Topienie galu. Zastosowanie galu. Rola biologiczna i cechy cyrkulacyjne galu

Gal(łac. Gal), Ga, pierwiastek chemiczny grupy III układu okresowego D.I. Mendelejewa, numer seryjny 31, masa atomowa 69,72; srebrzystobiały miękki metal. Składa się z dwóch stabilnych izotopów o liczbach masowych 69 (60,5%) i 71 (39,5%).

Istnienie galu („eka-aluminium”) i jego podstawowe właściwości przepowiedział w 1870 roku D.I. Mendelejew. Pierwiastek został odkryty metodą analizy spektralnej w pirenejskiej mieszance cynku i wyizolowany w 1875 roku przez francuskiego chemika PE Lecoq de Boisbaudran; nazwany na cześć Francji (łac. Gallia). Dokładna zbieżność właściwości galu z przewidywanymi była pierwszym triumfem układu okresowego.

Średnia zawartość galu w skorupie ziemskiej jest stosunkowo wysoka i wynosi 1,5·10 -3% masowych, co równa się zawartości ołowiu i molibdenu. Gal jest typowym pierwiastkiem śladowym. Jedyny minerał galu, galit CuGaS 2, jest bardzo rzadki. Geochemia galu jest ściśle powiązana z geochemią aluminium, co wynika z podobieństwa ich właściwości fizykochemicznych. Główna część galu w litosferze zawarta jest w minerałach glinu. Zawartość galu w boksytach i nefelinach waha się od 0,002 do 0,01%. Zwiększone stężenia galu obserwuje się także w sfalerytach (0,01-0,02%), w węglach kamiennych (wraz z germanem) oraz w niektórych rudach żelaza.

Właściwości fizyczne galu. Gal ma sieć ortorombową (pseudotetragonalną) o parametrach a = 4,5197 Å, b = 7,6601 Å, c = 4,5257 Å. Gęstość (g/cm3) stałego metalu wynosi 5,904 (20°C), ciekłego metalu 6,095 (29,8°C), co oznacza, że podczas krzepnięcia zwiększa się objętość galu; temperatura topnienia 29,8°C, temperatura wrzenia 2230°C. Charakterystyczną cechą galu jest duży zakres stanu ciekłego (2200°C) i niska prężność par w temperaturach do 1100-1200°C. Ciepło właściwe stałego galu wynosi 376,7 J/(kg K), czyli 0,09 cal/(g deg) w zakresie 0-24°C, ciekłego galu odpowiednio 410 J/(kg K ), czyli 0,098 cal/(g stopnia) w zakresie 29-100°C. Oporność elektryczna (om cm) stałego galu wynosi 53,4·10 -6 (0°C), cieczy 27,2·10 -6 (30°C). Lepkość (puaz = 0,1 n sec/m2): 1,612 (98°C), 0,578 (1100°C), napięcie powierzchniowe 0,735 n/m (735 dyn/cm) (30°C w atmosferze H2). Współczynniki odbicia dla długości fal 4360 Å i 5890 Å wynoszą odpowiednio 75,6% i 71,3%. Przekrój wychwytu neutronów termicznych wynosi 2,71 barów (2,7·10 -28 m2).

Właściwości chemiczne galu. Gal jest stabilny w powietrzu w zwykłych temperaturach. Powyżej 260°C obserwuje się powolne utlenianie w suchym tlenie (film tlenkowy chroni metal). Gal rozpuszcza się powoli w kwasach siarkowym i solnym, szybko w kwasie fluorowodorowym i jest stabilny na zimno w kwasie azotowym. Gal rozpuszcza się powoli w gorących roztworach alkalicznych. Chlor i brom reagują z galem na zimno, jod - po podgrzaniu. Stopiony gal w temperaturach powyżej 300°C oddziałuje ze wszystkimi metalami i stopami konstrukcyjnymi.

Najbardziej stabilne są trójwartościowe związki galu, które pod wieloma względami mają właściwości podobne do chemicznych związków glinu. Ponadto znane są związki jedno- i dwuwartościowe. Wyższy tlenek Ga 2 O 3 jest substancją białą, nierozpuszczalną w wodzie. Odpowiedni wodorotlenek wytrąca się z roztworów soli galu w postaci białego galaretowatego osadu. Ma wyraźny charakter amfoteryczny. Po rozpuszczeniu w zasadach powstają galusany (na przykład Na), po rozpuszczeniu w kwasach powstają sole galu: Ga 2 (SO 4) 3, GaCl 3 itp. Kwasowe właściwości wodorotlenku galu są bardziej wyraźne niż właściwości wodorotlenek glinu [zakres uwalniania Al (OH) 3 mieści się w zakresie pH = 10,6-4,1, a Ga(OH) 3 w zakresie pH = 9,7-3,4].

W przeciwieństwie do Al(OH) 3, wodorotlenek galu rozpuszcza się nie tylko w mocnych zasadach, ale także w roztworach amoniaku. Po zagotowaniu wodorotlenek galu ponownie wytrąca się z roztworu amoniaku.

Spośród soli galu najważniejsze to chlorek GaCl 3 (temperatura topnienia 78°C, temperatura wrzenia 200°C) i siarczan Ga 2 (SO 4) 3. Ten ostatni z siarczanami metali alkalicznych i amonem tworzy sole podwójne typu ałunu, na przykład (NH 4)Ga(SO 4) 2 12H 2 O. Gal tworzy żelazocyjanek Ga 4 3, który jest słabo rozpuszczalny w wodzie i rozcieńczony kwasy, które można wykorzystać do oddzielenia go od Al i szeregu innych pierwiastków.

Otrzymywanie galu. Głównym źródłem pozyskiwania galu jest produkcja aluminium. Podczas przetwarzania boksytu metodą Bayera gal jest zagęszczany w krążących ługach macierzystych po oddzieleniu Al(OH) 3 . Gal wyodrębnia się z takich roztworów metodą elektrolizy na katodzie rtęciowej. Z alkalicznego roztworu otrzymanego po potraktowaniu amalgamatu wodą wytrąca się Ga(OH) 3, który rozpuszcza się w alkaliach, a gal wyodrębnia się metodą elektrolizy.

W metodzie sodowo-wapniowej przetwarzania boksytu lub rudy nefelinowej gal jest skoncentrowany w ostatnich frakcjach osadu uwolnionego w procesie karbonizacji. W celu dodatkowego wzbogacenia osad wodorotlenku traktuje się mlekiem wapiennym. W tym przypadku większość Al pozostaje w osadzie, a gal przechodzi do roztworu, z którego poprzez przepuszczanie CO2 wyodrębnia się koncentrat galu (6-8% Ga 2 O 3); ten ostatni rozpuszcza się w zasadach, a gal oddziela się elektrolitycznie.

Źródłem galu może być również resztkowy stop anodowy z procesu rafinacji Al metodą elektrolizy trójwarstwowej. W produkcji cynku źródłami galu są sublimaty (tlenki Welza) powstałe podczas przetwarzania odpadów poflotacyjnych z ługowania żużla cynkowego.

Ciekły gal otrzymywany przez elektrolizę roztworu zasadowego, przemytego wodą i kwasami (HCl, HNO 3), zawiera 99,9-99,95% Ga. Czystszy metal otrzymuje się przez topienie próżniowe, topienie strefowe lub przez wyciąganie monokryształu ze stopu.

Zastosowanie galu. Najbardziej obiecujące zastosowanie galu występuje w postaci związków chemicznych, takich jak GaAs, GaP, GaSb, które mają właściwości półprzewodnikowe. Można je stosować w prostownikach i tranzystorach wysokotemperaturowych, ogniwach słonecznych i innych urządzeniach, w których można wykorzystać efekt fotoelektryczny w warstwie blokującej, a także w odbiornikach promieniowania podczerwonego. Galu można używać do produkcji zwierciadeł optycznych o wysokim współczynniku odbicia. Zamiast rtęci jako katodę lamp ultrafioletowych stosowanych w medycynie zaproponowano stop aluminium z galem. Proponuje się wykorzystanie ciekłego galu i jego stopów do produkcji termometrów wysokotemperaturowych (600-1300°C) i manometrów. Interesujące jest zastosowanie galu i jego stopów jako ciekłego chłodziwa w energetycznych reaktorach jądrowych (utrudnia to aktywne oddziaływanie galu w temperaturach roboczych z materiałami konstrukcyjnymi; eutektyczny stop Ga-Zn-Sn ma mniej korozyjne działanie niż czysty Gal).

Jeśli chodzi o pierwiastek o liczbie atomowej 31, większość czytelników pamięta jedynie, że jest to jeden z trzech pierwiastków przewidywanych i szczegółowo opisanych przez D.I. Mendelejewa i że gal jest metalem bardzo topliwym: ciepło dłoni wystarczy, aby zamienić go w ciecz.

Jednakże gal nie jest najbardziej topliwym z metali (nawet jeśli nie liczysz rtęci). Jego temperatura topnienia wynosi 29,75°C, a cez topi się w temperaturze 28,5°C; tylko cezu, jak każdego metalu alkalicznego, nie można wziąć w ręce, więc naturalnie łatwiej jest stopić gal w dłoni niż cez.

Celowo rozpoczęliśmy naszą opowieść o elemencie 31 od wspomnienia czegoś, co zna prawie każdy. Bo to „znane” wymaga wyjaśnienia. Wszyscy wiedzą, że gal został przepowiedziany przez Mendelejewa i odkryty przez Lecoqa de Boisbaudran, ale nie wszyscy wiedzą, jak doszło do tego odkrycia. Prawie wszyscy wiedzą, że gal jest topliwy, ale prawie nikt nie jest w stanie odpowiedzieć na pytanie, dlaczego jest topliwy.

Jak odkryto gal?

Francuski chemik Paul Emile Lecoq de Boisbaudran przeszedł do historii jako odkrywca trzech nowych pierwiastków: galu (1875), samaru (1879) i dysprozu (1886). Pierwsze z tych odkryć przyniosło mu sławę.

W tamtym czasie był mało znany poza Francją. Miał 38 lat i zajmował się głównie badaniami spektroskopowymi. Lecoq de Boisbaudran był dobrym spektroskopistą, co ostatecznie doprowadziło do sukcesu: odkrył wszystkie trzy swoje pierwiastki za pomocą analizy widmowej.

W 1875 roku Lecoq de Boisbaudran zbadał widmo blendy cynkowej przywiezionej z Pierrefitte (Pireneje). W tym widmie odkryto nową fioletową linię (długość fali 4170 Å). Nowa linia wskazywała na obecność nieznanego pierwiastka w minerale i, co naturalne, Lecoq de Boisbaudran dołożył wszelkich starań, aby wyizolować ten pierwiastek. Okazało się to trudne: zawartość nowego pierwiastka w rudzie wynosiła niecałe 0,1% i pod wieloma względami była podobna do cynku*. Po długich eksperymentach naukowcowi udało się uzyskać nowy pierwiastek, ale w bardzo małej ilości. Tak mały (poniżej 0,1 g), że Lecoq de Boisbaudrap nie był w stanie w pełni zbadać jego właściwości fizykochemicznych.

* Poniżej opisano sposób otrzymywania galu z mieszanki cynku.

Odkrycie galu – tak nowy pierwiastek nazwano na cześć Francji (Gallia to jego łacińska nazwa) – pojawiło się w sprawozdaniach Paryskiej Akademii Nauk.

