Хлорид германия(IV)
| Тетрахлорид германия | |||
|---|---|---|---|
| |||
| 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 |
||
| Энергия ионизации | 11,68 эВ[2] | ||
| 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 | ||
| Дипольный момент | 0 Кл·м[2] | ||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 10038-98-9 | ||
| PubChem | 66226 | ||
| Рег. номер EINECS | 233-116-7 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| RTECS | LY5220000 | ||
| ChemSpider | 10606631 | ||
| Безопасность | |||
| NFPA 704 | |||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 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
[править | править код]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.[3]
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.[4] GeCl4 может быть повторно гидролизирован с деионизизацией воды для получения чистого GeO2, который затем при участии водорода восстанавливают для получения металла германия.[5][6]
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.[5]
Применение
[править | править код]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
[править | править код]Наиболее значимое свойство GeO2 — высокая степень рефракции и низкое оптическое рассеивание, используемое для широкоугольных объективов камер, микроскопии и для сердечников волоконно-оптических линий.[6] 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.[5]
Инфракрасные свойства
[править | править код]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».[6] 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.[5]
Будущее применение
[править | править код]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.[5]
Примечания
[править | править код]- ↑ Holleman A. F. Holleman-Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie — 103 — Walter de Gruyter. — Т. 1. — С. 1171.
- ↑ 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
- ↑ «Germanium» Mineral Commodity Profile, U.S. Geological Survey, 2005.
- ↑ «The Elements» C.R. Hammond, David R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Edition 85 (CRC Press, Boca Raton, FL) (2004)
- ↑ 1 2 3 4 5 USGS
- ↑ 1 2 3 CRC