Хлорид германия(IV)

Тетрахлорид германия
Germanium-tetrachloride-2D.png Germanium-tetrachloride-3D-vdW.png
Общие
Систематическое
наименование
хлорид германия​(IV)​
Хим. формула GeCl4
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 214.40 г/моль
Плотность

(20 °C) 1.879 г/см³


(30 °C) 1.844 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления -49.5 °C
 • кипения 86.5 °C
 • вспышки негорюч °C
Энтальпия
 • образования −531 кДж/моль[1]
Химические свойства
Растворимость
 • в воде разлагается
 • в остальных веществах

растворим в эфире, бензоле, хлороформе, Тетрахлорметане

нерастворим в HCl, H2SO4
Оптические свойства
Показатель преломления 1.464
Структура
Координационная геометрия тетраэдральная
Классификация
Рег. номер CAS 10038-98-9
PubChem
Рег. номер EINECS 233-116-7
SMILES
InChI
RTECS LY5220000
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
Огнеопасность 0: Негорючее веществоОпасность для здоровья 3: Кратковременное воздействие может привести к серьёзным временным или умеренным остаточным последствиям (например, хлор, серная кислота)Реакционноспособность 2: Подвергается серьёзным химическим изменениям при повышенной температуре и давлении, бурно реагирует с водой или может образовывать взрывчатые смеси с водой (например, фосфор, калий, натрий)Специальный код W: Реагирует с водой необычным или опасным образом (например, цезий, натрий, рубидий)NFPA 704 four-colored diamond
0
3
2
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Тетрахлорид германия — бесцветная жидкость, являющаяся промежуточным продуктом при производстве полуметалла германия. В последнее время использование GeCl4 значительно возросло благодаря применению его в качестве реагента при производстве оптического волокна.


Получение[ | ]

Большинство производных германия получаются из мелкой пыли цинковой и медной руды, несмотря на такой значительный источник, как наличие его в продукте сжигания определённых видов угля, называемых витрено. Тетрахлорид германия — это промежуточный продукт, образующийся при очистке металла германия или его оксида GeO2.[2]

Тетрахлорид германия может быть получен непосредственно из GeO2 растворением оксида в концентрированной соляной кислоте. Получаемая смесь дистиллируется для очищения и отделения тетрахлорида германия от других продуктов и примесей.[3] GeCl4 может быть повторно гидролизирован с деионизизацией воды для получения чистого GeO2, который затем при участии водорода восстанавливают для получения металла германия.[4][5]

Тем не менее, получение GeO2 зависит от окисленной формы германия, извлечённого из руды. Медно-свинцовые сульфиды и цинко-сульфидные руды будут служить для получения GeS2, который затем окисляется в GeO2 с окислителем, например, хлоратом натрия. Цинковая руда обжигается и спекается и может непосредственно использоваться для получения из неё GeO2. Оксид затем обрабатывается, как описано выше.[4]

Применение[ | ]

Тетрахлорид германия используется почти исключительно в качестве вспомогательного элемента для нескольких оптических процессов. GeCl4 может быть гидролизирован непосредственно в GeO2, оксид стекла с несколькими уникальными свойствами и применением, описанным далее:

Оптическое волокно[ | ]

Наиболее значимое свойство GeO2 — высокая степень рефракции и низкое оптическое рассеивание, используемое для широкоугольных объективов камер, микроскопии и для сердечников волоконно-оптических линий.[5] Хлорид кремния(IV) и SiCl4 вводятся с кислородом в полые стеклянные заготовки, которые осторожно нагревают, чтобы позволить реагентам окислиться до соответствующих им оксидам и образования стекла с заданными свойствами. У GeO2 высокая степень рефракции, потому изменяя уровень тетрахлорида германия можно прямо управлять общим показателем преломления в оптическом волокне. Доля GeO2 составляет около 4 % от общей массы стекла.[4]

Инфракрасные свойства[ | ]

Германий и окисел стекла, GeO2, прозрачны в инфракрасном диапазоне. Стекло может быть изготовлено для применения в качестве инфракрасных окон и линз, использоваться в технологии изготовления приборов ночного видения в военной промышленности и в автомобилях класса «люкс».[5] GeO2 более предпочтительнее по сравнению с другими инфракрасно-прозрачными стёклами, поскольку это стекло более прочное к механическому воздействию и, следовательно, предпочтительнее и надёжнее для военного назначения.[4]

Будущее применение[ | ]

По состоянию на 2000 год около 15 % потребления германия в США идёт для технологии изготовления инфракрасной оптики и 50 % для оптического волокна. За последние 20 лет использование в инфракрасной технологии постоянно уменьшалось, а спрос на оптическое волокно медленно, но увеличивается. Есть мнение, что существует перепрозводство оптоволокна для оптических линий связи, и что 30-50 % действующих линий — это неиспользуемое тёмное волокно, что предполагает в будущем снижение спроса на оптику. По всему миру спрос на оптоволокно резко возрастает и такие государства, как Китай, на территории всей страны расширяют свои телекоммуникации на основе волоконно-оптических линий связи.[4]

Примечания[ | ]

  1. Holleman-Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie — 103 — Т. 1. — С. 1171.
  2. «Germanium» Mineral Commodity Profile, U.S. Geological Survey, 2005.
  3. «The Elements» C.R. Hammond, David R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Edition 85 (CRC Press, Boca Raton, FL) (2004)
  4. 1 2 3 4 5 USGS
  5. 1 2 3 CRC

См. также[ | ]

Классы соединений германия