Germanium(IV)-oxid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Germaniumverbindungen und Oxide.
| Kristallstruktur | ||||||||||
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| _ Ge4+ _ O2− | ||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Germanium(IV)-oxid | |||||||||
| Andere Namen |
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| Verhältnisformel | GeO2 | |||||||||
| Kurzbeschreibung | weißer geruchloser Feststoff | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 104,59 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||
| Dichte | 4,23 g·cm−3 | |||||||||
| Schmelzpunkt | 1086–1115 °C | |||||||||
| Löslichkeit | schlecht in Wasser (4,5 g·l−1 bei 25 °C) | |||||||||
| Brechungsindex | 1,7 | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| Toxikologische Daten | ||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C |
Vorkommen Bearbeiten
Germanium(IV)-oxid kommt natürlich in Form des Minerals Argutit vor.
Gewinnung und Darstellung Bearbeiten
Germanium(IV)-oxid entsteht beim starken Glühen von Germanium oder Germaniumdisulfid in einer Sauerstoff-Atmosphäre.
Sehr einfach ist auch die Hydrolyse von Germanium(IV)-chlorid. Im Gegensatz zum Silicium, welches bei der Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid zunächst Kieselsäuren bildet, entstehen beim Germanium keine stabilen Hydroxide, sondern das hydratfreie Germaniumdioxid.
Eigenschaften Bearbeiten
Germanium(IV)-oxid kommt in mehreren Kristallstrukturen parallel zu denen von Siliziumdioxid vor. Hexagonales GeO2 (Schmelzpunkt 1115 °C, Dichte 4,7 g/cm³) besitzt die gleiche Struktur wie α-Quarz und entsteht bei der Hydrolyse von Germaniumchlorid und der Zersetzung von Germanaten. Das tetragonale GeO2 (als Mineral Argutit, Schmelzpunkt 1086 °C, Dichte 6,239 g/cm³) besitzt eine Rutil ähnliche Struktur (wie Stishovit) und entsteht durch mehrstündiges Erhitzen von Germanium(IV)-oxid mit Wasser unter Druck und bei höheren Temperaturen oder beim Eindampfen einer wässrigen Germanium(IV)-oxid-Lösung mit etwas Ammoniumfluorid. Das amorphe GeO2 entspricht Quarzglas (Dichte 3,637 g/cm³) und entsteht immer beim Abkühlen einer Schmelze von Germanium(IV)-oxid. Die Rutil-Modifikation kann bei 1033 °C in die lösliche Quarz-analoge Form überführt werden. Diese Modifikation ist im Gegensatz zu den anderen etwas in Wasser löslich, wobei die Lösung deutlich sauer reagiert (Bildung von Germaniumsäure). In Säuren löst sich Germanium(IV)-oxid nur schwierig (in starker Salzsäure leicht), in Laugen (z. B. Alkalilauge) dagegen leicht, wobei Germanate entstehen.
Verwendung Bearbeiten
Germanium(IV)-oxid wird zur Produktion von im Infraroten durchlässigen optischen Gläsern verwendet. In der Polyesterchemie kommt es als Katalysator bei der Herstellung von bestimmten nicht vergilbenden Polyesterfasern und -granulaten zum Einsatz, speziell für recyclingfähige PET-Flaschen. Es dient auch als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Germanaten wie Hafniumgermanat HfGeO4.
Einzelnachweise Bearbeiten
- Eintrag zu GERMANIUM DIOXIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 19. Januar 2022.
- ↑ Eintrag zu Germanium(IV)-oxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)
- Datenblatt Germanium(IV)-oxid bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
- ↑ (Memento des vom 29. November 2010 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- ↑ Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3.
- Robert Schwarz: Beiträge zur Chemie des Germaniums. (I. Mitteil.). In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series). Band 62, Nr. 9, 9. Oktober 1929, S. 2477, doi:10.1002/cber.19290620902.
- Robert Schwarz, P. W. Schenk, H. Giese: Beiträge zur Chemie des Germaniums (VI.). In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series). Band 64, Nr. 2, 4. Februar 1931, S. 362, doi:10.1002/cber.19310640227.
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9.
- A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1019.
- Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI: Rohstoffe für Zukunftstechnologien. S. 337.
- Datenblatt Germanium(IV) oxide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. April 2011 (PDF).