Vendredi, Février 11 2011 04: 07

Gallium

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Gunnar Nordberg

Chimiquement, le gallium (Ga) est similaire à l'aluminium. Il n'est pas attaqué par l'air et ne réagit pas avec l'eau. A froid, le gallium réagit avec le chlore et le brome, et lorsqu'il est chauffé, avec l'iode, l'oxygène et le soufre. Il existe 12 isotopes radioactifs artificiels connus, avec des poids atomiques entre 64 et 74 et des demi-vies entre 2.6 minutes et 77.9 heures. Lorsque le gallium est dissous dans des acides inorganiques, des sels se forment, qui se transforment en hydroxyde insoluble Ga (OH)3 avec des propriétés amphotères (c'est-à-dire à la fois acides et basiques) lorsque le pH est supérieur à 3. Les trois oxydes de gallium sont GaO, Ga2O et Ga2O3.

Occurrence et utilisations

La source la plus riche de gallium est la germanite minérale, un minerai de sulfure de cuivre qui peut contenir 0.5 à 0.7% de gallium et se trouve dans le sud-ouest de l'Afrique. Il est également largement distribué en petites quantités avec les blendes de zinc, dans les argiles aluminiques, les feldspaths, le charbon et dans les minerais de fer, de manganèse et de chrome. À une échelle relativement petite, le métal, les alliages, les oxydes et les sels sont utilisés dans des industries telles que la construction de machines (revêtements, lubrifiants), la fabrication d'instruments (soudures, rondelles, charges), la production d'équipements électroniques et électriques (diodes, transistors, lasers, gaines de conducteurs) et dans la technique du vide.

Dans les industries chimiques, le gallium et ses composés sont utilisés comme catalyseurs. Arséniure de gallium a été largement utilisé pour les applications de semi-conducteurs, notamment les transistors, les cellules solaires, les lasers et la génération de micro-ondes. L'arséniure de gallium est utilisé dans la production de dispositifs optoélectroniques et de circuits intégrés. D'autres applications incluent l'utilisation de 72Ga pour l'étude des interactions du gallium dans l'organisme et 67Ga en tant qu'agent de balayage des tumeurs. En raison de la grande affinité des macrophages des tissus lymphoréticulaires pour 67Ga, il peut être utilisé dans le diagnostic de la maladie de Hodgkin, de la tuberculose sarcoïde et lymphatique de Boeck. La scintographie au gallium est une technique d'imagerie pulmonaire qui peut être utilisée conjointement avec une radiographie thoracique initiale pour évaluer les travailleurs à risque de développer une maladie pulmonaire professionnelle.

Dangers

Les travailleurs de l'industrie électronique utilisant de l'arséniure de gallium peuvent être exposés à des substances dangereuses telles que l'arsenic et l'arsine. Des expositions par inhalation de poussières sont possibles lors de la production des oxydes et des sels en poudre (Ga2(SO4)3, Ga3Cl) et dans la production et le traitement de monocristaux de composés semi-conducteurs. Les éclaboussures ou déversements des solutions du métal et de ses sels peuvent agir sur la peau ou les muqueuses des travailleurs. Le broyage du phosphure de gallium dans l'eau génère des quantités importantes de phosphine, nécessitant des mesures préventives. Les composés de gallium peuvent être ingérés par les mains souillées et en mangeant, buvant et fumant sur les lieux de travail.

Les maladies professionnelles liées au gallium n'ont pas été décrites, à l'exception d'un cas rapporté d'éruption pétéchiale suivie d'une névrite radiale après une courte exposition à une petite quantité de vapeurs contenant du fluorure de gallium. L'action biologique du métal et de ses composés a été étudiée expérimentalement. La toxicité du gallium et des composés dépend du mode d'entrée dans le corps. Lorsqu'il est administré par voie orale à des lapins sur une longue période (4 à 5 mois), son action est insignifiante et comprend des perturbations des réactions protéiques et une activité enzymatique réduite. La faible toxicité dans ce cas s'explique par l'absorption relativement inactive du gallium dans le tube digestif. Dans l'estomac et les intestins, il se forme des composés qui sont soit insolubles, soit difficiles à absorber, comme les gallates métalliques et les hydroxydes. Les poussières d'oxyde, de nitrure et d'arséniure de gallium étaient généralement toxiques lorsqu'elles étaient introduites dans le système respiratoire (injections intratrachéales chez le rat blanc), provoquant une dystrophie du foie et des reins. Dans les poumons, il a provoqué des modifications inflammatoires et sclérotiques. Une étude conclut que l'exposition de rats à des particules d'oxyde de gallium à des concentrations proches de la valeur limite induit des lésions pulmonaires progressives similaires à celles induites par le quartz. Le nitrate de gallium a un puissant effet caustique sur la conjonctive, la cornée et la peau. La forte toxicité de l'acétate, du citrate et du chlorure de gallium a été mise en évidence par injection intrapéritonéale, entraînant la mort d'animaux par paralysie du centre respiratoire.

Mesures de sécurité et de santé

Afin d'éviter la contamination de l'atmosphère des lieux de travail par les poussières de dioxyde de gallium, de nitrure et de composés semi-conducteurs, les mesures de précaution doivent inclure l'enfermement des équipements produisant de la poussière et une ventilation par aspiration locale (LEV) efficace. Les mesures de protection individuelle lors de la production de gallium doivent empêcher l'ingestion et le contact des composés de gallium avec la peau. Par conséquent, une bonne hygiène personnelle et l'utilisation d'équipements de protection individuelle (EPI) sont importantes. L'Institut national américain pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) recommande de contrôler l'exposition des travailleurs à l'arséniure de gallium en respectant la limite d'exposition recommandée pour l'arsenic inorganique, et conseille d'estimer la concentration d'arséniure de gallium dans l'air en déterminant l'arsenic. Les travailleurs doivent être informés des dangers possibles et des contrôles techniques appropriés doivent être installés pendant la production de dispositifs microélectroniques où l'exposition à l'arséniure de gallium est probable. Compte tenu de la toxicité du gallium et de ses composés, comme le montrent les expériences, toutes les personnes impliquées dans le travail avec ces substances doivent subir des examens médicaux périodiques, au cours desquels une attention particulière doit être accordée à l'état du foie, des reins, des organes respiratoires et de la peau .

 

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Lire 4930 fois Dernière mise à jour le jeudi, mai 19 2011 10: 22
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