Óxido de germanio (IV)
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|---|---|
| General | |
Nombre sistemático |
Óxido de germanio(IV) |
| abreviaturas | ACC10380, G-15 |
| nombres tradicionales | dióxido de germanio, dióxido de germanio |
| química fórmula | Geo 2 |
| Rata. fórmula | Geo 2 |
| Propiedades físicas | |
| Estado | polvo blanco, cristales incoloros |
| Masa molar | 104,61 g/ mol |
| Densidad | 4,228 g/cm³ |
| Propiedades termales | |
| La temperatura | |
| • fusión | 1116 [1] |
| • hirviendo | 1200 [1] °C |
| Propiedades ópticas | |
| Índice de refracción | 1.7 |
| Clasificación | |
| registro número CAS | 1310-53-8 |
| PubChem | 14796 |
| registro Número EINECS | 215-180-8 |
| SONRISAS | O=[Ge]=O |
| InChI | InChi=1S/GeO2/c2-1-3YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | LY5240000 |
| ChemSpider | 14112 |
| La seguridad | |
| Toxicidad |
bajo |
| Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |
El óxido de germanio (IV) ( dióxido de germanio , dióxido de germanio ) es un compuesto químico inorgánico binario de germanio con oxígeno , es un óxido anfótero . Fórmula química de GeO 2 .
Estructura
Las formas de dióxido de germanio son muy similares al dióxido de silicio . Existen en forma de dos modificaciones cristalinas y la tercera - amorfa:
- El β -GeO 2 hexagonal tiene la misma estructura que el α - cuarzo , el germanio tiene un número de coordinación de 4, grupo espacial P3 1 21 o P3 2 21, parámetros de celda unitaria: a = 0.4972 nm, c = 0.5648 nm, Z = 3, d20 = 4,70 g/cm³ .
- Tetragonal α -GeO 2 (forma mineral - argutita ( ing. argutita )) tiene una estructura del tipo SnO 2 , germanio tiene un número de coordinación de 6, parámetros de celda unitaria: a \u003d 0.4395 nm, c \u003d 0.2860 nm, d 20 \u003d 6,24 g/cm³. Bajo alta presión, se transforma en una forma rómbica , la estructura del tipo CaCl 2 . [2] .
- GeO 2 amorfo es similar al vidrio de cuarzo , se disuelve en agua. ( a = 0,4987 nm, c = 0,5652 nm; consta de tetraedros ligeramente distorsionadoscon un átomo de germanio en el centro) [3] .
El dióxido de germanio tetragonal a 1033 °C se transforma en forma hexagonal. Δ H α → β = 21,6 kJ/ mol .
| Índice | Modificación de cristal |
GeO 2 vítreo | |
| α | β | ||
| T pl. , ºC | 1086 | 1115 | — |
| Densidad , 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 |
Conseguir
El dióxido de germanio se obtiene por hidrólisis de GeCl 4 seguido de secado y calcinación del precipitado a 900 °C. En este caso, se suele formar una mezcla de GeO 2 amorfo y hexagonal :
A temperaturas superiores a 700 °C, el dióxido de germanio se obtiene oxidando germanio:
Hidrólisis de sulfuro de germanio (IV) en agua hirviendo :
Al disolver germanio en ácido nítrico diluido :
Oxidación de sulfuro de germanio (II) con ácido nítrico caliente concentrado :
Hidrólisis u oxidación de germanohidrógenos :
Destrucción de germanatos con ácido nítrico diluido :
Propiedades químicas
El α -GeO 2 y el GeO 2 amorfo son químicamente más pasivos, por lo que las propiedades químicas suelen describirse para el β -GeO 2 .
