Gallium - Ga

Gallium

Dmitri Mendeleyev uitte in 1871 voor het eerst een vermoeden dat gallium bestond, vanwege openingen in zijn periodiek systeem der elementen. Gallium werd uiteindelijk ontdekt door middel van spectroscopie door de Franse scheikundige Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran in 1875. Later dat jaar slaagde Lecoq erin puur gallium te verkrijgen door de elektrolyse van een oplossing van gallium hydroxide (Ga(OH)₃) en kalium hydroxide (KOH). Kleine hoeveelheden gallium kunnen worden gevonden in diaspoor, sphaleriet, germaniet en bauxiet en in de bijproducten van koolverbranding.

Gallium smelt bij kamertemperatuur en heeft een van de grootste vloeistof ranges van alle metalen, daarom wordt het gebruikt in hoge-temperatuur thermometers. Gallium vormt legeringen met de meeste metalen en wordt gebruikt om laag-smeltende legeringen te maken. Gallium wordt ook gebruikt als doopmateriaal voor halfgeleiders en om vaste-toestand voorwerpen zoals transistoren en dioden te produceren. Gallium arsenide (GaAs) kan laser straling direct uit elektriciteit halen. Grote hoeveelheden gallium trichloride (GaCl₃) zijn samengevoegd om het Gallium Neutrino Observatory te bouwen, een observatorium dat in Italië ligt en waar men neutronen bestudeerd die in de zon worden geproduceerd tijdens het nucleaire kernfusie proces.

Gezondheidseffecten van Gallium

Gallium is een element dat in het lichaam aanwezig is, maar alleen in hele kleine hoeveelheden. Voorbeeld: In een persoon die 70 kilogram weegt is 0,7 milligram gallium aanwezig. Als deze hoeveelheid gallium in een kubus zou worden gecondenseerd, zou deze kubus niet groter zijn dan 0,49 millimeter in doorsnede. Gallium levert geen voordeel op voor de lichaamsfuncties en is waarschijnlijk alleen aanwezig doordat het in kleine hoeveelheden in het milieu voorkomt; in water en in het residu van groenten en fruit. Verschillende vitamines en commercieel geproduceerde waters bevatten kleine hoeveelheden gallium (minder dan 1 mg/L). Pure gallium is niet schadelijk voor mensen bij aanraking. Het wordt vaak gebruikt, soms zelfs alleen maar om het te zien smelten onder invloed van de warmte die een menselijke hand uitstoot. Maar het laat wel een vlek achter op de handen. Zelfs het radioactieve gallium isotoop gallium-67 citraat kan in het lichaam worden opgenomen en worden gebruikt voor scanning zonder schadelijke effecten. Hoewel het in kleine hoeveelheden niet schadelijk is, moet gallium niet in grote hoeveelheden worden ingenomen. Sommige galliumdeeltjes kunnen namelijk wel schadelijk zijn. Voorbeeld: acute blootstelling aan gallium (III) chloride kan keelontsteking, ademnood en pijn in de borst veroorzaken en de dampen kunnen zelfs zeer ernstige effecten zoals longoedeem en verlamming tot gevolg hebben.

Milieueffecten van Gallium

Een discussie over gallium die momenteel gaande is betreft nucleaire wapens en verontreiniging. Gallium wordt gebruikt om sommige bommen bij elkaar te houden. Wanneer de bommen uit elkaar vallen vormt zich plutonium oxide poeder uit de galliumresten in het plutonium. Het plutonium kan dan worden gebruikt als brandstof omdat gallium corrosief werkt op verschillende andere elementen. Als gallium wordt verwijderd wordt het plutonium weer bruikbaar. Het probleem is dat het gallium verwijderingproces milieu verontreinigingen veroorzaakt in water met radioactieve stoffen. Gallium is een ideaal element om bommen mee te maken, maar de verontreiniging heeft een verwoestend effect op de aarde en de gezondheid van alle levende wezens. Wanneer we de water verontreiniging proberen tegen te gaan, zou het proces van brandstofproductie uit plutonium veel te duur worden. Wetenschappers werken aan andere methoden om plutonium schoon te maken, maar deze hebben nog jaren nodig voordat ze bruikbaar zijn.