teória
Prečo sa gálium tak ľahko topí?
Gálium () je striebrolesklý kov, ktorý má mimoriadne nízku teplotu topenia (približne ). Vďaka tomu sa rýchlo topí pri kontakte s teplou vodou alebo priamo od ľudského tepla v dlani. Ďalšie neobvyklé vlastnosti tohto kovu opisujeme v pokuse Gálium.
teória
Čo sa deje s hliníkom?
Hliník, ako každý kov, nie je jeden súvislý kryštál. Skladá sa z množstva drobných kryštálikov – zŕn – ktoré sa navzájom dotýkajú na hraniciach zŕn.
- Medzikryštálové krehnutie (prenikanie gália do hliníka): Kvapalné gálium pri priamom kontakte s hliníkom preniká (vsakuje sa) pozdĺž hraníc kryštálových zŕn hliníka.
- Strata súdržnosti: Gálium sa usádza medzi zrnami a naruší pevné spojenie medzi nimi. Vzniká krehký materiál, v ktorom zrná hliníka „plávajú“ v tenkej vrstve tekutého kovu.
- Výsledok: Hliník stráca svoju mechanickú pevnosť a pružnosť – stáva sa takým krehkým, že sa po niekoľkých minútach rozpadá už pri jemnom tlaku prsta.
Tento jav sa odborne nazýva krehnutie kovu tekutým kovom. Nie je to horenie ani rozpúšťanie v kyseline – hliník sa nemení na inú látku, len stráca svoju vnútornú súdržnosť.
teória
Prečo treba plechovku zbrúsiť?
Hliník na vzduchu okamžite vytvára tenkú, ale veľmi odolnú vrstvičku oxidu hlinitého (). Táto vrstva chráni kov pred ďalšou koróziou, a preto hliník na vzduchu „nehrdzavie“ (viac v lekcii Kovy, nekovy a polokovy). Plechovka je navyše z vonkajšej strany natretá farbou a lakom.
Lak aj oxid bránia priamemu kontaktu gália s kovom. Preto ich musíme brúsnym papierom odstrániť – gálium musí zmáčať čistý hliník. Úplne inak – skutočnou chemickou reakciou – mizne hliník v pokuse Plast v plechovke, kde ho rozpúšťa hydroxid sodný.
chémia v praxi
Krehnutie kovov v praxi
Krehnutie hliníka gáliom je nevratné. Preto sa gálium považuje za nebezpečný materiál pre hliníkové konštrukcie – napríklad v letectve sa jeho preprava v lietadlách prísne obmedzuje. Podobne môže škodiť aj ortuť. Pri návrhu strojov a zariadení preto inžinieri dbajú na to, aby sa určité kovy nedostali do kontaktu.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- čisté gálium () v nádobke
- nápoj v hliníkovej plechovke
- kadička s horúcou vodou (na roztopenie gália)
- brúsny papier (šmirgeľ) – na zbrúsenie ochranného laku z plechovky
- injekčná striekačka alebo pipeta na aplikáciu gália
- ochranné okuliare a rukavice
krok za krokom
Postup
- Vložte nádobku s gáliom do kadičky s teplou až horúcou vodou, aby sa kov úplne roztopil do kvapalného stavu.
- Pomocou brúsneho papiera dôkladne zbrúste ochrannú lakovanú vrstvu na vrchu alebo na boku hliníkovej plechovky, kým nedosiahnete čistý hliníkový povrch.
- Pomocou pipety alebo striekačky naneste zopár kvapiek kvapalného gália priamo na zbrúsenú časť hliníkovej plechovky.
- Nechajte gálium pôsobiť niekoľko minút. Pozorujte, ako sa postupne vsakuje do štruktúry hliníka.
- Po niekoľkých minútach jemne zatlačte prstom (v rukavici) na ošetrené miesto. Hliník pod prstom bez námahy povolí a preborí sa.
pozor
Bezpečnosť
- Gálium: Nie je jedovaté ako ortuť a krátkodobý dotyk s pokožkou sa považuje za bezpečný. Napriek tomu pracujte v rukaviciach a po manipulácii si dôkladne umyte ruky.
- Ochrana iných kovov: Gálium rýchlo a nevratne ničí hliník a niektoré ďalšie kovy. Zabráňte jeho kontaktu s hliníkovými nástrojmi, konštrukciami, šperkami alebo osobnou elektronikou.
- Ochranné pomôcky: Pri brúsení a pri práci používajte ochranné okuliare a rukavice, aby sa jemný hliníkový prach nedostal do očí.
- Plechovka pod tlakom: Plná plechovka sýteného nápoja je pod tlakom – po prederavení môže obsah vystreknúť. Pracujte nad miskou.
- Obsah plechovky: Nápoj po kontakte s kovovým prachom a gáliom nepite.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Časť gália zostane v prederavenom hliníku – plechovku preto vyhoďte a ďalej ju nepoužívajte.
- Ak gálium v striekačke alebo pipete stuhne, stačí ju na chvíľu ponoriť do teplej vody.