Wiadomość tę przeczytał D.I. Mendelejewa i rozpoznał w galu eka-aluminium, co przepowiedział pięć lat wcześniej. Mendelejew natychmiast napisał do Paryża. „Metoda odkrywania i izolowania, a także kilka opisanych właściwości pozwalają nam wierzyć, że nowym metalem jest nic innego jak eka-aluminium” – czytamy w jego liście. Następnie powtórzył właściwości przewidziane dla tego pierwiastka. Co więcej, nie trzymając w rękach ziaren galu, nie widząc go osobiście, rosyjski chemik argumentował, że odkrywca pierwiastka się mylił, że gęstość nowego metalu nie może wynosić 4,7, jak pisał Lecoq de Boisbaudran: - musi być większa, około 5,9...6,0 g/cm 3!

Choć może się to wydawać dziwne, pierwszy z jego twierdzących, „umacniających” dowiedział się o istnieniu prawa okresowości dopiero z tego listu. Aby sprawdzić wyniki pierwszych eksperymentów, ponownie wyizolował i dokładnie oczyścił ziarna galu. Niektórzy historycy nauki uważają, że miało to na celu zhańbienie pewnego siebie rosyjskiego „przewidywacza”. Ale doświadczenie pokazało coś przeciwnego: odkrywca się mylił. Później napisał: „Nie ma chyba potrzeby podkreślać wyjątkowego znaczenia, jakie ma gęstość nowego pierwiastka dla potwierdzenia teoretycznych poglądów Mendelejewa”.

Pozostałe właściwości pierwiastka nr 31 przewidywane przez Mendelejewa pokrywały się niemal dokładnie z danymi eksperymentalnymi. „Przewidywania Mendelejewa spełniły się z niewielkimi odchyleniami: eka-aluminium zamieniło się w gal”. Tak Engels charakteryzuje to wydarzenie w „Dialektyce natury”.

Nie trzeba dodawać, że odkrycie pierwszego z pierwiastków przewidzianych przez Mendelejewa znacząco wzmocniło pozycję prawa okresowości.

Dlaczego gal jest topliwy?

Przewidując właściwości galu, Mendelejew uważał, że metal ten powinien być topliwy, ponieważ jego analogi w grupie - aluminium i ind - również nie są ogniotrwałe.

Jednak temperatura topnienia galu jest niezwykle niska, pięć razy niższa niż indu. Wyjaśnia to niezwykła struktura kryształów galu. Jego sieć krystaliczną tworzą nie pojedyncze atomy (jak w „normalnych” metalach), ale cząsteczki dwuatomowe. Cząsteczki Ga 2 są bardzo stabilne, zachowują się nawet po przejściu galu w stan ciekły. Jednak cząsteczki te są połączone ze sobą jedynie słabymi siłami van der Waalsa, a do zniszczenia ich wiązania potrzeba bardzo mało energii.

Niektóre inne właściwości pierwiastka nr 31 są związane z dwuatomowością cząsteczek. W stanie ciekłym gal jest gęstszy i cięższy niż w stanie stałym. Przewodność elektryczna ciekłego galu jest również większa niż galu stałego.

Zewnętrznie bardziej przypomina cynę: srebrzystobiały miękki metal, który nie utlenia się ani nie matowieje na powietrzu.

W większości właściwości chemicznych gal jest zbliżony do aluminium. Podobnie jak aluminium, atom galu ma trzy elektrony na swojej zewnętrznej orbicie. Podobnie jak aluminium, gal łatwo, nawet na zimno, reaguje z halogenami (z wyjątkiem jodu). Obydwa metale łatwo rozpuszczają się w kwasach siarkowym i solnym i oba reagują z zasadami, dając wodorotlenki amfoteryczne. Stałe dysocjacji reakcji

Ga(OH) 3 → Ga 3+ + 3OH –

H 3 GaO 3 → 3H + + GaO 3– 3

– ilości tego samego zamówienia.

Istnieją jednak różnice we właściwościach chemicznych galu i aluminium.

Gal ulega zauważalnemu utlenieniu suchym tlenem dopiero w temperaturach powyżej 260°C, a aluminium pozbawione ochronnej warstwy tlenkowej utlenia się tlenem bardzo szybko.

Wraz z wodorem gal tworzy wodorki podobne do wodorków boru. Aluminium może jedynie rozpuszczać wodór, ale nie może z nim reagować.

Gal jest również podobny do grafitu, kwarcu i wody.

Na graficie - ponieważ pozostawia szary ślad na papierze.

Dla kwarcu – anizotropia elektryczna i termiczna.

Wielkość oporu elektrycznego kryształów galu zależy od osi, wzdłuż której płynie prąd. Maksymalny stosunek do minimalnego wynosi 7, więcej niż w przypadku jakiegokolwiek innego metalu. To samo dotyczy współczynnika rozszerzalności cieplnej.

Jego wartości w kierunku trzech osi krystalograficznych (kryształy galu są rombowe) kształtują się w stosunku 31:16:11.

Gal jest podobny do wody pod tym względem, że gdy twardnieje, rozszerza się. Wzrost wolumenu jest zauważalny – 3,2%.

Już samo połączenie tych sprzecznych podobieństw mówi o wyjątkowej indywidualności elementu nr 31.

Dodatkowo posiada właściwości niespotykane w żadnym innym elemencie. Po stopieniu może pozostawać w stanie przechłodzonym przez wiele miesięcy w temperaturze poniżej swojej temperatury topnienia. Jest to jedyny metal, który w ogromnym zakresie temperatur od 30 do 2230°C pozostaje cieczą, a lotność jego par jest minimalna. Nawet w głębokiej próżni odparowuje zauważalnie dopiero w temperaturze 1000°C. Opary galu, w przeciwieństwie do metali stałych i ciekłych, są jednoatomowe. Przejście Ga 2 → 2Ga wymaga dużych ilości energii; To wyjaśnia trudność odparowania galu.

Duży zakres temperatur stanu ciekłego jest podstawą jednego z głównych zastosowań technicznych elementu nr 31.

Do czego służy gal?

Termometry galowe mogą zasadniczo mierzyć temperaturę w zakresie od 30 do 2230°C. Termometry galowe są teraz dostępne dla temperatur do 1200°C.

Element nr 31 służy do produkcji stopów niskotopliwych stosowanych w urządzeniach sygnalizacyjnych. Stop galu i indu topi się już w temperaturze 16°C. Jest to najbardziej topliwy ze wszystkich znanych stopów.

Jako pierwiastek grupy III, który zwiększa przewodnictwo „dziurowe” w półprzewodniku, gal (o czystości co najmniej 99,999%) jest stosowany jako dodatek do germanu i krzemu.

Związki międzymetaliczne galu z pierwiastkami grupy V - antymonem i arsenem - same mają właściwości półprzewodnikowe.

Dodatek galu do masy szklanej umożliwia otrzymanie szkieł o wysokim współczynniku załamania promieni świetlnych, a szkła na bazie Ga 2 O 3 dobrze przepuszczają promienie podczerwone.

Ciekły gal odbija 88% padającego na niego światła, gal stały odbija nieco mniej. Dlatego wykonują lustra galowe, które są bardzo łatwe w produkcji - powłokę galową można nakładać nawet pędzlem.

Czasami wykorzystuje się zdolność galu do dobrego zwilżania powierzchni stałych, zastępując rtęć w dyfuzyjnych pompach próżniowych. Takie pompy „utrzymują” próżnię lepiej niż pompy rtęciowe.

Podejmowano próby wykorzystania galu w reaktorach jądrowych, lecz wyniki tych prób trudno uznać za udane. Gal nie tylko dość aktywnie wychwytuje neutrony (przekrój poprzeczny wychwytu 2,71 bara), ale także reaguje w podwyższonych temperaturach z większością metali.

Gal nie stał się materiałem atomowym. To prawda, że jego sztuczny radioaktywny izotop 72 Ga (o okresie półtrwania wynoszącym 14,2 godziny) służy do diagnozowania raka kości. Chlorek i azotan galu-72 są adsorbowane przez guz, a wykrywając charakterystykę promieniowania tego izotopu, lekarze niemal dokładnie określają wielkość obcych formacji.

Jak widać, praktyczne możliwości elementu nr 31 są dość szerokie. Nie udało się dotychczas ich w pełni wykorzystać ze względu na trudność uzyskania galu – pierwiastka dość rzadkiego (1,5–10–3% masy skorupy ziemskiej) i bardzo rozproszonego. Znanych jest niewiele rodzimych minerałów galu. Jego pierwszy i najsłynniejszy minerał, galit CuGaS 2, został odkryty dopiero w 1956 roku. Później odkryto dwa kolejne minerały, już bardzo rzadkie.

Zazwyczaj gal występuje w cynku, aluminium, rudach żelaza, a także w węglu – jako drobne zanieczyszczenie. I co jest charakterystyczne: im większe jest to zanieczyszczenie, tym trudniej je wydobyć, ponieważ galu jest więcej w rudach metali (aluminium, cynk), które są do niego podobne pod względem właściwości. Większość ziemskiego galu zawarta jest w minerałach glinu.

Wydobywanie galu to kosztowna „przyjemność”. Dlatego pierwiastek nr 31 jest używany w mniejszych ilościach niż którykolwiek z jego sąsiadów w układzie okresowym.

Jest oczywiście możliwe, że nauka w najbliższej przyszłości odkryje w galu coś, co uczyni go absolutnie niezbędnym i niezastąpionym, jak to miało miejsce w przypadku innego pierwiastka przewidywanego przez Mendelejewa – germanu. Jeszcze 30 lat temu używano go jeszcze mniej niż galu i wtedy rozpoczęła się „era półprzewodników”…

Znalezienie wzorców

Właściwości galu przewidział D.I. Mendelejew pięć lat przed odkryciem tego pierwiastka. Genialny rosyjski chemik oparł swoje przewidywania na wzorach zmian właściwości w grupach układu okresowego. Jednak dla Lecoqa de Boisbaudrana odkrycie galu nie było szczęśliwym przypadkiem. Utalentowany spektroskopista już w 1863 roku odkrył prawidłowości w zmianach widm pierwiastków o podobnych właściwościach. Porównując widma indu i aluminium doszedł do wniosku, że pierwiastki te mogą mieć „brata”, którego linie wypełniłyby lukę w krótkofalowej części widma. To właśnie tej brakującej linii szukał i znalazł w widmie blendy cynkowej firmy Pierrefit.

Dla porównania przedstawiamy tabelę głównych właściwości przewidywanych przez D.I. Mendelejew eka-glin i gal odkrył Lecoq de Boisbaudran.

Ekaaluminium	Gal
Masa atomowa około 68	Masa atomowa 69,72
Musi być niskotopliwy	Temperatura topnienia 29,75°C
Ciężar właściwy bliski 6,0	Ciężar właściwy 5,9 (ciało stałe) i 6,095 (ciecz)
Objętość atomowa 11,5	Objętość atomowa 11,8
Nie powinien utleniać się na powietrzu	Lekko utlenia się tylko przy ogniu spirytusowo-czerwonym
W wysokich temperaturach powinien rozkładać wodę	W wysokich temperaturach rozkłada wodę
Formuły złożone: EaCl 3 Ea 2 O 3, Ea 2 (SO 4) 3	Formuły złożone: GaCl 3, Ga 3 O 3, Ga 2 (SO 4) 3
Powinien tworzyć ałun Ea 2 (SO 4) 3 Me 2 SO 4 24H 2 O, ale trudniejszy niż aluminium	Tworzy ałun o składzie (NH 4) Ga(SO 4) 2 12H 2 O
Tlenek Ea 2 O 3 powinien łatwo ulegać redukcji i dać metal bardziej lotny niż Al, dlatego możemy spodziewać się, że ekaglin zostanie odkryty metodą analizy spektralnej	Gal można łatwo zredukować z tlenku poprzez kalcynację w strumieniu wodoru, co odkryto za pomocą analizy spektralnej

Gra słów?

Niektórzy historycy nauki upatrują w nazwie pierwiastka nr 31 nie tylko patriotyzmu, ale także nieskromności jego odkrywcy. Powszechnie przyjmuje się, że słowo „gal” pochodzi od łacińskiego Gallia (Francja). Ale jeśli chcesz, w tym samym słowie możesz zobaczyć podpowiedź słowa „kogut”! Po łacinie „kogut” to gallus, a po francusku – le coq. Lecoqa de Boisbaudran?

W zależności od wieku

W minerałach gal często towarzyszy aluminium. Co ciekawe, stosunek tych pierwiastków w minerale zależy od czasu powstania minerału. W skaleniach na każde 120 tysięcy atomów glinu przypada jeden atom galu. W nefelinach, które powstały znacznie później, stosunek ten wynosi już 1:6000, a w jeszcze „młodszym” skamieniałym drewnie zaledwie 1:13.

Pierwszy patent

Pierwszy patent na zastosowanie galu uzyskano 60 lat temu. Chcieli zastosować element nr 31 w lampach łukowych.

Tłumi siarkę, broni się siarką

Zachodzi interesująca interakcja pomiędzy galem i kwasem siarkowym. Towarzyszy temu wydzielanie siarki elementarnej. W tym przypadku siarka otacza powierzchnię metalu i zapobiega jego dalszemu rozpuszczaniu. Jeśli umyjesz metal gorącą wodą, reakcja zostanie wznowiona i będzie kontynuowana, aż na galu wyrośnie nowa „skórka” siarki.

Zły wpływ

Ciekły gal reaguje z większością metali, tworząc stopy i związki międzymetaliczne o raczej niskich właściwościach mechanicznych. Dlatego kontakt z galem powoduje utratę wytrzymałości wielu materiałów konstrukcyjnych. Beryl jest najbardziej odporny na gal: w temperaturach do 1000°C skutecznie przeciwstawia się agresywności pierwiastka nr 31.

I tlenek też!

Drobne dodatki tlenku galu znacząco wpływają na właściwości tlenków wielu metali. Zatem domieszka Ga 2 O 3 do tlenku cynku znacznie zmniejsza jego zdolność spiekania. Ale rozpuszczalność cynku w takim tlenku jest znacznie większa niż w czystym cynku. Natomiast przewodność elektryczna dwutlenku tytanu gwałtownie spada po dodaniu Ga 2 O 3.

Jak zdobyć gal

Na świecie nie odkryto żadnych przemysłowych złóż rud galu. Dlatego gal należy ekstrahować z rud cynku i aluminium, które są w niego bardzo ubogie. Ponieważ skład rud i zawartość galu w nich nie są takie same, metody otrzymywania pierwiastka nr 31 są dość zróżnicowane. Jako przykład opowiemy, w jaki sposób gal jest ekstrahowany z blendy cynku – minerału, w którym po raz pierwszy odkryto ten pierwiastek.

W pierwszej kolejności wypala się mieszankę cynkową ZnS, a powstałe tlenki ługuje się kwasem siarkowym. Wraz z wieloma innymi metalami gal przechodzi do roztworu. W tym roztworze dominuje siarczan cynku - główny produkt, który należy oczyścić z zanieczyszczeń, w tym galu. Pierwszym etapem oczyszczania jest wytrącanie tzw. osadu żelaznego. Wraz ze stopniową neutralizacją kwaśnego roztworu osad ten wytrąca się. Zawiera około 10% aluminium, 15% żelaza i (co jest dla nas teraz najważniejsze) 0,05...0,1% galu. Aby wyekstrahować gal, osad ługuje się kwasem lub wodorotlenkiem sodu – wodorotlenek galu jest amfoteryczny. Metoda alkaliczna jest wygodniejsza, ponieważ w tym przypadku sprzęt może być wykonany z tańszych materiałów.

Pod wpływem zasad związki glinu i galu ulegają rozpuszczeniu. Po dokładnym zneutralizowaniu tego roztworu wytrąca się wodorotlenek galu. Ale część aluminium również wytrąca się. Dlatego osad ponownie rozpuszcza się, tym razem w kwasie solnym. Rezultatem jest roztwór chlorku galu, zanieczyszczony głównie chlorkiem glinu. Substancje te można oddzielić poprzez ekstrakcję. Dodaje się eter i w przeciwieństwie do AlCl3, GaCl3 prawie całkowicie przechodzi do rozpuszczalnika organicznego. Warstwy rozdziela się, eter oddestylowuje się, a powstały chlorek galu ponownie traktuje się stężoną sodą kaustyczną w celu wytrącenia i oddzielenia zanieczyszczeń żelaznych od galu. Z tego alkalicznego roztworu otrzymuje się metaliczny gal. Otrzymywany przez elektrolizę przy napięciu 5,5 V. Gal osadza się na miedzianej katodzie.

Gal i zęby

Gal był długo uważany za toksyczny. Dopiero w ostatnich dziesięcioleciach to błędne przekonanie zostało obalone. Niskotopliwy gal zainteresował dentystów. Już w 1930 roku po raz pierwszy zaproponowano zastąpienie galu rtęcią w kompozycjach do wypełnień dentystycznych. Dalsze badania zarówno w kraju, jak i za granicą potwierdziły perspektywy takiej wymiany. W stomatologii stosowane są już wypełnienia metalowe niezawierające rtęci (rtęć zastąpiona galem).

Gal

GAL-I; M.[z łac. Gallia - Francja] Pierwiastek chemiczny (Ga), miękki, topliwy, srebrzystobiały metal (stosowany do produkcji półprzewodników).

Gal

(łac. Gal), pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego. Nazwa Gallia to łacińska nazwa Francji. Srebrno-biały topliwy ( T pl 29,77°C) metal; gęstość (g/cm 3) metalu stałego 5,904, cieczy 6,095; T kip 2205°C. Odporny chemicznie na powietrzu. Rozpowszechniony w przyrodzie, spotykany razem z Al. Wykorzystuje się je głównie (97%) w produkcji materiałów półprzewodnikowych (GaAs, GaSb, GaP, GaN).

GAL

GAL (łac. gal, od Gallia - łacińska nazwa Francji), Ga (czytaj „gal”), pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 31 i masie atomowej 69,723.
Naturalny gal składa się z dwóch izotopów 69 Ga (61,2% masowych) i 71 Ga (38,8%). Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej 4 S 2 P 1. Stan utlenienia +3, +1 (wartościowość I, III).
Znajduje się w grupie IIIA układu okresowego pierwiastków, w IV okresie.
Promień atomu wynosi 0,1245 nm, promień jonu Ga 3+ wynosi 0,062 nm. Kolejne energie jonizacji wynoszą 5,998, 20,514, 30,71, 64,2 i 89,8 eV. Elektroujemność według Paulinga (cm. PAULING Linus) 1,6.
Historia odkrycia
Po raz pierwszy istnienie tego pierwiastka przewidział D. I. Mendelejew (cm. MENDELEEV Dmitrij Iwanowicz) w 1871 r. na podstawie odkrytego przez siebie prawa okresowości. Nazwał to ekaaluminium. W 1875 PE Lecoq de Boisbaudran (cm. LECOQ DE BOISBAUDRAN (Paul Emile) izolowany gal z rud cynku.
De Boisbaudran określił gęstość galu na 4,7 g/cm3, co nie odpowiadało przewidywanej przez D.I. Mendelejewa wartości 5,9 g/cm3. Wyrafinowana wartość gęstości galu (5,904 g/cm3) zbiegła się z przewidywaniami Mendelejewa.
Będąc w naturze
Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 1,8·10–3% masowych. Gal jest pierwiastkiem śladowym. Występuje w przyrodzie w postaci bardzo rzadkich minerałów: zengeitu Ga(OH) 3, gallitu CuGaS 2 i innych. Jest satelitą z aluminium (cm. ALUMINIUM), cynk (cm. CYNK (pierwiastek chemiczny)), Niemcy (cm. GERMAN), gruczoł (cm.ŻELAZO); występuje w sfalerytach (cm. sfaleryt), nefelina (cm. NEFELINA), natrolit, boksyt, (cm. BOXITE) germanit, w węglach i rudach żelaza niektórych złóż.
Paragon
Głównym źródłem galu są roztwory glinianów otrzymywane podczas przetwarzania tlenku glinu. Po usunięciu większości Al i ponownym zatężeniu tworzy się zasadowy roztwór zawierający Ga i Al. Gal wyodrębnia się poprzez elektrolizę tego roztworu.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Gal jest niskotopliwym, jasnoszarym metalem o niebieskawym odcieniu. Stopiony Ga może występować w stanie ciekłym w temperaturze poniżej temperatury topnienia (29,75°C). Temperatura wrzenia wynosi 2200°C, co tłumaczy się faktem, że w ciekłym galu występuje gęste upakowanie atomów o liczbie koordynacyjnej 12. Aby go zniszczyć, trzeba wydać dużo energii.
Sieć krystaliczną stabilnej modyfikacji a tworzą dwuatomowe cząsteczki Ga 2 połączone siłami van der Waalsa (cm. INTERAKCJA MIĘDZYCZĄSTECZKOWA), długość wiązania 0,244 nm.
Standardowy potencjał elektrody pary Ga 3+ /Ga wynosi –0,53 V, Ga należy do szeregu elektrochemicznego przed wodorem (cm. WODÓR).
Właściwości chemiczne galu są podobne do aluminium.
W powietrzu Ga pokrywa się warstwą tlenku, która chroni go przed dalszym utlenianiem. Z arsenem (cm. ARSEN), fosfor (cm. FOSFOR), antymon (cm. ANTYMON) tworzy z siarką arsenek, fosforek i antymonek galu (cm. SIARKA), selen (cm. SELEN), tellur (cm. TELLUR)- chalkogenki. Po podgrzaniu Ga reaguje z tlenem (cm. TLEN). Z chlorem (cm. CHLOR) i brom (cm. BROM) gal reaguje w temperaturze pokojowej z jodem (cm. IOD)- po podgrzaniu. Halogenki galu tworzą dimery Ge 2 X 6.
Gal tworzy wodorki polimerów:
4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.
Stabilność jonów maleje w szeregu BH 4 – – AlH 4 – – GaH 4 –. Jon BH 4 jest stabilny w roztworze wodnym, AlH 4 i GaH 4 szybko ulegają hydrolizie:
GaH 4 – + 4H 2 O = Ga(OH) 3 + OH – + 4H 2
Po podgrzaniu pod ciśnieniem Ga reaguje z wodą:
2Ga + 4H 2O = 2GaOOH + 3H 2
Ga reaguje powoli z kwasami mineralnymi, wydzielając wodór:
2Ga + 6HCl = 2GaCl3 + 3H2
Gal rozpuszcza się w zasadach, tworząc hydroksygalany:
2Ga + 6H 2O + 2NaOH = 2Na + 3H 2
Tlenek i wodorotlenek galu wykazują właściwości amfoteryczne, chociaż ich podstawowe właściwości są ulepszone w porównaniu do Al:
Ga 2 O 3 + 6HCl = 2GaCl 2,
Ga2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na
Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaGaO 2 + CO 2
Podczas alkalizowania roztworu dowolnej soli galu uwalnia się wodorotlenek galu o zmiennym składzie Ge 2 O 3 X H2O:
Ga(NO 3) 2 + 3NaOH = Ga(OH) 3 Ї + 3NaNO 3
Kiedy Ga(OH) 3 i Ga 2 O 3 rozpuszczają się w kwasach, powstają wodne kompleksy 3+, dlatego sole galu izoluje się z roztworów wodnych w postaci krystalicznych hydratów, na przykład chlorek galu GaCl 3 6H 2 O, gal ałun potasowy KGa(SO 4) 2 12H 2 O. Wodne kompleksy galu w roztworach są bezbarwne.
Aplikacja
Około 97% galu produkowanego przemysłowo wykorzystuje się do produkcji związków o właściwościach półprzewodnikowych, na przykład arsenku galu GaAs. Gal metaliczny stosowany jest w elektronice radiowej do „lutowania na zimno” części ceramicznych i metalowych, do domieszkowania Ge i Si oraz do produkcji zwierciadeł optycznych. Ga może zastąpić Hg w prostownikach prądu elektrycznego. W obwodach radiacyjnych reaktorów stosuje się eutektyczny stop galu i indu.
Cechy leczenia
Gal jest pierwiastkiem mało toksycznym. Ze względu na niską temperaturę topnienia wlewki Ga zaleca się przewozić w workach polietylenowych, które są słabo zwilżone ciekłym galem.

słownik encyklopedyczny. 2009 .

Synonimy:

Zobacz, co oznacza „gal” w innych słownikach:

Metal, proste ciało, którego istnienie przewidział Mendelejew i które odkrył Lecoq de Boubaudran. Słownik słów obcych zawartych w języku rosyjskim. Chudinov A.N., 1910. GAL jest nierozkładalnym minerałem o niebiesko-białej barwie; solidny,… … Słownik obcych słów języka rosyjskiego

- (Gal), Ga, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 31, masa atomowa 69,72; metal. Gal został odkryty przez francuskiego chemika P. Lecoqa de Boisbaudran w 1875 roku... Nowoczesna encyklopedia

Ga (łac. gal * a. gal; n. gal; f. gal; i. galio), substancja chemiczna. pierwiastek okresowy grupy III. System Mendelejewa, godz. N. 31, o godz. m. 69,73. Składa się z dwóch stabilnych izotopów 69Ga (61,2%) i 71Ga (38,8%). Przewidziane w 1870 roku przez D.I.... ... Encyklopedia geologiczna

gal- Ja, m. gal m. z łac. nazw Francji, gdzie został odkryty w 1875 roku przez chemika Lecoqa de Boisbaudran. ES. Pierwiastek chemiczny, miękki, topliwy, srebrzystobiały metal; stosowana zamiast rtęci do produkcji manometrów i manometrów wysokotemperaturowych... ... Historyczny słownik galicyzmów języka rosyjskiego

Gal- (Gal), Ga, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 31, masa atomowa 69,72; metal. Gal odkrył francuski chemik P. Lecoq de Boisbaudran w 1875 roku. ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

GAL- chemia pierwiastek, symbol Ga (łac. gal), at. N. 31, o godz. m. 69,72; srebrzystobiały metal; gęstość 5904 kg/m3, temperatura topnienia = 29,8°C, temperatura wrzenia = 2230°C. Gal jako ciecz występuje w bardzo szerokim zakresie temperatur, dlatego wykorzystuje się go w... ... Słownik synonimów Wielkiej Encyklopedii Politechnicznej

- (chemiczny). Właściwości tego ciała elementarnego, Ga = 69, 86, przewidział (D. I. Mendelejew) okresowy układ pierwiastków, takich jak ekoaluminium, w 1871 r. W 1875 r. Lecoq de Boisbaudran odkrył G. w mieszance cynku z Pierrefitte ( w Pirenejach) przy pomocy ... ... Encyklopedia Brockhausa i Efrona

gal- Pierwiastek Ga Grupy III Okresowy. systemy, godz. N. 31, o godz. m. 69,72; srebrno-biały metal lekki. Składa się z dwóch stabilnych izotopów o liczbach masowych 69 (60,5%) i 71 (39,5%). Istnienie Ga („eka-aluminium”) i zasadowe. jego święty... ... Przewodnik tłumacza technicznego

Średnia zawartość galu w skorupie ziemskiej wynosi 19 g/t. Gal jest typowym pierwiastkiem śladowym o podwójnym charakterze geochemicznym. Ze względu na podobieństwo swoich krystalicznych właściwości chemicznych do głównych pierwiastków skałotwórczych (Al, Fe itp.) oraz szeroką możliwość izomorfizmu z nimi, gal nie tworzy dużych akumulacji, pomimo znacznej liczby Clarke'a. Wyróżnia się następujące minerały o dużej zawartości galu: sfaleryt (0 – 0,1%), magnetyt (0 – 0,003%), kasyteryt (0 – 0,005%), granat (0 – 0,003%), beryl (0 – 0,003%) , turmalin (0 - 0,01%), spodumen (0,001 - 0,07%), flogopit (0,001 - 0,005%), biotyt (0 - 0,1%), muskowit (0 - 0,01%), serycyt ( 0 - 0,005%), lepidolit (0,001 – 0,03%), chloryt (0 – 0,001%), skalenie (0 – 0,01%), nefelin (0 – 0,1%), hekmanit (0,01 – 0,07%), natrolit (0 – 0,1%). Stężenie galu w wodzie morskiej wynosi 3,10–5 mg/l.

Miejsce urodzenia

Złoża galu znane są w Afryce Południowo-Zachodniej i krajach WNP

Otrzymywanie galu

W przypadku galu znany jest rzadki mineralny galit CuGaS2 (mieszanina miedzi i siarczku galu). Jego ślady stale spotyka się w sfalerycie, chalkopirycie i germanicie. Znacznie większe ilości (do 1,5%) stwierdzono w popiele niektórych węgli. Jednakże głównym źródłem galu są roztwory powstałe w wyniku produkcji tlenku glinu podczas przetwarzania boksytu (zwykle zawierającego drobne zanieczyszczenia (do 0,1%)) i nefelinu. Gal można również otrzymać w procesie przetwarzania rud polimetalicznych i węgla. Pozyskuje się go w procesie elektrolizy cieczy alkalicznych, które są produktem pośrednim przetwarzania naturalnego boksytu na techniczny tlenek glinu. Stężenie galu w zasadowym roztworze glinianu po rozkładzie w procesie Bayera: 100-150 mg/l, metodą spiekania: 50-65 mg/l. Tymi metodami gal oddziela się od większości glinu poprzez karbonizację, koncentrując się w ostatniej frakcji osadu. Następnie wzbogacony osad traktuje się wapnem, gal przechodzi do roztworu, skąd w wyniku elektrolizy uwalnia się surowy metal. Zanieczyszczony gal przemywa się wodą, następnie filtruje przez porowate płytki i ogrzewa w próżni w celu usunięcia lotnych zanieczyszczeń. Aby otrzymać gal o wysokiej czystości, stosuje się metody chemiczne (reakcje pomiędzy solami), elektrochemiczne (elektroliza roztworów) i fizyczne (rozkład). W bardzo czystej postaci (99,999%) otrzymano go w procesie rafinacji elektrolitycznej, a także redukcji starannie oczyszczonego GaCl3 wodorem.

Właściwości fizyczne

Gal krystaliczny ma kilka modyfikacji polimorficznych, ale tylko jedna (I) jest stabilna termodynamicznie, ma sieć ortorombową (pseudotetragonalną) o parametrach a = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 Å. Inne modyfikacje galu (β, γ, δ, ε) krystalizują z przechłodzonego rozproszonego metalu i są niestabilne. Pod podwyższonym ciśnieniem zaobserwowano dwie kolejne struktury polimorficzne galu II i III, posiadające odpowiednio sieć sześcienną i tetragonalną.

Gęstość galu w stanie stałym w temperaturze 20°C wynosi 5,904 g/cm3, ciekły gal (temperatura topnienia = 29,8°C) ma gęstość 6,095 g/cm3, czyli po zestaleniu objętość galu wzrasta. Gal wrze w temperaturze 2230°C. Jedną z cech galu jest szeroki zakres temperatur występowania stanu ciekłego (od 30 do 2230°C), przy jednoczesnej niskiej prężności par w temperaturach do 1100-1200°C. Ciepło właściwe stałego galu w zakresie temperatur T=0-24°C wynosi 376,7 J/kg K (0,09 cal/g st.), w stanie ciekłym w temperaturze T=29-100°C - 410 J/kg K (0,098 cal/g stopnia).

Oporność elektryczna w stanie stałym i ciekłym wynosi odpowiednio 53,4·10−6 om·cm (w T=0 °C) i 27,2·10−6 om·cm (w T=30 °C). Lepkość ciekłego galu w różnych temperaturach wynosi 1,612 puazów w T=98°C i 0,578 puazów w T=1100°C. Napięcie powierzchniowe mierzone w temperaturze 30 °C w atmosferze wodoru wynosi 0,735 n/m. Współczynniki odbicia dla długości fali 4360 Å i 5890 Å wynoszą odpowiednio 75,6% i 71,3%.

Naturalny gal składa się z dwóch izotopów 69Ga (61,2%) i 71Ga (38,8%). Przekrój wychwytu neutronów termicznych wynosi dla nich odpowiednio 2,1·10−28 m² i 5,1·10−28 m².

Zastosowania galu

Arsenek galu GaAs jest obiecującym materiałem do zastosowań w elektronice półprzewodnikowej.
Azotek galu wykorzystywany jest do wytwarzania laserów półprzewodnikowych i diod LED w zakresie niebieskim i ultrafioletowym. Azotek galu ma doskonałe właściwości chemiczne i mechaniczne, typowe dla wszystkich związków azotkowych.
Izotop galu-71 jest najważniejszym materiałem do wykrywania neutrin i w związku z tym technologia stoi przed bardzo pilnym zadaniem wyizolowania tego izotopu z naturalnej mieszaniny w celu zwiększenia czułości detektorów neutrin. Ponieważ zawartość 71Ga w naturalnej mieszaninie izotopów wynosi około 39,9%, wyizolowanie czystego izotopu i zastosowanie go jako detektora neutrin może zwiększyć czułość detekcji 2,5-krotnie.

Gal jest drogi, w 2005 roku na rynku światowym tona galu kosztowała 1,2 mln dolarów, a ze względu na wysoką cenę i jednocześnie duże zapotrzebowanie na ten metal bardzo ważne jest ustalenie jego całkowitego wydobycia w produkcja aluminium i przetwarzanie węgla na paliwo ciekłe.

Gal ma wiele stopów, które w temperaturze pokojowej są ciekłe, a jeden z jego stopów ma temperaturę topnienia 3 °C (eutektyka In-Ga-Sn), ale z drugiej strony gal (w mniejszym stopniu stopy) jest bardzo agresywny dla większości materiałów konstrukcyjnych (pękanie i erozja stopów w wysokich temperaturach). Na przykład w odniesieniu do aluminium i jego stopów gal jest silnym reduktorem wytrzymałości (patrz spadek wytrzymałości poprzez adsorpcję, efekt Rehbindera). Tę właściwość galu najwyraźniej wykazali i szczegółowo zbadali P. A. Rebinder i E. D. Shchukin podczas kontaktu aluminium z galem lub jego stopami eutektycznymi (kruchość ciekłego metalu). Ponadto zwilżenie aluminium warstwą ciekłego galu powoduje jego szybkie utlenianie, podobne do tego, co dzieje się w przypadku aluminium zmieszanego z rtęcią. Gal rozpuszcza w temperaturze topnienia około 1% aluminium, które dociera do zewnętrznej powierzchni folii, gdzie jest natychmiast utleniane przez powietrze. Warstwa tlenku na powierzchni cieczy jest niestabilna i nie chroni przed dalszym utlenianiem. W rezultacie ciekły stop galu nie jest stosowany jako interfejs termiczny pomiędzy elementem wytwarzającym ciepło (na przykład centralnym procesorem komputera) a aluminiowym radiatorem.

