Hoe Gallium-metaal in uw hand te smelten

Gallium is een ongewoon metaal. Het komt niet als een puur element in de natuur voor, maar kan in pure vorm worden gekocht om te worden gebruikt voor enkele werkelijk verbazingwekkende wetenschappelijke demonstraties. Een van de meest populaire galliumdemonstraties is het smelten van gallium in de palm van je hand. Hier is hoe de demonstratie veilig te doen en de uitleg voor hoe het werkt.

Gesmolten Gallium-materialen

Kortom, alles wat je nodig hebt voor dit project is een monster van redelijk zuivere gallium en je hand:

• Zuiver gallium 
• Plastic handschoenen (optioneel)

Je kunt online een stuk pure gallium kopen voor ongeveer $ 20. Het is veilig om je blote hand te gebruiken voor dit experiment, maar gallium heeft twee eigenschappen waardoor je misschien een paar wegwerphandschoenen wilt dragen. Ten eerste maakt galliummetaal zowel glas als huid nat. Wat dit betekent is dat het gesmolten metaal fijn verdeelde galliumdeeltjes op je huid achterlaat, waardoor het een grijsachtige tint krijgt. Het is niet supergemakkelijk af te wassen, dus misschien wil je het probleem vermijden. De andere overweging is dat gallium andere metalen aanvalt. Dus als je meestal een ring draagt, wil je misschien handschoenen dragen om er zeker van te zijn dat er geen gallium of restant metaal beschikbaar is om je sieraden te verkleuren.

Hoe Gallium te smelten

Wat is er eenvoudiger? Plaats het stukje gallium in de palm van je hand en laat de warmte van je lichaamswarmte het werk doen! Het smeltpunt van gallium is 29,76 C (85,57 F), dus het smelt gemakkelijk in je hand of in een zeer warme kamer. Verwacht dat dit ongeveer 3-5 minuten duurt voor een stuk metaal ter grootte van een munt.

Wanneer je klaar bent met het onderzoeken van de gallium, kantel je je hand om het metaal in een te laten stromen non-metaal houder. Als de container ook warm is, kun je door de langzame koeling galliumvormende metalen kristallen bekijken.

Je kunt gallium onderkoelen, wat het als een vloeistof boven het vriespunt houdt. Doe dit door het vloeibare gallium in een warme bak te gieten en trillingsvrij te houden. Wanneer je klaar bent om het metaal te kristalliseren, kun je de container laten potten, het monster aanraken of zaadkristallisatie door een klein stukje vast gallium toe te voegen. Het metaal vertoont een orthorhombische kristalstructuur.

Punten om in gedachten te houden

• Gallium kan uw huid tijdelijk verkleuren. Dit komt omdat het de huid nat maakt. Houd er rekening mee dat dit betekent dat u een klein beetje van uw sample verliest telkens wanneer u de demonstratie uitvoert.
• Sommige mensen hebben milde dermatitis (roodheid, jeuk, ontsteking) gemeld bij langdurige blootstelling aan gallium aan de huid. Kort gezegd betekent dit dat u uw handen moet wassen na afloop van de demonstratie.
• Gallium is niet giftig. Het wordt gebruikt in geneesmiddelen, dus je zou het waarschijnlijk kunnen doorslikken en oké zijn, maar het wordt niet aanbevolen, plus het zou een dure snack zijn.
• Gallium tast andere metalen aan, dus laat het niet in contact komen met sieraden of bewaar het in metalen containers.
• Gallium zet uit terwijl het afkoelt, dus het wordt meestal bewaard in een plastic zak of flexibele container in plaats van glas om te voorkomen dat de container kan uitzetten door expansie. Gallium bevochtigt ook glas, dus opslag in plastic helpt monsterverlies te minimaliseren.

Andere elementen die in uw hand zouden smelten

Gallium is niet het enige metaal dat smelt tot een vloeistof nabij kamertemperatuur of lichaamstemperatuur. Francium, cesium en rubidium zouden ook smelten in de palm van je hand. Je wilt deze serieus echter niet met een van hen proberen! Francium en cesium zijn radioactief. Cesium en rubidium reageren krachtig met water, wat in feite betekent dat ze je hand in brand kunnen steken. Blijf bij gallium.

Meer informatie over Gallium

Als je gallium in je hand hebt om te smelten, kun je ook de truc met de smeltlepel proberen. In deze wetenschappelijke goocheltruc smelt je ofwel een galliumlepel met wat de kracht van je geest lijkt te zijn, of anders laat je het lijken te verdwijnen in een glas heet water. Gallium is een interessant metalloïde, dus misschien wil je meer weten over het element.

bronnen

• Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemie van de elementen (2e editie). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Strouse, Gregory F. (1999). "NIST realisatie van het gallium triple point". Proc. TEMPMEKO. 1999 (1): 147-152.