Gallium - Ga

Gallium (Ga) is een metaal met een laag smeltpunt dat belangrijk is voor elektronica en speciale legeringen. Deze gids beschrijft de eigenschappen, toepassingen, aandachtspunten bij blootstelling en beoordeling van galliumhoudende waterstromen.

Chemische eigenschappen · Toepassingen en voorkomen · Gezondheidseffecten · Milieueffecten · Water en behandeling

Chemische eigenschappen van gallium

Enkele eigenschappen van gallium
Symbool / atoomnummer	Ga / 31
Groep / periode / blok	13 / 4 / p
Standaardatoomgewicht	69.723(1)
Elektronenconfiguratie	[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
Veelvoorkomende oxidatietoestand	+3
Dichtheid (vast, nabij kamertemperatuur)	5,91 g cm⁻³
Smeltpunt	29,7646 °C
Kookpunt	2229 °C
Elektronegativiteit (Pauling)	1.81
Niet-gebonden atoomstraal	0,187 nm
Covalente straal	0,123 nm
Eerste ionisatie-energie	578,8 kJ mol⁻¹
Natuurlijk voorkomende isotopen	⁶⁹Ga en ⁷¹Ga
Ontdekking	Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, 1875
CAS-registratienummer	7440-55-3

Het atoomgewicht is gebaseerd op CIAAW; de cijfers tussen haakjes geven de onzekerheid in de laatste cijfers aan. De fysische eigenschappen zijn gebaseerd op de Royal Society of Chemistry. Atoomstralen hangen af van de gebruikte definitie.

Zilverkleurig galliummonster in een ondiepe houder — Galliummonster.

Toepassingen, voorkomen en geschiedenis

Gallium is een zacht, zilverkleurig metaal dat net boven de gebruikelijke kamertemperatuur smelt. Door zijn lage smeltpunt is het geschikt voor legeringen met een laag smeltpunt. Metallisch gallium moet worden onderscheiden van samengestelde halfgeleiders zoals galliumarsenide (GaAs) en galliumnitride (GaN), die andere eigenschappen hebben.

Halfgeleiders op basis van gallium worden gebruikt in geïntegreerde schakelingen, lichtgevende dioden, laserdiodes, fotodetectoren en zonnecellen. De eigenschappen van de verbinding, en niet die van zuiver metallisch gallium, maken deze toepassingen mogelijk.

Gallium komt in lage concentraties voor in verschillende mineralen en wordt als bijproduct gewonnen bij de verwerking van bauxiet en zinkhoudende materialen. Doordat het verspreid voorkomt, is de winning afhankelijk van het moedermateriaal en de verwerkingsmethode. Gegevens over productie en aanbod zijn beschikbaar bij de US Geological Survey.

Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran ontdekte gallium in 1875. De eigenschappen ervan hielpen Mendelejevs voorspelling bevestigen van een ontbrekend element onder aluminium in het periodiek systeem.

Gezondheidseffecten van gallium

Voor gallium is geen essentiële biologische functie bij de mens vastgesteld. Het metaal, oplosbare zouten, halfgeleiderverbindingen en radioactieve galliumpreparaten mogen niet worden beschouwd als stoffen met dezelfde gezondheidseffecten. Het risico hangt af van de chemische vorm, de dosis en de blootstellingsroute.

Galliumarsenide vormt een belangrijk arbeidsgerelateerd gezondheidsrisico. Ingeademde of ingeslikte deeltjes kunnen biologisch beschikbaar anorganisch arseen vrijgeven; NIOSH adviseert de blootstelling aan deze deeltjes te beheersen. Bij het snijden, slijpen of polijsten van halfgeleidermateriaal kan stof ontstaan, waarvoor passende technische beheersmaatregelen en werkprocedures nodig zijn.

Gallium-67-citraat wordt onder professioneel toezicht gebruikt in de diagnostische nucleaire geneeskunde. Dit betekent niet dat radioactief gallium onschadelijk is: de voorschrijfinformatie beschrijft voorzorgsmaatregelen tegen straling en mogelijke bijwerkingen, waaronder allergische reacties, huiduitslag en misselijkheid. Medisch gebruik verschilt van blootstelling in het milieu of op het werk.

Milieueffecten van gallium

Gallium komt van nature voor in minerale afzettingen. Mijnbouw, raffinage en verwerking van halfgeleiders kunnen galliumhoudende residuen en afvalstromen opleveren. Bij een milieubeoordeling moeten de aanwezige verbindingen, hun concentraties en de bijbehorende verontreinigende stoffen worden vastgesteld. Een stroom die galliumarsenide bevat, vereist ook een beoordeling van arseen.

De aanwezigheid van gallium alleen toont noch aan dat het milieu veilig is, noch dat er ecologische schade optreedt. Om het risico te beoordelen en passend afvalbeheer te kiezen, zijn locatiegebonden blootstellingsgegevens en gegevens over de samenstelling van het materiaal nodig.

Gallium in water en waterbehandeling

Bepaal bij een galliumhoudende processtroom eerst de galliumconcentratie, de pH, de opgeloste en zwevende fracties en de overige bestanddelen voordat een behandeling wordt gekozen. De behandeling van verontreinigd spoelwater en de terugwinning van gallium uit een geconcentreerde procesoplossing zijn verschillende doelen.

Laboratoriumonderzoek heeft aangetoond dat de hydrolyse en neerslagvorming van Ga(III) in sulfaatoplossingen pH-afhankelijk zijn. Gecontroleerde precipitatie gevolgd door scheiding van vaste stoffen is daarom een te onderzoeken behandelmethode, geen gegarandeerd verwijderingsproces. De werkelijke watersamenstelling, temperatuur en bedrijfsomstandigheden moeten met behandelbaarheidstests worden beoordeeld.

Wanneer arseenhoudende materialen worden verwerkt, moet arseen afzonderlijk worden gemeten en moeten de behandelingseisen ervan naast die voor gallium worden meegenomen. Meer informatie: arseen in water en verwijdering van zware metalen.

Gallium-pagina voor het laatst beoordeeld: 24 oktober 2026 door Lenntech.