Jako chłodziwo gal jest nieskuteczny i często po prostu nie do przyjęcia.
Gal jest doskonałym środkiem smarnym. Bardzo ważne z praktycznego punktu widzenia kleje do metali stworzono na bazie galu i niklu, galu i skandu.
Galu metalicznego używa się również do wypełniania termometrów kwarcowych (zamiast rtęci) do pomiaru wysokich temperatur. Wynika to z faktu, że gal ma znacznie wyższą temperaturę wrzenia w porównaniu do rtęci.
Tlenek galu wchodzi w skład szeregu strategicznie ważnych materiałów laserowych z grupy granatów - GSGG, YAG, ISGG itp.

Rola biologiczna i cechy cyrkulacyjne galu

Nie pełni roli biologicznej.

Kontakt skóry z galem powoduje, że pozostają na niej bardzo małe, rozproszone cząsteczki metalu. Na zewnątrz wygląda jak szara plama.
Obraz kliniczny ostrego zatrucia: krótkotrwałe podniecenie, następnie letarg, zaburzenia koordynacji ruchów, adynamia, arefleksja, spowolnienie oddechu, zaburzenie jego rytmu. Na tym tle obserwuje się paraliż kończyn dolnych, po którym następuje śpiączka i śmierć. Narażenie inhalacyjne na aerozol zawierający gal w stężeniu 50 mg/m3 powoduje uszkodzenie nerek u ludzi, podobnie jak dożylne podanie 10-25 mg/kg soli galu. Obserwuje się białkomocz, azotemię i upośledzony klirens mocznika.
Ze względu na niską temperaturę topnienia wlewki galu zaleca się przewozić w workach polietylenowych, które są słabo zwilżone ciekłym galem.

Sieć krystaliczna prostej substancji Struktura kratowa

ortorombowy

Parametry sieci Temperatura Debye'a Inne cechy Przewodność cieplna

(300 K) 28,1 W/(mK)

Odkrycie galu, a następnie odkrycia germanu i skandu wzmocniły pozycję prawa okresowości, wyraźnie pokazując jego potencjał predykcyjny. Mendelejew nazwał Lecoqa de Boisbaudran jednym z „wzmacniaczy prawa okresowości”.

pochodzenie imienia

Paul Emile Lecoq de Boisbaudran nazwał ten żywioł na cześć swojej ojczyzny Francji, od jej łacińskiej nazwy – Galia ( Galia).

Istnieje nieudokumentowana legenda, że w nazwie pierwiastka jego odkrywca w sposób dorozumiany uwiecznił swoje nazwisko ( Lecoq). Łacińska nazwa pierwiastka ( Gal) spółgłoska galus- „kogut” (łac.). Warto zauważyć, że jest to kogut le coq(francuski) jest symbolem Francji.

Będąc w naturze

Miejsce urodzenia

Złoża galu znane są w Afryce Południowo-Zachodniej, Rosji i krajach WNP.

Paragon

W przypadku galu znany jest rzadki mineralny galit CuGaS 2 (mieszanina miedzi i siarczku galu). Jego ślady stale spotyka się w sfalerycie, chalkopirycie i germanicie. Znacznie większe ilości (do 1,5%) stwierdzono w popiele niektórych węgli. Jednakże głównym źródłem galu są roztwory powstałe w wyniku produkcji tlenku glinu podczas przetwarzania boksytu (zwykle zawierającego drobne zanieczyszczenia (do 0,1%)) i nefelinu. Gal można również otrzymać w procesie przetwarzania rud polimetalicznych i węgla. Pozyskuje się go w procesie elektrolizy cieczy alkalicznych, które są produktem pośrednim przetwarzania naturalnego boksytu na techniczny tlenek glinu. Stężenie galu w alkalicznym roztworze glinianu po rozkładzie w procesie Bayera: 100-150 mg/l, metodą spiekania: 50-65 mg/l. Tymi metodami gal oddziela się od większości glinu poprzez karbonizację, koncentrując się w ostatniej frakcji osadu. Następnie wzbogacony osad traktuje się wapnem, gal przechodzi do roztworu, skąd w wyniku elektrolizy uwalnia się surowy metal. Zanieczyszczony gal przemywa się wodą, następnie filtruje przez porowate płytki i ogrzewa w próżni w celu usunięcia lotnych zanieczyszczeń. Aby otrzymać gal o wysokiej czystości, stosuje się metody chemiczne (reakcje pomiędzy solami), elektrochemiczne (elektroliza roztworów) i fizyczne (rozkład). W bardzo czystej postaci (99,999%) otrzymano go w procesie rafinacji elektrolitycznej, a także redukcji starannie oczyszczonego GaCl 3 wodorem.

Właściwości fizyczne

Gal krystaliczny ma kilka modyfikacji polimorficznych, ale tylko jedna (I) jest stabilna termodynamicznie, ma sieć ortorombową (pseudotetragonalną) o parametrach a = 4,5186, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 Å. Inne modyfikacje galu (β, γ, δ, ε) krystalizują z przechłodzonego rozproszonego metalu i są niestabilne. Pod podwyższonym ciśnieniem zaobserwowano dwie kolejne struktury polimorficzne galu II i III, posiadające odpowiednio sieć sześcienną i tetragonalną.

Ponadto znanych jest 29 sztucznych radioaktywnych izotopów galu o liczbach masowych od 56 Ga do 86 Ga i co najmniej 3 stanach izomerycznych jąder.

Najdłużej żyjące izotopy galu to 67 Ga (okres półtrwania 3,26 dnia) i 72 Ga (okres półtrwania 14,1 godziny).

Właściwości chemiczne

Właściwości chemiczne galu są podobne do właściwości aluminium, ale reakcje metalicznego galu są zwykle znacznie wolniejsze ze względu na jego niższą reaktywność chemiczną. Film tlenkowy utworzony na powierzchni metalu w powietrzu chroni gal przed dalszym utlenianiem.

Gal reaguje powoli z gorącą wodą:

$\mathsf(2Ga + 6H_2O \rightarrow 2Ga(OH)_3 + 3H_2\uparrow)$

Podczas reakcji z parą przegrzaną (350 °C) powstaje związek GaOOH (hydrat tlenku galu lub kwas metagalusowy):

$\mathsf(2Ga + 4H_2O \xrightarrow(^ot) 2GaOOH + 3H_2)$ $\mathsf(2Ga + 6HCl \rightarrow 2GaCl_3 + 3H_2\uparrow)$

W wysokich temperaturach gal jest w stanie niszczyć różne materiały, a jego działanie jest silniejsze niż stopienie jakiegokolwiek innego metalu. Zatem grafit i wolfram są odporne na stopiony gal do 800°C, alund i tlenek berylu BeO do 1000°C, tantal, molibden i niob są odporne do 400-450°C.

W przypadku większości metali gal tworzy galidy, z wyjątkiem bizmutu, a także metale z podgrup cynku, skandu i tytanu. Jeden z gallidów V 3 Ga ma dość wysoką temperaturę przejścia do stanu nadprzewodzącego wynoszącą 16,8 K.

Gal tworzy galusany wodorkowe:

$\mathsf(4LiH + GaCl_3 \rightarrow Li + 3LiCl)$ $\mathsf(^- + 4H_2O \rightarrow Ga(OH)_3 + OH^- + 4H_2\uparrow)$

Związki galoorganiczne są reprezentowane przez pochodne alkilowe i arylowe o wzorze ogólnym GaR3 oraz ich analogi haloalkilowe i haloarylowe GaHal3-nRn. Związki galoorganiczne są niestabilne w stosunku do wody i powietrza, ale nie reagują tak gwałtownie jak związki glinoorganiczne.

Kiedy Ga(OH) 3 i Ga 2 O 3 rozpuszczają się w kwasach, tworzą się kompleksy wodne 3+, dlatego sole galu izoluje się z roztworów wodnych w postaci krystalicznych hydratów, na przykład chlorek galu GaCl 3 * 6H 2 O, ałun galowo-potasowy KGa(SO 4) 2 * 12H 2 O. Wodne kompleksy galu w roztworach są bezbarwne.

Podstawowe połączenia

Ga 2 H 6 - lotna ciecz, temperatura topnienia -21,4 °C, temperatura wrzenia 139 °C. W eterycznej zawiesinie z wodorkiem litu lub talu tworzy związki LiGaH 4 i TlGaH 4 . Powstaje w wyniku działania tetrametylodigallanu trietyloaminą. Obecne są wiązania bananowe, podobnie jak w diboranie.
Ga 2 O 3 - proszek biały lub żółty, temperatura topnienia 1795 °C. Występuje w formie dwóch modyfikacji. α- Ga 2 O 3 - bezbarwne kryształy trójkątne o gęstości 6,48 g/cm3, słabo rozpuszczalne w wodzie, rozpuszczalne w kwasach. β- Ga 2 O 3 - bezbarwne, jednoskośne kryształy o gęstości 5,88 g/cm3, słabo rozpuszczalne w wodzie, kwasach i zasadach. Otrzymuje się go przez ogrzewanie galu metalicznego w powietrzu w temperaturze 260 ° C lub w atmosferze tlenu lub przez kalcynację azotanu lub siarczanu galu. ΔH° 298 (próbka) -1089,10 kJ/mol; ΔG° 298 (próbka) -998,24 kJ/mol; S° 298 84,98 J/mol·K. Wykazują właściwości amfoteryczne, chociaż podstawowe właściwości w porównaniu do aluminium są ulepszone:

\mathsf(Ga_2O_3 + 6HCl \rightarrow GaCl_3 + 3H_2O)

\mathsf(Ga_2O_3 + 2NaOH +3H_2O \rightarrow 2Na)

\mathsf(Ga_2O_3 + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaGaO_2 + CO_2)

Ga(OH) 3 - wytrąca się w postaci galaretowatego osadu podczas traktowania roztworów soli trójwartościowego galu wodorotlenkami i węglanami metali alkalicznych (pH 9,7). Rozpuszcza się w stężonym amoniaku i stężonym roztworze węglanu amonu i wytrąca się po zagotowaniu. Przez ogrzewanie wodorotlenek galu można przekształcić w GaOOH, następnie w Ga 2 O 3 · H 2 O i na koniec w Ga 2 O 3. Można go otrzymać przez hydrolizę soli trójwartościowego galu.
GaF 3 jest białym proszkiem. t topnienia >950°C, t wrzenia 1000°C, gęstość - 4,47 g/cm3. Słabo rozpuszczalny w wodzie. Znany jest krystaliczny hydrat GaF 3·3H 2 O. Otrzymuje się go przez ogrzewanie tlenku galu w atmosferze fluoru.
GaCl 3 - bezbarwne higroskopijne kryształy. t topnienia 78°C, wrzenia t 215°C, gęstość - 2,47 g/cm3. Rozpuśćmy się dobrze w wodzie. Hydrolizuje w roztworach wodnych. Stosowany jako katalizator w syntezach organicznych. Bezwodny GaCl 3, podobnie jak AlCl 3, dymi w wilgotnym powietrzu.
GaBr 3 - bezbarwne, higroskopijne kryształy. t topnienia 122°C, t wrzenia 279°C gęstość - 3,69 g/cm3. Rozpuszcza się w wodzie. Hydrolizuje w roztworach wodnych. Słabo rozpuszczalny w amoniaku. Otrzymywany bezpośrednio z pierwiastków.
GaI 3 - higroskopijne jasnożółte igły. t topnienia 212°C, t wrzenia 346°C, gęstość - 4,15 g/cm3. Hydrolizuje pod wpływem ciepłej wody. Otrzymywany bezpośrednio z pierwiastków.
Ga 2 S 3 - żółte kryształy lub biały bezpostaciowy proszek o temperaturze topnienia 1250 °C i gęstości 3,65 g/cm3. Oddziałuje z wodą i ulega całkowitej hydrolizie. Otrzymuje się go w reakcji galu z siarką lub siarkowodorem.
Ga 2 (SO 4) 3 ·18H 2 O jest bezbarwną substancją dobrze rozpuszczalną w wodzie. Otrzymuje się go w reakcji galu, jego tlenku i wodorotlenku z kwasem siarkowym. Łatwo tworzy ałun z siarczanami metali alkalicznych i amonem, na przykład KGa(SO 4) 2 12H 2 O.
Ga(NO 3) 3 8H 2 O - bezbarwne kryształy rozpuszczalne w wodzie i etanolu. Po podgrzaniu rozkłada się, tworząc tlenek galu (III). Otrzymuje się go przez działanie kwasu azotowego na wodorotlenek galu.

