Bušení srdce z galia

8. září 2013 | 06.00 |

Zajímavým, ale ne příliš rozšířeným kovem je galium. Vyniká mezi kovy zejména nízkou teplotou tání (přibližně 29,8 °C). Obvykle se v přírodě nalézá ve formě sloučenin, kde je také pomocí spektroskopu objevil ve sfaleritu  v roce 1875 francouzský chemik Paul Èmile Lecoq de Boisbaudran. Ten mu dal také jméno podle své vlasti Francii – galium. V dnešní době se galium používá v elektronice při výrobě mnoha typů tranzistorů a především světlo emitujících diod v polovodičových technologiích. Galium má ve formě arsenidu galia či fosfoarsenidu gallia výrazné polovodičové vlastnosti. Pokud si galium obstaráte, lze s ním provádět celou řadu zajímavých experimentů.

Pokud do roztoku kyseliny sírové vložíme malý, několikagramový kousek galia a zahřejeme jej na teplotu kolem 50 °C. Dojde k roztavení pevného galia na kapalné. Pak proběhne chemická reakce, při které galium reaguje s kyselinou sírovou a vzniká vrstvička síranu gallia a uvolňují se bublinky vodíku. Tenká vrstvička síranu galia přilne k povrchu galia a tím dojde ke zvýšení povrchového napětí galia, které ho stáhne do tvaru kuličky. V tomto případě je povrchová energie kapalného galia tou nejmenší a galium tak zaujímá tvar tělesa s nejmenším objemem – koule.

Nyní je galium připraveno na další část pokusu, kdy se dotýkáme jeho horní části železným hřebíkem nebo kovovou tyčinkou. Najednou začne kulička galia periodicky vibrovat, což mnohým experimentátorům připomíná vzdáleně tlukot srdce. Železo se totiž v roztoku kyseliny sírové začne rozpouštět za vzniku síranu železnatého a uvolňují se vodíkové kationty a elektrony. Tyto elektrony by se běžně spojovaly s vodíkovými kationty za vzniku molekuly vodíku, ale v případě, že se železo dotýká galia, reagují elektrony se vzniklým síranem galia za opětovného vzniku galia. Tím se opět mění povrchové napětí. V případě, že se železný předmět správně dotýká galiové kapky dochází k opakovaným změnám povrchového napětí látky a periodickým vibracím.

Experiment se časem zastaví, jeho trvání závisí na množství rozpuštěného železa a galia v kyselině a následnému kontaminování roztoku vzniklými solemi obou prvků.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře