Gunnar Nordberg

Chimicamente, il gallio (Ga) è simile all'alluminio. Non viene attaccato dall'aria e non reagisce con l'acqua. Quando è freddo, il gallio reagisce con cloro e bromo, e quando riscaldato, con iodio, ossigeno e zolfo. Esistono 12 isotopi radioattivi artificiali noti, con pesi atomici compresi tra 64 e 74 e tempi di dimezzamento compresi tra 2.6 minuti e 77.9 ore. Quando il gallio viene disciolto in acidi inorganici, si formano sali che si trasformano in idrossido insolubile Ga(OH)₃ con proprietà anfotere (cioè sia acide che basiche) quando il pH è superiore a 3. I tre ossidi di gallio sono GaO, Ga₂O e Ga₂O₃.

Evento e usi

La fonte più ricca di gallio è il minerale germanite, un minerale di solfuro di rame che può contenere dallo 0.5 allo 0.7% di gallio e si trova nell'Africa sudoccidentale. È inoltre largamente distribuito in piccole quantità insieme a miscele di zinco, nelle argille di alluminio, nei feldspati, nel carbone e nei minerali di ferro, manganese e cromo. Su scala relativamente piccola, il metallo, le leghe, gli ossidi e i sali sono utilizzati in industrie quali la costruzione di macchine (rivestimenti, lubrificanti), la costruzione di strumenti (saldanti, rondelle, riempitivi), l'elettronica e la produzione di apparecchiature elettriche (diodi, transistor, laser, rivestimenti dei conduttori) e nella tecnologia del vuoto.

Nelle industrie chimiche il gallio ei suoi composti sono usati come catalizzatori. Arseniuro di gallio è stato ampiamente utilizzato per applicazioni di semiconduttori tra cui transistor, celle solari, laser e generazione di microonde. L'arseniuro di gallio è utilizzato nella produzione di dispositivi optoelettronici e circuiti integrati. Altre applicazioni includono l'uso di ⁷²Ga per lo studio delle interazioni del gallio nell'organismo e ⁶⁷Ga come agente di scansione del tumore. A causa dell'elevata affinità dei macrofagi dei tessuti linforeticolari per ⁶⁷Ga, può essere utilizzato nella diagnosi della malattia di Hodgkin, del sarcoide di Boeck e della tubercolosi linfatica. La scintografia al gallio è una tecnica di imaging polmonare che può essere utilizzata in combinazione con una radiografia del torace iniziale per valutare i lavoratori a rischio di sviluppare malattie polmonari professionali.

Pericoli

I lavoratori dell'industria elettronica che utilizzano l'arseniuro di gallio possono essere esposti a sostanze pericolose come arsenico e arsina. Le esposizioni per inalazione di polveri sono possibili durante la produzione degli ossidi e dei sali in polvere (Ga₂(SO₄)₃, Ga₃Cl) e nella produzione e lavorazione di monocristalli di composti semiconduttori. Gli schizzi o le fuoriuscite delle soluzioni del metallo e dei suoi sali possono agire sulla pelle o sulle mucose dei lavoratori. La macinazione del fosfuro di gallio in acqua dà origine a notevoli quantità di fosfina, che richiedono misure preventive. I composti di gallio possono essere ingeriti attraverso le mani sporche e mangiando, bevendo e fumando nei luoghi di lavoro.

Non sono state descritte malattie professionali da gallio, ad eccezione di un case report di un rash petecchiale seguito da una neurite radiale dopo una breve esposizione a una piccola quantità di fumi contenenti fluoruro di gallio. L'azione biologica del metallo e dei suoi composti è stata studiata sperimentalmente. La tossicità del gallio e dei suoi composti dipende dalla modalità di ingresso nel corpo. Quando somministrato per via orale nei conigli per un lungo periodo di tempo (da 4 a 5 mesi), la sua azione era insignificante e comprendeva disturbi nelle reazioni proteiche e ridotta attività enzimatica. La bassa tossicità in questo caso è spiegata dall'assorbimento relativamente inattivo del gallio nel tratto digestivo. Nello stomaco e nell'intestino si formano composti insolubili o di difficile assorbimento, come i gallati metallici e gli idrossidi. La polvere di ossido, nitruro e arseniuro di gallio era generalmente tossica quando introdotta nel sistema respiratorio (iniezioni intratracheali nei ratti bianchi), causando distrofia del fegato e dei reni. Nei polmoni ha causato alterazioni infiammatorie e sclerotiche. Uno studio conclude che l'esposizione di ratti a particelle di ossido di gallio a concentrazioni vicine al valore limite di soglia induce un danno polmonare progressivo simile a quello indotto dal quarzo. Il nitrato di gallio ha un potente effetto caustico sulla congiuntiva, sulla cornea e sulla pelle. L'elevata tossicità dell'acetato, citrato e cloruro di gallio è stata dimostrata mediante iniezione intraperitoneale, portando alla morte degli animali per paralisi del centro respiratorio.

Misure di sicurezza e salute

Al fine di evitare la contaminazione dell'atmosfera dei luoghi di lavoro da parte delle polveri di biossido di gallio, nitruro e composti semiconduttori, le misure precauzionali dovrebbero includere la chiusura delle apparecchiature che producono polvere e un'efficace ventilazione di scarico locale (LEV). Le misure di protezione personale durante la produzione di gallio dovrebbero prevenire l'ingestione e il contatto dei composti del gallio con la pelle. Di conseguenza, una buona igiene personale e l'uso di dispositivi di protezione individuale (DPI) sono importanti. L'Istituto nazionale statunitense per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) raccomanda il controllo dell'esposizione dei lavoratori all'arseniuro di gallio osservando il limite di esposizione raccomandato per l'arsenico inorganico e consiglia di stimare la concentrazione di arseniuro di gallio nell'aria determinando l'arsenico. I lavoratori dovrebbero essere istruiti sui possibili pericoli e dovrebbero essere installati controlli tecnici adeguati durante la produzione di dispositivi microelettronici in cui è probabile l'esposizione all'arseniuro di gallio. In considerazione della tossicità del gallio e dei suoi composti, come dimostrato dagli esperimenti, tutte le persone coinvolte nel lavoro con queste sostanze dovrebbero sottoporsi a visite mediche periodiche, durante le quali dovrebbe essere prestata particolare attenzione alle condizioni del fegato, dei reni, degli organi respiratori e della pelle .

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