Aplikacja

Gal jest drogi; w 2005 roku tona galu kosztowała na rynku światowym 1,2 mln dolarów, a ze względu na wysoką cenę i jednocześnie duże zapotrzebowanie na ten metal, bardzo ważne jest ustalenie jego całkowitej ekstrakcji przy produkcji aluminium i przerobu węgla na paliwo ciekłe.

Jako chłodziwo gal jest nieskuteczny i często po prostu nie do przyjęcia.

Gal jest doskonałym środkiem smarnym. Bardzo ważne z praktycznego punktu widzenia kleje do metali stworzono na bazie galu i niklu, galu i skandu.

Galu metalicznego używa się również do wypełniania termometrów kwarcowych (zamiast tego) do pomiaru wysokich temperatur. Wynika to z faktu, że gal ma znacznie wyższą temperaturę wrzenia w porównaniu do rtęci.

Tlenek galu wchodzi w skład szeregu strategicznie ważnych materiałów laserowych z grupy granatów - GSGG, YAG, ISGG itp.

Rola biologiczna i cechy postępowania

Nie pełni roli biologicznej.

Kontakt skóry z galem powoduje, że pozostają na niej bardzo małe, rozproszone cząsteczki metalu. Na zewnątrz wygląda jak szara plama.

Obraz kliniczny zatrucia: krótkotrwałe podniecenie, następnie letarg, zaburzenia koordynacji ruchów, adynamia, arefleksja, spowolnienie oddechu, zaburzenie jego rytmu. Na tym tle obserwuje się paraliż kończyn dolnych, po którym następuje śpiączka i śmierć. Narażenie inhalacyjne na aerozol zawierający gal w stężeniu 50 mg/m3 powoduje uszkodzenie nerek u ludzi, podobnie jak dożylne podanie 10-25 mg/kg soli galu. Obserwuje się białkomocz, azotemię i upośledzony klirens mocznika.

Ze względu na niską temperaturę topnienia wlewki galu zaleca się przewozić w workach wykonanych z polietylenu, który jest słabo zwilżany ciekłym galem.

Napisz recenzję na temat artykułu „Gal”

Notatki

Literatura

Sheka I. A, Chaus I. S, Mntyureva T. T., Galliy, K., 1963;
Eremin N.I., Galliy, M., 1964;
Rustamov P. G., Chalkogenidy galu, Baku, 1967;
Dymov A.M., Savostin A.P., Chemia analityczna galu, M., 1968;
Ivanova R.V., Chemia i technologia galu, M., 1973;
Kogan B. I., Vershkovskaya O. V., Slavikovskaya I. M., Gallium. Geologia, zastosowanie, ekonomia, M., 1973;
Yatsenko S. P., Gal. Oddziaływanie z metalami, M., 1974;
Procesy ekstrakcji i sorpcji w technologii chemicznej galu, Alma-Ata, 1985;
Chemia i technologia pierwiastków rzadkich i śladowych, wyd. K. A. Bolshakova, wyd. 2, t. 1, M., 1976, s. 10-10. 223-44;
Fedorov P.I., Mokhosoev M.V., Alekseev F.P., Chemia galu, indu i talu, Nowosybirsk, 1977. P.I. Fedorov.

Spinki do mankietów

Układ okresowy pierwiastków chemicznych autorstwa D. I. Mendelejewa

Uut

U nas

Uuo

Uuu

Ubn

Ubu

Ubb

Ubt

Ubq

UBP

Uch

Metale alkaliczne

Metale ziem alkalicznych

Lantanowce

Aktynoidy

Superaktynoidy

Metale przejściowe

Inne metale

Półmetale

Inne niemetale

Halogeny

Gazy szlachetne

Właściwości nieznane

Znajomości Gal

Antymonek galu (GaSb) Arsenian galu (GaAsO 4) Arsenek galu (GaAs) Octan galu (Ga(CH 3 COO) 3) Bromek galu(I) (GaBr) Bromek galu(II) (GaBr 2) Bromek galu(III) ( GaBr 3) Galusany Wodorotlenek galu (Ga(OH) 3) Hydroksyoctan galu (Ga(CH 3 COO) 3 3Ga(OH) 3 3H 2 O) Digallan (Ga 2 H 6) Wodorodichlorogalusan(I) (H) Jodek galu( I) (GaI) jodek galu(II) (GaI 2) jodek galu(III) (GaI 3) metawodorotlenek galu (GaO(OH)) azotan galu (Ga(NO 3) 3) azotek galu (GaN) szczawian galu (Ga 2 (C 2 O 4) 3) Wolframian tlenku galu (Ga 2 O 3 2WO 3 8H 2 O) Octan tlenku galu (4Ga(CH 3 COO) 3 2Ga 2 O 3 5H 2 O) Molibdenian tlenku galu (2Ga 2 O 3 3MoO 3 15H 2 O) Chlorek tlenku galu (GaOCl) Tlenek galu (I) (Ga 2 O) Tlenek galu (III) (Ga 2 O 3) Nadchloran galu (III) (Ga(ClO 4) 3) Selenian galu (Ga 2 (SeO 4) 3) Selenek galu(I) (Ga 2 Se) (Ga 2 H 2 (CH 3) 4) (GaCl 3)

Fragment charakteryzujący gal

- To taka bestia, będzie pełzać wszędzie! - odpowiedzieli Pierre. - Przecież został zdegradowany. Teraz musi wyskoczyć. Zgłosił kilka projektów i w nocy wdarł się w łańcuch wroga... ale brawo!..
Pierre zdejmując kapelusz, skłonił się z szacunkiem przed Kutuzowem.
„Postanowiłem, że jeśli zdam raport Waszej Lordowskiej Mości, może mnie pan odesłać lub powiedzieć, że wie, co melduję, a wtedy nie dam się zabić…” – powiedział Dołochow.
- Tak sobie.
„A jeśli mam rację, przyniosę korzyść ojczyźnie, za którą jestem gotowy umrzeć”.
- Tak sobie…
„A jeśli wasza lordowska mość potrzebuje osoby, która nie szczędzi swojej skóry, proszę, pamiętajcie o mnie... Może będę przydatny waszej lordowskiej mości.”
„Tak... więc...” powtórzył Kutuzow, patrząc na Pierre'a śmiejącym się, mrużącym okiem.
W tym czasie Borys ze swoją dworską zręcznością podszedł obok Pierre'a w pobliże swoich przełożonych i z jak najbardziej naturalnym spojrzeniem i niezbyt głośno, jakby kontynuując rozpoczętą rozmowę, powiedział do Pierre'a:
– Milicja – od razu zakładała czyste, białe koszule, żeby przygotować się na śmierć. Cóż za bohaterstwo, hrabio!
Borys powiedział to Pierre'owi, oczywiście po to, aby Jego Najjaśniejsza Wysokość usłyszała. Wiedział, że Kutuzow zwróci uwagę na te słowa i rzeczywiście Jego Najjaśniejsza Wysokość zwrócił się do niego:
-Co mówisz o milicji? – powiedział do Borysa.
„Oni, wasza lordowska mość, przygotowując się na jutro, na śmierć, zakładają białe koszule”.
- Ach!.. Cudowni, niezrównani ludzie! - powiedział Kutuzow i zamykając oczy, potrząsnął głową. - Niezrównani ludzie! – powtórzył z westchnieniem.
- Chcesz poczuć zapach prochu? - powiedział do Pierre'a. - Tak, przyjemny zapach. Mam zaszczyt być wielbicielem Twojej żony, czy jest zdrowa? Mój przystanek jest do Twojej dyspozycji. - I, jak to często bywa ze starymi ludźmi, Kutuzow zaczął rozglądać się w roztargnieniu, jakby zapomniał o wszystkim, co miał do powiedzenia lub zrobienia.
Oczywiście, pamiętając, czego szukał, zwabił do siebie Andrieja Siergieja Kaisarowa, brata swojego adiutanta.
- Jak, jak, jak wiersze, Marina, jak wiersze, jak? Co napisał o Gerakowie: „Będziesz nauczycielem w tej szkole... Powiedz mi, powiedz mi” – przemówił Kutuzow, najwyraźniej bliski śmiechu. Kaisarow czytał... Kutuzow z uśmiechem kiwał głową w takt wierszy.
Kiedy Pierre odszedł od Kutuzowa, Dołochow podszedł do niego i wziął go za rękę.
„Bardzo się cieszę, że cię tu spotykam, hrabio” – powiedział mu głośno i nie wstydząc się obecności obcych, ze szczególną stanowczością i powagą. „W wigilię dnia, w którym Bóg jeden wie, któremu z nas przeżyje, cieszę się, że mam okazję powiedzieć Wam, że żałuję nieporozumień, jakie zaszły między nami, i chciałbym, abyście nie mieli nic przeciwko mnie .” Proszę wybacz mi.
Pierre z uśmiechem spojrzał na Dołochowa, nie wiedząc, co mu powiedzieć. Dołochow ze łzami w oczach przytulił i pocałował Pierre'a.
Borys powiedział coś swojemu generałowi, a hrabia Bennigsen zwrócił się do Pierre'a i zaproponował, że pójdzie z nim wzdłuż linii.
„To będzie dla ciebie interesujące” – powiedział.
„Tak, bardzo interesujące” - powiedział Pierre.
Pół godziny później Kutuzow wyjechał do Tatarinowej, a Bennigsen i jego świta, w tym Pierre, poszli wzdłuż linii.

