Germánium(IV)-oxid

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. október 28-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 16 szerkesztést igényelnek .

germánium-dioxid

Tábornok
Szisztematikus név	germánium-oxid (IV).
Rövidítések	ACC10380, G-15
Hagyományos nevek	germánium-dioxid, germánium-dioxid
Chem. képlet	Geo 2
Patkány. képlet	Geo 2
Fizikai tulajdonságok
Állapot	fehér por, színtelen kristályok
Moláris tömeg	104,61 g/ mol
Sűrűség	4,228 g/cm³
Termikus tulajdonságok
Hőfok
• olvadás	1116 [1]
• forralás	1200 [1] °C
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	1.7
Osztályozás
Reg. CAS szám	1310-53-8
PubChem	14796
Reg. EINECS szám	215-180-8
MOSOLYOK	O=[Ge]=O
InChI	InChI=1S/GeO2/c2-1-3YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N
RTECS	LY5240000
ChemSpider	14112
Biztonság
Toxicitás	alacsony
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.

A germánium(IV)-oxid ( germánium - dioxid, germánium-dioxid ) a germánium bináris szervetlen kémiai vegyülete oxigénnel , amfoter oxid . A GeO 2 kémiai képlete .

Szerkezet

A germánium-dioxid formái nagyon hasonlóak a szilícium-dioxidhoz . Két kristályos módosulat formájában léteznek, a harmadik pedig amorf:

A hatszögletű β -GeO 2 szerkezete megegyezik az α - kvarccal ,a germánium koordinációs száma 4, a tércsoport P3 1 21 vagy P3 2 21, egységcella paraméterei: a = 0,4972 nm, c = 0,5648 nm, Z = 3, d20 = 4,70 g /cm3.
A tetragonális α -GeO 2 (ásványi forma - argutit ( eng. argutit )) szerkezete SnO 2 típusú , a germánium koordinációs száma 6, egységcella paraméterei: a \u003d 0,4395 nm, c \u003d 0,2860 20 \u003d 6 ,24 g/cm³. Nagy nyomás alatt rombusz alakúvá , CaCl 2 típusú szerkezetté. [2] .
Az amorf GeO 2 hasonló a kvarcüveghez , vízben oldódik. ( a = 0,4987 nm, c = 0,5652 nm; enyhén torzított tetraéderekből áll , középpontjában germánium atommal) [3] .

A tetragonális germánium-dioxid 1033 °C-on hatszögletű formává alakul. Δ H α → β = 21,6 kJ/ mol .

A germánium-dioxid néhány tulajdonsága

Index	Kristály módosítás		Üveges GeO 2
Index	α	β	Üveges GeO 2
T. pl. , °C	1086	1115	—
Sűrűség , g/cm³	6.277	4.28	3.667
TCLE , K −1	5,36⋅10 -5 (298–698 K)	9,5⋅10 -6 (298–798 K)	7,5⋅10 -6 (298–698 K)
ΔH pl . , kJ/ mol	21.1	17.6	—
S° 298 , J/(mol K)	39.71	55.27	69,77
C ° p , J / (mol K)	50.17	52.09	53
ΔH arr . , kJ/ mol	-580,15	-554,71	-539,00

Getting

A germánium-dioxidot GeCl 4 hidrolízisével , majd a csapadék szárításával és kalcinálásával nyerik 900 °C-on. Ebben az esetben általában amorf és hatszögletű GeO 2 keveréke képződik :

{\mathsf {GeCl_{4}+H_{2}O\longrightarrow {\mathit {m}}GeO_{2}\cdot {\mathit {n}}H_{2}O+4HCl\uparrow {\ xrightarrow {900~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2}+H_{2}O\uparrow )).

700 °C feletti hőmérsékleten germánium-dioxidot kapnak germánium oxidálásával :

{\mathsf {Ge+O_{2}{\xrightarrow {>700~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2))}.

Germánium(IV)-szulfid hidrolízise forrásban lévő vízben :

{\mathsf {GeS_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {100~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2}\downarrow +2H_{2}S\ felfelé nyíl }}.

