Germanium(IV)klorid

germaniumtetraklorid
Allmän
Systematiskt namn	germaniumklorid (IV).
Chem. formel	GeCl 4
Fysikaliska egenskaper
stat	färglös vätska
Molar massa	214,40 g/ mol
Densitet	(20°C) 1,879 g/cm3 (30°C) 1,844 g/cm³
Termiska egenskaper
Temperatur
•  smältning	-49,5°C
•  kokande	86,5°C
•  blinkar	icke brandfarlig °C
Entalpi
•  utbildning	−531 kJ/mol [1]
Kemiska egenskaper
Löslighet
• i vatten	sönderfallande
• i andra ämnen	löslig i eter , bensen , kloroform , koltetraklorid olöslig i HCl , H2SO4 _ _
Optiska egenskaper
Brytningsindex	1,464
Strukturera
Koordinationsgeometri	tetraedrisk
Klassificering
Reg. CAS-nummer	10038-98-9
PubChem	66226
Reg. EINECS-nummer	233-116-7
LEDER	[Ge+4].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-], Cl[Ge](Cl)(Cl)Cl
InChI	InChI=1S/Cl4Ge/cl-5(2,3)4IEXRMSFVATTJX-UHFFFAOYSA-N
RTECS	LY5220000
ChemSpider	10606631
Säkerhet
NFPA 704	0 3 2W
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
Mediafiler på Wikimedia Commons

Germaniumtetraklorid  är en färglös vätska som är en mellanprodukt i produktionen av germaniumhalvmetall . Nyligen har användningen av GeCl 4 ökat avsevärt på grund av dess användning som reagens vid produktion av optiska fibrer .

Får

De flesta germaniumderivat erhålls från det fina stoftet av zink och kopparmalm , trots en så betydande källa som dess närvaro i förbränningsprodukten av vissa typer av kol, kallad vitreno . Germaniumtetraklorid är en mellanprodukt som bildas vid rening av germaniummetall eller dess oxid GeO 2 . [2]

Germaniumtetraklorid kan erhållas direkt från GeO 2 genom att lösa upp oxiden i koncentrerad saltsyra . Den resulterande blandningen destilleras för att rena och separera germaniumtetraklorid från andra produkter och föroreningar. [3] GeCl 4 kan återhydrolyseras med vattenavjonisering för att producera ren GeO 2 , som sedan reduceras med väte för att producera germaniummetall. [4] [5]

Produktionen av GeO 2 beror dock på den oxiderade formen av germanium som utvinns från malmen . Koppar-blysulfider och zinksulfidmalmer kommer att tjäna till att producera GeS 2 , som sedan oxideras till GeO 2 med en oxidant som natriumklorat . Zinkmalm rostas och sintras och kan direkt användas för att erhålla GeO 2 från den . Oxiden bearbetas sedan såsom beskrivits ovan. [fyra]

Applikation

Germaniumtetraklorid används nästan uteslutande som ett hjälpelement för flera optiska processer. GeCl 4 kan hydrolyseras direkt till GeO 2 , en glasoxid med flera unika egenskaper och användningsområden, enligt beskrivningen nedan:

Optisk fiber

Den viktigaste egenskapen hos GeO 2  är dess höga brytningsgrad och låga optiska spridning, som används för vidvinkelkameralinser, mikroskopi och för fiberoptiska linjekärnor . [5] Kisel(IV)klorid och SiCl 4 införs med syre i ihåliga glasförformar, som värms upp försiktigt för att tillåta reaktanterna att oxidera till sina respektive oxider och bilda glas med önskade egenskaper. GeO 2 har en hög brytningsgrad, därför, genom att ändra nivån av germaniumtetraklorid, kan du direkt styra det totala brytningsindexet i en optisk fiber . Andelen GeO 2 är cirka 4 % av glasets totala massa. [fyra]

Infraröda egenskaper

Germanium och glasoxid, GeO 2 , är transparenta i det infraröda. Glaset kan göras för användning som infraröda fönster och linser, mörkerseendeteknik inom militärindustrin och i lyxbilar. [5] GeO 2 är att föredra framför andra IR-klara glasögon eftersom det är mer mekaniskt motståndskraftigt och därför att föredra och mer pålitligt för militära tillämpningar. [fyra]

Framtida applikationer

Från och med 2000 är cirka 15 % av USA :s germaniumförbrukning för infraröd optik och 50 % för optisk fiber . Under de senaste 20 åren har användningen av infraröd teknik stadigt minskat, och efterfrågan på optisk fiber ökar sakta men ökande. Det finns en uppfattning om att det finns en överproduktion av fiber för optiska kommunikationslinjer, och att 30-50 % av de aktiva linjerna är oanvänd mörk fiber , vilket tyder på en minskning av efterfrågan på optik i framtiden. Efterfrågan på fiberoptik ökar dramatiskt runt om i världen, och länder som Kina utökar sin telekommunikation över hela landet baserat på fiberoptiska kommunikationslinjer . [fyra]

Anteckningar

1. ↑ Holleman-Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie - 103 - Vol. 1. - S. 1171.
2. ↑ "Germanium" Mineral Commodity Profile, US Geological Survey, 2005.
3. ↑ "The Elements" C. R. Hammond, David R. Lide, red. 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

Se även

• Germanium
• optisk fiber
• Infraröd strålning