Bennigsen z Gorek zszedł główną drogą do mostu, który oficer z kopca wskazał Pierre'owi jako środek stanowiska i na którego brzegu leżały rzędy skoszonej trawy pachnącej sianem. Przejechali przez most do wsi Borodino, stamtąd skręcili w lewo i obok ogromnej liczby żołnierzy i dział wyjechali pod wysoki kopiec, na którym kopała milicja. Była to reduta, która nie miała jeszcze nazwy, ale później otrzymała nazwę Reduta Raevsky'ego, czyli bateria kurhanowa.
Pierre nie zwracał zbytniej uwagi na tę redutę. Nie wiedział, że to miejsce zapadnie mu w pamięć bardziej niż wszystkie miejsca na Polu Borodino. Następnie pojechali wąwozem do Semenowskiego, gdzie żołnierze zabierali ostatnie kłody chat i stodół. Następnie z górki i z górki jechali naprzód przez łamane żyto, strącane jak grad, nowo wytyczoną przez artylerię drogą wzdłuż grzbietów pól uprawnych do płóz [rodzaj fortyfikacji. (Notatka L.N. Tołstoja.) ], również wówczas jeszcze kopana.
Bennigsen zatrzymał się przy płóz i zaczął patrzeć przed siebie na redutę Szewardyńskiego (która była nasza zaledwie wczoraj), na której widać było kilku jeźdźców. Oficerowie powiedzieli, że był tam Napoleon lub Murat. I wszyscy patrzyli zachłannie na tę bandę jeźdźców. Pierre również tam zajrzał, próbując odgadnąć, która z tych ledwo widocznych osób to Napoleon. W końcu jeźdźcy zjechali z kopca i zniknęli.
Bennigsen zwrócił się do generała, który podszedł do niego i zaczął wyjaśniać całe położenie naszych żołnierzy. Pierre słuchał słów Bennigsena, wytężając wszystkie siły psychiczne, aby zrozumieć istotę nadchodzącej bitwy, ale z rozczarowaniem poczuł, że jego zdolności umysłowe są do tego niewystarczające. Nic nie rozumiał. Bennigsen przestał mówić i zauważając postać słuchającego Pierre'a, powiedział nagle, zwracając się do niego:
– Myślę, że nie jesteś zainteresowany?
„Och, wręcz przeciwnie, to bardzo interesujące” – powtórzył Pierre, nie do końca zgodnie z prawdą.
Z równiny pojechali jeszcze dalej w lewo drogą wijącą się przez gęsty, niski las brzozowy. W środku
lasu, na drogę przed nimi wyskoczył brązowy zając z białymi nogami i przestraszony tętentem dużej liczby koni, był tak zdezorientowany, że długo skakał przed nimi drogą, wzbudzając uwagę i śmiech wszystkich, i dopiero gdy krzyknęło na niego kilka głosów, rzucił się na bok i zniknął w zaroślach. Po przejechaniu około dwóch mil przez las dotarli do polany, na której stacjonowały oddziały korpusu Tuchkowa, które miały chronić lewą flankę.
Tutaj, na skrajnie lewym skrzydle, Bennigsen mówił dużo iz pasją i wydał, jak wydawało się Pierre'owi, ważny rozkaz wojskowy. Przed oddziałami Tuchkowa było wzgórze. Wzgórze to nie było zajęte przez wojska. Bennigsen głośno skrytykował ten błąd, stwierdzając, że szaleństwem jest pozostawienie wzgórza dowodzącego terenem niezamieszkanym i umieszczenie pod nim wojsk. Niektórzy generałowie wyrazili tę samą opinię. Szczególnie jeden mówił z wojskowym zapałem o tym, że przywieziono ich tutaj na rzeź. Bennigsen nakazał w swoim imieniu przenieść wojska na wyżyny.
Rozkaz na lewym skrzydle sprawił, że Pierre jeszcze bardziej zwątpił w swoją zdolność rozumienia spraw wojskowych. Słuchając Bennigsena i generałów potępiających pozycję wojsk pod górą, Pierre w pełni ich zrozumiał i podzielił się ich zdaniem; ale właśnie z tego powodu nie mógł zrozumieć, jak ten, który umieścił je tutaj pod górą, mógł popełnić tak oczywisty i rażący błąd.
Pierre nie wiedział, że oddziały te nie zostały rozmieszczone w celu obrony pozycji, jak sądził Bennigsen, ale zostały umieszczone w ukrytym miejscu na zasadzkę, to znaczy po to, aby pozostać niezauważonym i nagle zaatakować nacierającego wroga. Bennigsen nie wiedział o tym i ze specjalnych powodów ruszył naprzód, nie informując o tym naczelnego wodza.

W ten pogodny sierpniowy wieczór 25-go książę Andriej leżał oparty na ramieniu w zrujnowanej stodole we wsi Knyazkova, na skraju siedziby swojego pułku. Przez dziurę w połamanym murze patrzył na biegnący wzdłuż płotu pas trzydziestoletnich brzóz z obciętymi dolnymi gałęziami, na grunt orny, na którym leżały połamane stosy owsa, oraz na krzaki, przez które widać było dymy z pożarów – kuchnie żołnierskie.
Bez względu na to, jak ciasno i nikomu nie było potrzebne i bez względu na to, jak trudne wydawało się teraz jego życie księciu Andriejowi, on, podobnie jak siedem lat temu pod Austerlitz w przededniu bitwy, czuł się wzburzony i zirytowany.
Wydał i otrzymał rozkazy na jutrzejszą bitwę. Nie mógł zrobić nic innego. Ale najprostsze, najjaśniejsze myśli, a zatem i straszne myśli, nie pozostawiały go w spokoju. Wiedział, że jutrzejsza bitwa będzie najstraszniejsza ze wszystkich, w których brał udział, i możliwość śmierci po raz pierwszy w życiu, bez względu na codzienność, bez względu na to, jak wpłynie to na innych, ale tylko według niego samego, swojej duszy, z żywością, niemal na pewno, prosto i straszliwie, ukazało mu się. I z wysokości tej myśli wszystko, co go wcześniej dręczyło i zajmowało, zostało nagle oświetlone zimnym białym światłem, bez cieni, bez perspektywy, bez rozróżnienia konturów. Całe jego życie wydawało mu się magiczną latarnią, w którą długo spoglądał przez szkło i przy sztucznym oświetleniu. Teraz nagle zobaczył, bez szkła, w jasnym świetle dziennym te słabo namalowane obrazy. „Tak, tak, to są fałszywe obrazy, które mnie niepokoiły, zachwycały i dręczyły” – powiedział sobie, obracając w wyobraźni główne obrazy swojej magicznej latarni życia, teraz patrząc na nie w tym zimnym, białym świetle dnia - wyraźna myśl o śmierci. „Oto one, prymitywnie pomalowane postacie, które wydawały się czymś pięknym i tajemniczym. Chwała, dobro publiczne, miłość do kobiety, sama ojczyzna – jak wielkie wydawały mi się te obrazy, jakie głębokie znaczenie zdawały się przepełnione! A wszystko to jest takie proste, blade i szorstkie w zimnym, białym świetle tego poranka, które, jak czuję, wschodzi dla mnie. Jego uwagę przykuły szczególnie trzy główne smutki jego życia. Jego miłość do kobiety, śmierć ojca i francuska inwazja, która opanowała połowę Rosji. „Miłość!.. Ta dziewczyna, która wydawała mi się pełna tajemniczych mocy. Jak ją kochałem! Układałem poetyckie plany o miłości, o szczęściu z nią. Och, drogi chłopcze! – powiedział głośno ze złością. - Oczywiście! Wierzyłam w jakąś idealną miłość, która miała mi pozostać wierna przez cały rok mojej nieobecności! Jak czuła gołębica z bajki, miała uschnąć w rozłące ze mną. A to wszystko jest o wiele prostsze... Wszystko to jest strasznie proste, obrzydliwe!
Mój ojciec także budował w Łysych Górach i myślał, że to jest jego miejsce, jego ziemia, jego powietrze, jego ludzie; ale przyszedł Napoleon i nie wiedząc o jego istnieniu, zepchnął go z drogi jak kawałek drewna, a jego Łyse Góry i całe jego życie legły w gruzach. A księżniczka Marya mówi, że to test zesłany z góry. Jaki jest cel testu, skoro już go nie ma i nie będzie? nigdy więcej się nie powtórzy! On odszedł! Dla kogo więc jest ten test? Ojczyzno, śmierć Moskwy! A jutro mnie zabije - i to nawet nie Francuza, ale jednego ze swoich, jak wczoraj żołnierz opróżnił pistolet koło mojego ucha, a przyjdą Francuzi, złapią mnie za nogi i głowę i wrzucą do dziury, żeby abym im nie śmierdział pod nosem i powstaną nowe warunki życia, które będą znane także innym, a ja się o nich nie dowiem i nie będę istnieć.
Spojrzał na pas brzóz z ich nieruchomą, żółtą, zieloną i białą korą, błyszczącą w słońcu. „Umrzeć, aby mnie jutro zabili, abym nie istniał… aby to wszystko się wydarzyło, ale ja bym nie istniał”. Wyraźnie wyobrażał sobie nieobecność siebie w tym życiu. I te brzozy ze swoim światłem i cieniem, i te kręcone chmury, i ten dym z ognisk - wszystko wokół zmieniło się dla niego i wydawało się czymś strasznym i groźnym. Dreszcz przebiegł mu po plecach. Szybko wstając, wyszedł ze stodoły i zaczął iść.
Za stodołą słychać było głosy.
- Kto tam? – zawołał książę Andriej.
Czerwononosy kapitan Timokhin, były dowódca kompanii Dołochowa, teraz, z powodu upadku oficerów, dowódca batalionu, nieśmiało wszedł do stodoły. Za nim szli adiutant i skarbnik pułku.
Książę Andriej pospiesznie wstał, wysłuchał, co oficerowie mieli mu do przekazania, wydał im jeszcze kilka rozkazów i już miał ich wypuścić, gdy zza stodoły rozległ się znajomy, szepczący głos.
- To możliwe! [Cholera!] – odezwał się głos mężczyzny, który na coś wpadł.
Książę Andriej, wyglądając ze stodoły, zobaczył zbliżającego się do niego Pierre'a, który potknął się o leżący słup i prawie upadł. Ogólnie rzecz biorąc, dla księcia Andrieja było nieprzyjemne widzieć ludzi ze swojego świata, zwłaszcza Pierre'a, który przypominał mu o wszystkich trudnych chwilach, których doświadczył podczas swojej ostatniej wizyty w Moskwie.
- Właśnie tak! - powiedział. - Jakie losy? Nie czekałem.
Kiedy to mówił, w jego oczach i wyrazie całej twarzy było coś więcej niż suchość - była wrogość, co Pierre natychmiast zauważył. Podszedł do stodoły w najbardziej ożywionym stanie umysłu, ale kiedy zobaczył wyraz twarzy księcia Andrieja, poczuł się skrępowany i niezręczny.
„Przybyłem… więc… wiesz… przybyłem… jestem zainteresowany” – powiedział Pierre, który już tego dnia bezsensownie powtarzał słowo „ciekawe” tyle razy. „Chciałem zobaczyć bitwę”.
- Tak, tak, co o wojnie mówią bracia masońscy? Jak temu zapobiec? - powiedział kpiąco książę Andriej. - A co z Moskwą? Jakie są moje? Czy w końcu dotarłeś do Moskwy? – zapytał poważnie.
- Przybyliśmy. Julie Drubecka mi powiedziała. Poszedłem je zobaczyć i nie znalazłem. Wyjechali w rejon Moskwy.