A germánium híg salétromsavban való feloldásával :

{\mathsf {Ge+4HNO_{3}\longrightarrow GeO_{2}\downarrow +4NO_{2}\uparrow +2H_{2}O)).

Germánium(II)-szulfid oxidációja tömény forró salétromsavval :

{\mathsf {GeS+10HNO_{3}\longrightarrow GeO_{2}\downarrow +H_{2}SO_{4}+10NO_{2}\uparrow +4H_{2}O)).

Germanohidrogének hidrolízise vagy oxidációja :

{\mathsf {GeH_{4}+2H_{2}O{\xrightarrow {~T~}}GeO_{2}\downarrow +4H_{2}\uparrow )),

{\mathsf {GeH_{4}+2O_{2}{\xrightarrow {200~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2}+2H_{2}O)).

A csírák megsemmisítése híg salétromsavval :

{\mathsf {Na_{2}GeO_{3}+2HNO_{3}\longrightarrow GeO_{2}\downarrow +2NaNO_{3}+H_{2}O)).

Kémiai tulajdonságok

Az α -GeO 2 és az amorf GeO 2 kémiailag passzívabb, ezért a kémiai tulajdonságokat általában a β -GeO 2 -re írják le .

A germánium-dioxidot 1000 °C -on hevítve germánium-oxidot (GeO) kapunk [3] :

{\mathsf {2GeO_{2}\rightleftarrows 2GeO+O_{2}}}.

Hevítés közben hidrogénnel és szénnel fémes germániummá redukálódik:

{\mathsf {GeO_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {600~^{\circ }{\text{C))))Ge+2H_{2}O)),

{\mathsf {GeO_{2}+C{\xrightarrow {500{-}600~^{\circ }{\text{C))))Ge+CO_{2))}.

A germánium-dioxid vízben oldódik, gyenge metagermánsavat képezve :

{\mathsf {GeO_{2}+H_{2}O\longrightarrow H_{2}GeO_{3))}.

{\mathsf {H_{2}GeO_{3}+H_{2}O\rightleftarrows HGeO_{3}^{-}+H_{3}O^{+}}};\quad pK=8{ ,}73,

{\mathsf {HGeO_{3}^{+}+H_{2}O\rightleftarrows GeO_{3}^{2+}+H_{3}O^{+}}};\quad pK=12 {,}72.

Lúgokban oldódik, híg sókkal metagermánsav, koncentrált ortogermánsav sóit képez:

{\mathsf {GeO_{2}+2NaOH{\xrightarrow {<20\,\%}}Na_{2}GeO_{3}+H_{2}O)),

{\mathsf {GeO_{2}+2NaOH+2H_{2}O{\xrightarrow {>20\,\%}}Na_{2}[Ge(OH)_{6}]}}.

Sötétszürke germánium-nitrid (Ge 3 N 4 ) NH 3 fém germániumra (vagy GeO 2 ) történő hatására 700 °C-on állítható elő [4] :

{\mathsf {4NH_{3}+3GeO_{2}{\xrightarrow {700~^{\circ }{\text{C))))Ge_{3}N_{4}+6H_{2}O }}.

Reagál hidrogén-halogenidekkel :

{\mathsf {GeO_{2}+4HCl{\xrightarrow {450~^{\circ }{\text{C))))GeCl_{4}+2H_{2}O)).

Melegítéskor elpusztítja a gyengébb savak sóit csírák képződésével :

{\mathsf {GeO_{2}+Na_{2}CO_{3}{\xrightarrow {1200~^{\circ }{\text{C))))Na_{2}GeO_{3}+CO_ {2}}}.

Az alkálifém-oxidokkal, mennyiségüktől függően, különféle germanátumokat képeznek:

{\mathsf {GeO_{2}+{\mathit {x}}~Na_{2}O{\xrightarrow {1000~^{\circ }{\text{C))))Na_{2}GeO_ {3},Na_{6}GeO_{5},Na_{4}GeO_{4}}}.

Alkalmazás

A germánium-dioxid a tiszta germánium és vegyületei előállításának közbenső terméke.

