою одного з гідратів окису алюмінію -діаспора (цей гідрат правильніше розглядати як метагалловую кислоту HGaO2).Він може бути виділений також нагріванням гідроокису галію в автоклаві при 150 -160 C. Повне зневоднення гідроокису галію відбувається при 550 C.
Гидроокись галіюамфотерна: розчиняється як у кислотах, так і в лугах. Кислотні властивостігідроокису галію виражені сильніше, ніж основні. Перша константа дисоціаціїїї як кислоти - 1,2 * 10-7, як підстави - 3,4 * 10-8. Це більш сильна кислота,ніж
гідроокис алюмінію. Тому розчини галлатовстійкіше розчинів
відповідних алюмінатів, що може бутивикористано при їх поділі.
Цікаво відзначити,що свежеосажденная гідроокис галію розчинна в аміаку; в цих розчинахгалій, очевидно, не утворює аміачних комплексів і знаходиться у форміаніона.
перекисногоСПОЛУКИ. При взаємодії хлориду галію з лугом в концентрованоїперекису водню при -20 C випадає білий осад перекисного сполукиGa (OH) 3 * 2Н2O2 * nН2O. При нагріванні до 2 - 4 C воно поступово розкладається зутворенням Ga (OH) 3 * Н2O2, а потім 2Ga (OH) 3 * Н2O2. Останнє підключеннястійко аж до 60 C.
5.2.Галлат
У лужних розчинахгалій є у вигляді гідроксогаллат-іонів. На відміну від алюмінатнихрозчинів галлат відрізняються більшою стійкістю навіть при малому вмістілуги. З галлатних розчинів лужних металів можуть бут...
