Germánium-dioxid
| Germánium-dioxid | |||
 |
| ||
| IUPAC-név | germánium-dioxid | ||
| Más nevek | germánium(IV)-oxid germánium-oxid | ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 1310-53-8 | ||
| PubChem | 14796 | ||
| ChemSpider | 14112 | ||
| RTECS szám | LY5240000 | ||
| |||
| |||
| InChIKey | YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N | ||
| UNII | 5O6CM4W76A | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | GeO2 | ||
| Moláris tömeg | 104,6388 g/mol | ||
| Megjelenés | fehér por vagy színtelen kristályok | ||
| Sűrűség | 4,228 g/cm³ | ||
| Olvadáspont | 1115 °C | ||
| Oldhatóság (vízben) | 4,47 g/L (25 °C) 10,7 g/L (100 °C) | ||
| Oldhatóság | oldódik HF-ban, nem oldódik más savakban vagy lúgokban | ||
| Mágneses szuszceptibilitás | −34,3·10−6 cm³/mol | ||
| Törésmutató (nD) | 1,650 | ||
| Kristályszerkezet | |||
| Kristályszerkezet | hexagonális | ||
| Veszélyek | |||
| NFPA 704 |  0
1
0
| ||
| Lobbanáspont | nem gyúlékony | ||
| LD50 | 3700 mg/kg (patkány, szájon át) | ||
| Rokon vegyületek | |||
| Azonos kation | germánium-diszulfid germánium-diszelenid | ||
| Azonos anion | szén-dioxid szilícium-dioxid ón-dioxid ólom-dioxid | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A germánium-dioxid szervetlen vegyület, a germánium egyik oxidja, képlete GeO2. A germánium fő kereskedelmi formája, de a tiszta germánium felületét is ez a – légköri oxigén hatására kialakuló – passziváló réteg védi.
Szerkezete
[szerkesztés]Két fő polimorf módosulata hexagonális, illetve tetragonális szerkezetű. A hexagonális forma β-kvarc szerkezetű, benne a germánium koordinációs száma 4. A tetragonális módosulat (ásványtani nevén argutit) rutilszerű szerkezettel rendelkezik, mint a stiszchovit. Ebben a germánium koordinációs száma 6. Amorf (üvegszerű) formája hasonló az olvasztott szilikához.[1]
Kristályos és amorf formában is előállítható. Légköri nyomáson a GeO4 tetraéderek összekapcsolódásával amorf szerkezet keletkezik. A nyomás növelésével – kb. 9 GPa nyomásig – a germánium átlagos koordinációs száma folyamatosan 4-ről 5-re nő, mellyel párhuzamosan a Ge–O kötéshossz is növekszik.[2] Még nagyobb nyomáson, egészen kb. 15 GPa-ig, a germánium koordinációs száma 6-ra nő, a sűrű térhálós szerkezetet GeO6 oktaéderek építik fel.[3] Ha ezután a nyomást csökkentik, a szerkezet visszaalakul a tetraéderes formává.[2][3] Nagy nyomáson a rutilszerkezetű módosulat rombos CaCl2 formává alakul át.[4]
Reakciói
[szerkesztés]Porított germániummal 1000 °C-on hevítve germánium-monoxidot (GeO) képez.[1]
Hexagonális formája (d = 4,29 g/cm³) jobban oldódik, mint a rutilszerkezetű módosulat (d = 6,27 g/cm³), miközben H4GeO4 vagy Ge(OH)4 keletkezik.[5] Savakban csak kevéssé, lúgokban jobban oldódik, ekkor germanátok keletkeznek.[5]
Sósavval érintkezve illékony és korrozív germánium-tetraklorid keletkezik.