A germánium-dioxid törésmutatója ~1,7, ami lehetővé teszi, hogy optikai anyagként használják széles látószögű objektívekhez és optikai mikroszkóp objektívlencsékhez . Átlátszó a spektrum infravörös tartományában.

Optikai szálak anyagaként szilícium-dioxid és germánium-dioxid keverékét használják [5] . Az összetevők arányának megváltoztatása lehetővé teszi a fénytörés pontos szabályozását. A germánium-dioxid lehetővé teszi a titán-dioxid dópolószerként való helyettesítését, ami szükségtelenné teszi az utólagos hőkezelést, ami a szálat törékennyé teszi [6] .

A germánium-dioxidot katalizátorként is használják a polietilén-tereftálgyanta gyártásánál [ 7] .

Nyersanyagként használják egyes foszforok és félvezető anyagok előállításához.

A hisztokémiában többértékű alkoholok kimutatására használják. A módszer a germánsav azon képességén alapul, hogy többértékű alkoholokkal ( glicerin , mannit , glükóz stb.) komplex vegyületeket képez . Ha a nem rögzített metszeteket lúgos közegben szén-dioxiddal kezeljük , germániumkomplexek keletkeznek, amelyek 2,3,7-trihidroxi-9-fenilfluorenon-6-ot mutatnak. [nyolc]

Toxicitás

A germánium-dioxid alacsony toxicitású , de nagyobb dózisokban nefrotoxin . A germánium-dioxidot egyes étrend-kiegészítőkben használják [9] .

Jegyzetek

↑ 1 2 A germánium legfontosabb vegyületei (hozzáférhetetlen láncszem) . Letöltve: 2010. április 16. Az eredetiből archiválva : 2007. április 2.. (határozatlan)
↑ Rutil típusú és CaCl 2 típusú germánium-dioxid szerkezeti fejlődése nagy nyomáson, J. Haines, JM Léger, C. Chateau, AS Pereira, Physics and Chemistry of Minerals, 27, 8, (2000), 575-582, doi : 10.1007/s002690000092 .
↑ 1 2 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2. kiadás), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9 .
↑ Kémia, a periódusos rendszer elemei (elérhetetlen hivatkozás) 12. dokumentum, 17. oldal Hozzáférés dátuma: 2010. május 14. Archiválva : 2005. augusztus 27. (Orosz)
↑ Robert D. Brown, Jr. GERMÁNIUM . US Geological Survey. Letöltve: 2010. április 16. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 22.. (határozatlan)
↑ III. fejezet: Optikai szál kommunikációhoz (a hivatkozás nem elérhető) . Letöltve: 2010. április 16. Az eredetiből archiválva : 2006. június 15. (határozatlan)
↑ Thiele, Ulrich K. The Current Status of Catalys and Catalyst Development for the Industrial Process of Poly(ethylene tereftalate) Polycondensation // International Journal of Polymeric Materials : folyóirat. - 2001. - Vol. 50 , sz. 3 . - 387-394 . o . - doi : 10.1080/00914030108035115 .
↑ Freishtat D.M. Reagensek és készítmények mikroszkópiához. Kézikönyv / felelős = szerk. L. N. Laricseva. - Moszkva: Kémia, 1980. - S. 98. - 480 p. — ISBN UDC 54-4:578.6(031).
↑ Tao, S.H.; Bolger, P. M. Germánium-kiegészítők veszélyértékelése // Szabályozási toxikológia és farmakológia : folyóirat. - 1997. - június ( 25. évf. , 3. sz.). - P. 211-219 . doi : 10.1006 / rtph.1997.1098 .

Linkek

Germánium-dioxid a webhelyen [www.xumuk.ru/encyklopedia/987.html XuMuK.ru]

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)

Germániumvegyület osztályok germániumvegyületek

oxidok
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Mint 2 O 3 Mint 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	2 O InO 2 O 3 - ban	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	Nál nél
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 Pro 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tuberkulózis	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Vö . 2 O 3	Es	fm	md	nem	lr