Соли металлов GaCl3 — хлорид галлия(III): технические характеристики и применение
Хлорид галлия(III) GaCl3 — неорганическая соль галлия, существующая в безводной форме (белые гигроскопичные кристаллы) и в виде кристаллогидрата GaCl36H2O. Безводный GaCl3 плавится при 77,9 C, кипит при 201 C, образует димер Ga2Cl6 в паровой фазе. Соль получают прямым хлорированием металлического галлия при 200–300 C или взаимодействием Ga2O3 с HCl. Вещество относится к сильным кислотам Льюиса, активно гидролизуется во влажном воздухе с выделением HCl, поэтому хранится в герметичной таре под аргоном или в запаянных ампулах.
Технические параметры безводного GaCl3
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ga | 39,0 % | титрование ЭДТА | сухой бокс | безводная форма |
| Температура плавления | 77,9 C | ДСК | инертная атмосфера | димер Ga2Cl6 |
| Содержание Fe | 0,001 % | ИСП-МС | — | марка 5N |
| Растворимость в воде | гидролиз | визуальный | 20 C | выделение HCl |
Квалификации и формы поставки
- GaCl3 безводный, 99,999 % (5N) — ампулы под аргоном, для эпитаксии и CVD-процессов.
- GaCl36H2O, ч. д. а. — кристаллогидрат для лабораторного синтеза.
- Раствор GaCl3 в HCl — для нанесения каталитических покрытий.
- GaCl3 марки 4N — для получения металлоорганических соединений.
Области применения
Безводный GaCl3 служит прекурсором в MOCVD-реакторах при эпитаксиальном выращивании GaN и GaAs для светодиодов и СВЧ-транзисторов. В органическом синтезе соль применяется как катализатор Фриделя–Крафтса, в реакциях Дильса–Альдера и полимеризации. В аналитической химии GaCl3 используют для осаждения галлия из растворов и как реагент в спектроскопии ЯМР на ядрах 71Ga. В нефтехимии — при крекинге и изомеризации углеводородов.
Условия эксплуатации и хранения
Работы с GaCl3 проводят в перчаточном боксе с атмосферой аргона (точка росы не выше –40 C). Соль фасуют в стеклянные ампулы или фторопластовые контейнеры. При контакте с воздухом образует дымящийся аэрозоль HCl, что требует вытяжной вентиляции и средств защиты органов дыхания. Транспортировка — в герметичной таре, исключающей доступ влаги.
Вопросы и ответы
Чем отличается безводный GaCl3 от кристаллогидрата?
Безводная соль гигроскопична и гидролизуется с выделением HCl, кристаллогидрат GaCl36H2O устойчив на воздухе и применяется в водных синтезах.
Какая чистота требуется для MOCVD-процессов?
Для эпитаксии GaN используют GaCl3 квалификации не ниже 5N с содержанием Fe и Si 0,001 %.
Как хранить хлорид галлия(III)?
В герметичных ампулах под аргоном при температуре не выше 25 C, вдали от влаги и щелочей.
Применяется ли GaCl3 как катализатор?
Да, в реакциях Фриделя–Крафтса, полимеризации и изомеризации углеводородов в нефтехимии.