Calentar dióxido de germanio a una temperatura de 1000 °C da óxido de germanio (GeO) [3] :
Reducido por hidrógeno y carbono a germanio metálico cuando se calienta:
El dióxido de germanio se disuelve en agua, formando el ácido metagermánico débil :
Se disuelve en álcalis, forma sales de ácido metagermánico con los diluidos y ácido ortogermánico con los concentrados:
![{\displaystyle {\mathsf {GeO_{2}+2NaOH+2H_{2}O{\xrightarrow {>20\,\%}}Na_{2}[Ge(OH)_{6}]}}.}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4fb3d0c7ed26363fe22acd61f54bff1eed4fb702)
El nitruro de germanio gris oscuro (Ge 3 N 4 ) se puede obtener por la acción de NH 3 sobre germanio metálico (o GeO 2 ) a 700 °C [4] :
Reacciona con haluros de hidrógeno :
Cuando se calienta, destruye las sales de los ácidos más débiles con la formación de germanatos :
Con óxidos de metales alcalinos, según su cantidad, forma varios germanatos:
Aplicación
El dióxido de germanio es un producto intermedio en la producción de germanio puro y sus compuestos.
El dióxido de germanio tiene un índice de refracción de ~1,7, lo que permite su uso como material óptico para objetivos de gran angular y en lentes de objetivos de microscopios ópticos . Transparente en el rango infrarrojo del espectro.
Una mezcla de dióxido de silicio y dióxido de germanio se utiliza como material para fibras ópticas [5] . Cambiar la proporción de componentes le permite controlar con precisión la refracción de la luz. El dióxido de germanio permite reemplazar al dióxido de titanio como dopante, lo que elimina la necesidad de un tratamiento térmico posterior, que hace que la fibra se vuelva quebradiza [6] .
El dióxido de germanio también se utiliza como catalizador en la producción de resina de polietileno tereftálico [7] .
Se utiliza como materia prima para la producción de algunos fósforos y materiales semiconductores .
En histoquímica, se utiliza para detectar alcoholes polihídricos. El método se basa en la capacidad del ácido germánico para formar compuestos complejos con alcoholes polihídricos ( glicerol , manitol , glucosa , etc.). Cuando las secciones no fijadas se tratan con dióxido de carbono en un medio alcalino, se forman complejos de germanio que revelan 2,3,7-trihidroxi-9-fenilfluorenona-6. [ocho]
Toxicidad
El dióxido de germanio tiene baja toxicidad , pero es una nefrotoxina en dosis más altas . El dióxido de germanio se usa en algunos suplementos dietéticos [9] .
Notas
- ↑ 1 2 Los compuestos más importantes de germanio (enlace inaccesible) . Consultado el 16 de abril de 2010. Archivado desde el original el 2 de abril de 2007.
- ↑ Evolución estructural del dióxido de germanio tipo rutilo y tipo CaCl 2 a alta presión, 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), Química de los elementos (2ª ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9 .
- ↑ Química, elementos de la tabla periódica (enlace inaccesible) documento 12, página 17. Fecha de acceso: 14 de mayo de 2010. Archivado el 27 de agosto de 2005.
- ↑ Robert D. Brown, Jr. GERMANIO . Servicio Geológico de los Estados Unidos. Consultado el 16 de abril de 2010. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2011.
- ↑ Capítulo III: Fibra óptica para comunicaciones (enlace no disponible) . Consultado el 16 de abril de 2010. Archivado desde el original el 15 de junio de 2006.
- ↑ Thiele, Ulrich K. El estado actual de la catálisis y el desarrollo de catalizadores para el proceso industrial de poli(tereftalato de etileno) policondensación // Revista internacional de materiales poliméricos: revista. - 2001. - vol. 50 , núm. 3 . - Pág. 387 - 394 . -doi : 10.1080/ 00914030108035115 .
- ↑ Freishtat D.M. Reactivos y preparaciones para microscopía. Manual / responsable = ed. L. N. Laricheva. - Moscú: Química, 1980. - S. 98. - 480 p. — ISBN UDC 54-4:578.6(031).
- ↑ Tao, SH; Bolger, P. M. Evaluación de peligros de los suplementos de germanio // Toxicología y farmacología reglamentaria : diario. - 1997. - junio ( vol. 25 , n. 3 ). - pág. 211-219 . doi : 10.1006 / rtph.1997.1098 .
Enlaces
- Dióxido de germanio en el sitio [www.xumuk.ru/encyklopedia/987.html XuMuK.ru]
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