Oficerowie chcieli już odejść, ale książę Andriej, jakby nie chcąc pozostać twarzą w twarz ze swoim przyjacielem, zaprosił ich, aby usiedli i napili się herbaty. Podano ławki i herbatę. Oficerowie nie bez zdziwienia przyglądali się grubej, ogromnej sylwetce Pierre'a i słuchali jego opowieści o Moskwie i rozmieszczeniu naszych wojsk, które udało mu się objechać. Książę Andriej milczał, a jego twarz była tak nieprzyjemna, że Pierre zwrócił się bardziej do dobrodusznego dowódcy batalionu Timochina niż do Bołkońskiego.
- Czy zrozumiałeś całe rozmieszczenie żołnierzy? - przerwał mu książę Andriej.
- Tak, to znaczy jak? - powiedział Pierre. „Jako osoba niewojskowa nie mogę powiedzieć, że całkowicie, ale nadal rozumiałem ogólny układ”.
„Eh bien, vous etes plus avance que qui cela soit [No cóż, wiesz więcej niż ktokolwiek inny.]” – powiedział książę Andriej.
- A! - powiedział zdezorientowany Pierre, patrząc przez okulary na księcia Andrieja. - Cóż, co powiesz na nominację Kutuzowa? - powiedział.
„Byłem bardzo szczęśliwy z powodu tego spotkania, to wszystko, co wiem” – powiedział książę Andriej.
- No, powiedz mi, jakie jest twoje zdanie na temat Barclay de Tolly? W Moskwie Bóg jeden wie, co o nim mówiono. Jak go oceniasz?
„Zapytaj ich” - powiedział książę Andriej, wskazując na oficerów.
Pierre spojrzał na niego z protekcjonalnie pytającym uśmiechem, z którym wszyscy mimowolnie zwrócili się do Timochina.
„Widzieli światło, Wasza Ekscelencjo, tak jak Wasza Najjaśniejsza Wysokość” – powiedział Timokhin, nieśmiało i ciągle spoglądając wstecz na swojego dowódcę pułku.
- Dlaczego tak jest? zapytał Pierre'a.
- Tak, przynajmniej o drewno opałowe lub paszę, zdam ci raport. Przecież cofaliśmy się przed Swentsjanami, nie waż się dotykać gałązki, siana czy czegokolwiek. Przecież wychodzimy, on to rozumie, prawda, Wasza Ekscelencjo? - zwrócił się do swojego księcia - nie waż się. W naszym pułku dwóch oficerów stanęło przed sądem za takie sprawy. Cóż, tak jak to zrobił Jego Najjaśniejsza Wysokość, tak też się stało w tej sprawie. Zobaczyliśmy światło...
- Dlaczego więc tego zabronił?
Timokhin rozglądał się zdezorientowany, nie rozumiejąc, jak i co odpowiedzieć na takie pytanie. Pierre zwrócił się z tym samym pytaniem do księcia Andrieja.
„Aby nie zrujnować regionu, który zostawiliśmy wrogowi” – powiedział książę Andriej ze złośliwą kpiną. – To jest bardzo dokładne; Nie można pozwolić na plądrowanie regionu i nie przyzwyczajać żołnierzy do grabieży. No cóż, w Smoleńsku też słusznie ocenił, że Francuzi mogą nas ominąć i że mają większe siły. Ale nie mógł zrozumieć” – zawołał nagle książę Andriej cienkim głosem, jakby uciekając, „ale nie mógł zrozumieć, że walczyliśmy tam po raz pierwszy o ziemię rosyjską, że w żołnierzach był taki duch, że miałem nigdy nie widziałem, że przez dwa dni z rzędu walczyliśmy z Francuzami i że ten sukces zwiększył nasze siły dziesięciokrotnie. Rozkazał odwrót, a wszelkie wysiłki i straty poszły na marne. Nie myślał o zdradzie, starał się zrobić wszystko jak najlepiej, przemyślał to; ale dlatego nie jest dobrze. Nie jest już dobry właśnie dlatego, że wszystko dokładnie i dokładnie przemyśla, jak przystało każdemu Niemcowi. Jak mam ci powiedzieć... No cóż, twój ojciec ma lokaja niemieckiego, a lokaj jest znakomity i zaspokoi wszystkie jego potrzeby lepiej niż ty, i niech służy; ale jeśli twój ojciec będzie chory w chwili śmierci, przepędzisz lokaja i swoimi niezwykłymi, niezdarnymi rękami zaczniesz podążać za ojcem i uspokajać go lepiej niż doświadczony, ale obcy. To właśnie zrobili z Barclayem. Dopóki Rosja była zdrowa, mógł jej służyć obcy, a ona miała doskonałego ministra, ale gdy tylko znalazła się w niebezpieczeństwie; Potrzebuję własnej, drogiej osoby. A w twoim klubie wpadli na pomysł, że jest zdrajcą! Jedyne, co zrobią, oczerniając go jako zdrajcę, to to, że później, zawstydzeni swoim fałszywym oskarżeniem, nagle zrobią ze zdrajców bohatera lub geniusza, co będzie jeszcze bardziej niesprawiedliwe. Jest uczciwym i bardzo schludnym Niemcem...
„Jednak mówią, że jest utalentowanym dowódcą” – powiedział Pierre.
„Nie rozumiem, co oznacza wykwalifikowany dowódca” – powiedział z kpiną książę Andriej.
„Zręczny dowódca” – powiedział Pierre – „no cóż, ten, który przewidział wszystkie nieprzewidziane zdarzenia… cóż, odgadł myśli wroga”.
„Tak, to niemożliwe” – powiedział książę Andriej, jakby w dawno rozstrzygniętej sprawie.
Pierre spojrzał na niego ze zdziwieniem.
„Jednakże” – powiedział – „mówią, że wojna jest jak gra w szachy”.
„Tak” - powiedział książę Andriej - „z tą małą różnicą, że w szachach możesz myśleć o każdym kroku tak bardzo, jak chcesz, że jesteś tam poza warunkami czasu i z tą różnicą, że skoczek jest zawsze silniejszy od pionek i dwa pionki są zawsze silniejsze.” jeden, a na wojnie jeden batalion jest czasem silniejszy od dywizji, a czasem słabszy od kompanii. Nikt nie może znać względnej siły wojsk. Proszę mi wierzyć – powiedział – gdyby cokolwiek zależało od rozkazów dowództwa, byłbym tam i wydawał rozkazy, ale zamiast tego mam zaszczyt służyć tutaj, w pułku z tymi panami i myślę, że my naprawdę jutro będzie zależeć, nie od nich... Sukces nigdy nie zależał i nie będzie zależał od pozycji, broni, a nawet liczb; a przede wszystkim ze stanowiska.
- I z czego?
„Z uczucia, które jest we mnie, w nim” – wskazał na Timochina – „w każdym żołnierzu”.
Książę Andriej spojrzał na Timochina, który ze strachem i zdziwieniem patrzył na swojego dowódcę. W przeciwieństwie do swojego poprzedniego powściągliwego milczenia, książę Andriej wydawał się teraz wzburzony. Najwyraźniej nie mógł powstrzymać się od wyrażenia tych myśli, które niespodziewanie go naszły.
– Bitwę wygra ten, kto będzie zdeterminowany, aby ją wygrać. Dlaczego przegraliśmy bitwę pod Austerlitz? Nasza strata była prawie równa tej, jaką ponieśli Francuzi, ale bardzo wcześnie powiedzieliśmy sobie, że przegraliśmy bitwę – i przegraliśmy. A powiedzieliśmy to, bo nie musieliśmy tam walczyć: chcieliśmy jak najszybciej opuścić pole bitwy. „Jeśli przegrasz, uciekaj!” - biegliśmy. Gdybyśmy tego nie powiedzieli aż do wieczora, Bóg jeden wie, co by się stało. A jutro nie będziemy tego mówić. Mówicie: nasza pozycja, lewa flanka jest słaba, prawa flanka rozciągnięta – kontynuował – „to wszystko jest bzdurą, nic takiego nie ma”. Co przygotowaliśmy na jutro? Sto milionów najróżniejszych sytuacji, o których zadecyduje natychmiast fakt, że oni lub nasi uciekli lub uciekną, że zabiją tego, zabiją drugiego; i to, co się teraz dzieje, jest zabawą. Faktem jest, że ci, z którymi podróżowałeś na swoim stanowisku, nie tylko nie przyczyniają się do ogólnego przebiegu spraw, ale wręcz mu przeszkadzają. Są zajęci tylko swoimi drobnymi interesami.
- W takim momencie? – Pierre powiedział z wyrzutem.
„W takim momencie” - powtórzył książę Andriej - „dla nich jest to tylko taki moment, w którym mogą przekopać się pod wrogiem i zdobyć dodatkowy krzyż lub wstążkę”. Dla mnie na jutro jest tak: sto tysięcy żołnierzy rosyjskich i sto tysięcy żołnierzy francuskich zebrało się, aby walczyć, a faktem jest, że te dwieście tysięcy walczą i kto będzie walczył bardziej gniewny i mniej użalający się nad sobą, wygra. A jeśli chcesz, powiem ci, że niezależnie od tego, co to jest, bez względu na to, co jest tam w górze, jutro wygramy bitwę. Jutro, bez względu na wszystko, wygramy bitwę!
„Oto, Wasza Ekscelencjo, prawda, prawdziwa prawda” – powiedział Timokhin. - Po co się teraz nad sobą użalać! Uwierzcie, żołnierze mojego batalionu nie pili wódki: to nie taki dzień, mówią. - Wszyscy milczeli.
Funkcjonariusze wstali. Książę Andriej wyszedł z nimi przed stodołę, wydając ostatnie rozkazy adiutantowi. Kiedy oficerowie wyszli, Pierre podszedł do księcia Andrieja i już miał rozpocząć rozmowę, gdy na drodze niedaleko stodoły zastukały kopyta trzech koni i patrząc w tym kierunku, książę Andriej rozpoznał Wolzogena i Clausewitza w towarzystwie Kozak. Podjechali blisko, kontynuując rozmowę, a Pierre i Andrey mimowolnie usłyszeli następujące frazy:
– Der Krieg muss im Raum verlegt werden. Der Ansicht kann ich nicht genug Preis geben, [Wojna musi zostać przeniesiona w przestrzeń. Nie mogę wystarczająco pochwalić tego widoku (niemiecki)] – powiedział jeden.
„O ja”, powiedział inny głos, „da der Zweck ist nur den Feind zu schwachen, so kann man gewiss nicht den Verlust der Privatpersonen in Achtung nehmen”. [O tak, ponieważ celem jest osłabienie wroga, nie można brać pod uwagę strat osób prywatnych]
„O ja, [O tak (niemiecki)]” – potwierdził pierwszy głos.
„Tak, im Raum verlegen, [przeniesienie w przestrzeń (niemiecki)]” – powtórzył książę Andriej, parskając ze złością przez nos, kiedy przechodzili. – Zatem Im Raum [W kosmosie (niemiecki)] Nadal mam ojca, syna i siostrę w Łysych Górach. Jego to nie obchodzi. To właśnie wam mówiłem - ci niemieccy panowie nie wygrają jutro bitwy, a jedynie zepsują, jak bardzo będzie ich siła, bo w jego niemieckiej głowie są tylko rozumowania, które nie są nic warte, a w jego sercu jest nic, co jest tylko i potrzebne na jutro, nie jest tym, co jest w Timochinie. Oddali mu całą Europę i przyszli nas uczyć – chwalebni nauczyciele! – jego głos znów zapiszczał.
– Więc myślisz, że jutrzejsza bitwa zostanie wygrana? - powiedział Pierre.
„Tak, tak” - powiedział z roztargnieniem książę Andriej. „Jedno bym zrobił, gdybym miał władzę” – zaczął ponownie – „nie brałbym jeńców”. Kim są więźniowie? To jest rycerskość. Francuzi zrujnowali mój dom i zamierzają zrujnować Moskwę, a w każdej sekundzie obrażali mnie i obrażali. To moi wrogowie, według moich standardów wszyscy są przestępcami. Timokhin i cała armia myślą tak samo. Musimy je wykonać. Jeśli są moimi wrogami, to nie mogą być przyjaciółmi, bez względu na to, jak mówią w Tylży.