Felhasználása
[szerkesztés]Törésmutatója (1,7) és optikai diszperziós tulajdonságai miatt nagylátószögű objektívek, fénymikroszkópok tárgylencséi és optikai szálak belső magjának optikai anyagaként használják. A germánium és üvegszerű dioxidja is átlátszó az infravörös spektrumban. Utóbbiból IR ablakok és lencsék készíthetők, melyeket hadászati éjjellátó eszközökben, luxusjárművekben[6] és hőkamerákban használnak. Más, az infravörös sugarak számára átlátszó üvegekkel szemben előnye a mechanikai szilárdsága, ami jobban megfelel a zordabb körülményeket támasztó katonai alkalmazásoknak is.[7]
A szilícium- és germánium-dioxid keverékét optikai szálak és hullámvezetők anyagaként használják.[8] Az elemek arányának módosításával pontosan beállítható a törésmutató értéke. Az ilyen anyagból készült üvegeknek a tiszta szilikához képest kisebb a viszkozitása és nagyobb a törésmutatója.
Katalizátorként használják a polietilén-tereftalát műgyanta gyártásához,[9] de más germániumvegyületek előállításához is felhasználják. Alapanyagként használják egyes fényporok és félvezetők gyártásához.
Az algatenyészetekben a kovamoszatok ellen használják, mivel ezek viszonylag gyorsabb szaporodásukkal gátolnák vagy elnyomnák az eredeti algatörzsek fejlődését. A kovamoszatok könnyen felveszik a germánium-dioxidot, így biokémiai folyamataikban a szilícium helyére germánium kerül, ami jelentősen csökkenti a kovamoszatok növekedési sebességét, vagy akár teljesen el is pusztítja azokat, ugyanakkor az egyéb algafajokra alig van hatással. Erre a célra – a fajtól és a szennyeződés mértékétől függően – a tápoldatba 1 és 10 mg/l közötti koncentrációban adagolnak germánium-dioxidot.[10]
Toxicitása, orvosi felhasználása
[szerkesztés]Kevéssé mérgező, de nagyobb mennyiségben nefrotoxikus hatású.
Néhány kétes étrendkiegészítő és „csodaszer” germánium-dioxid formájában germániumot tartalmaz.[11] Ezek nagy dózisa több esetben is germániummérgezést okozott.[forrás?]
Hivatkozások
[szerkesztés]- ↑ a b Greenwood, N.N.. Az elemek kémiája, 1., Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó, 516. o. (1999). ISBN 963 18 9144 5
- ↑ a b (2010) „Structure of GeO2 glass at pressures up to 8.6 GPa”. Physical Review B 81, 014202. o. DOI:10.1103/PhysRevB.81.014202.
- ↑ a b (2004) „Formation and Structure of a Dense Octahedral Glass”. Physical Review Letters 93 (11), 115502. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.93.115502. PMID 15447351.
- ↑ Structural evolution of rutile-type and CaCl2-type germanium dioxide at high pressure, J. Haines, J. M.Léger, C.Chateau, A. S.Pereira, Physics and Chemistry of Minerals, 27, 8 ,(2000), 575–582,doi:10.1007/s002690000092
- ↑ a b Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman, (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier ISBN 0-12-352651-5
- ↑ "The Elements" C. R. Hammond, David R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Edition 85 (CRC Press, Boca Raton, FL) (2004)
- ↑ "Germanium" Mineral Commodity Profile, U.S. Geological Survey, 2005.
- ↑ Robert D. Brown, Jr.: Germanium. U.S. Geological Survey, 2000
- ↑ Thiele, Ulrich K. (2001). „The Current Status of Catalysis and Catalyst Development for the Industrial Process of Poly(ethylene terephthalate) Polycondensation”. International Journal of Polymeric Materials 50 (3), 387–394. o. DOI:10.1080/00914030108035115.
- ↑ Robert Arthur Andersen. Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press (2005)
- ↑ (1997. június 1.) „Hazard Assessment of Germanium Supplements”. Regulatory Toxicology and Pharmacology 25 (3), 211–219. o. DOI:10.1006/rtph.1997.1098. PMID 9237323.
Fordítás
[szerkesztés]- Ez a szócikk részben vagy egészben a Germanium dioxide című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Kapcsolódó szócikkek
[szerkesztés]
