Wasseraufbereitungslösungen

Gallium

Festes Gallium ist ein blaugraues Metall mit orthorhombischer Kristallstruktur; sehr reines Gallium hat eine atemberaubende silberne Farbe. Gallium ist bei normaler Raumtemperatur fest, wird aber, wie auch Quecksilber, Cäsium und Rubidium, bei leichter Erwärmung flüssig. Festes Gallium ist weich genug, um mit einem Messer geschnitten zu werden. Es ist in Luft und Wasser stabil, reagiert aber mit Säuren und Laugen und löst sich darin auf.

Anwendungen

Flüssiges Gallium benetzt Porzellan- und Glasoberflächen; auf Glas beschichtet bildet es eine helle, stark reflektierende Oberfläche. Es kann zur Herstellung von brillanten Spiegeln verwendet werden. Gallium verbindet sich leicht mit den meisten Metallen und wird daher zur Herstellung niedrig schmelzender Legierungen verwendet. In den Plutoniumgruben von Kernwaffen wird eine Legierung mit Gallium verwendet, um die Plutonium-Allotrope zu stabilisieren.
Analoge integrierte Schaltkreise sind die häufigste Anwendung für Gallium, während optoelektronische Geräte (hauptsächlich Laser- und Leuchtdioden) die zweitwichtigste Endanwendung sind. Gallium hat Halbleitereigenschaften, insbesondere in Form von Galliumarsendern (GaAs). Diese kann Strom in Licht umwandeln und wird in Leuchtdioden (LEDs) für elektronische Anzeigen und Uhren verwendet.
Gallium wird in einigen Hochtemperaturthermometern verwendet.
Gallium in der Umwelt

Gallium kommt in der Natur nicht in reiner Form vor, und Galliumverbindungen sind keine primäre Quelle für die Gewinnung. Gallium kommt häufiger vor als Blei, ist aber weit weniger zugänglich, da es nicht durch geologische Prozesse selektiv in Mineralien konzentriert wurde und daher weit verstreut vorkommt. Einige Erze, wie das Aluminiumerz Bauxit, enthalten geringe Mengen an Gallium, und Kohle kann einen relativ hohen Galliumgehalt aufweisen.

Gesundheitliche Auswirkungen von Gallium

Gallium ist ein Element, das im Körper vorkommt, aber nur in sehr geringen Mengen. Bei einem Menschen mit einem Gewicht von siebzig Kilogramm befinden sich zum Beispiel 0,7 Milligramm Gallium im Körper. Würde man diese Menge an Gallium zu einem Würfel kondensieren, wäre der Würfel auf einer Seite nur 0,49 Millimeter lang. Es hat keinen nachgewiesenen Nutzen für die Funktion des Körpers und ist höchstwahrscheinlich nur in geringen Spuren in der natürlichen Umwelt, im Wasser und in Rückständen auf Gemüse und Obst vorhanden. Es ist bekannt, dass verschiedene Vitamine und kommerziell vertriebene Wässer Spuren von Gallium enthalten, die weniger als ein Teil pro Million betragen. Reines Gallium ist für den Menschen nicht schädlich, wenn er es berührt. Es wurde schon oft in die Hand genommen, nur um zu sehen, wie es durch die von einer menschlichen Hand ausgehende Hitze schmilzt. Es ist jedoch bekannt, dass es Flecken auf den Händen hinterlässt. Auch die radioaktive Galliumverbindung Galliumzitrat kann in den Körper injiziert und für Gallium-Scans verwendet werden, ohne dass dies schädliche Auswirkungen hat. Obwohl es in kleinen Mengen nicht schädlich ist, sollte Gallium nicht absichtlich in großen Dosen eingenommen werden. Einige Galliumverbindungen können jedoch sehr gefährlich sein. So kann eine akute Exposition gegenüber Gallium(III)-chlorid zu Halsreizungen, Atembeschwerden und Brustschmerzen führen, und die Dämpfe können sogar sehr ernste Erkrankungen wie Lungenödeme und partielle Lähmungen hervorrufen.

Umweltauswirkungen von Gallium

Eine Kontroverse im Zusammenhang mit Gallium betrifft Kernwaffen und Umweltverschmutzung. Gallium wird verwendet, um einige Atombombenschächte zusammenzuhalten. Wenn die Gruben jedoch zerschnitten werden und sich Plutoniumoxidpulver bildet, bleibt das Gallium im Plutonium enthalten. Das Plutonium wird dann als Brennstoff unbrauchbar, weil das Gallium verschiedene andere Elemente angreift. Wird das Gallium jedoch entfernt, wird das Plutonium wieder brauchbar. Das Problem besteht darin, dass das Verfahren zur Entfernung des Galliums zu einer enormen Verschmutzung des Wassers mit radioaktiven Stoffen beiträgt. Gallium ist ein ideales Element für die Verwendung in Bombenschächten, aber die Verschmutzung ist zerstörerisch für die Erde und die Gesundheit ihrer Bewohner. Selbst wenn man sich bemühen würde, die Verschmutzung aus dem Wasser zu entfernen, würde dies die Kosten des Verfahrens zur Umwandlung von Plutonium in Brennstoff um etwa 200 Millionen Dollar erhöhen. Wissenschaftler arbeiten an einer anderen Methode zur Reinigung des Plutoniums, aber es könnte Jahre dauern, bis sie abgeschlossen ist.

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