| Kristallstruktur | |||||||||||||||
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| __ Ge4+ __ O2− | |||||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||||
| Name | Germanium(IV)-oxid | ||||||||||||||
| Andere Namen |
Germaniumdioxid | ||||||||||||||
| Verhältnisformel | GeO2 | ||||||||||||||
| CAS-Nummer | 1310-53-8 | ||||||||||||||
| PubChem | 14796 | ||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
weißer geruchloser Feststoff[1] | ||||||||||||||
| Eigenschaften | |||||||||||||||
| Molare Masse | 104,59 g·mol−1 | ||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||||
| Dichte |
4,23 g·cm−3[1] | ||||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||||
| Löslichkeit |
schlecht in Wasser (4,5 g·l−1 bei 25 °C)[2] | ||||||||||||||
| Brechungsindex |
1,7[3] | ||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||
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| LD50 |
1250 mg·kg−1 (oral Ratte)[1] | ||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C | |||||||||||||||
Germanium(IV)-oxid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Germaniumverbindungen und Oxide.
Vorkommen
Germanium(IV)-oxid kommt natürlich in Form des Minerals Argutit.
Gewinnung und Darstellung
Germanium(IV)-oxid entsteht beim starken Glühen von Germanium oder Germaniumdisulfid in einer Sauerstoff-Atmosphäre.
- $ \mathrm {Ge+O_{2}\rightarrow GeO_{2}} $
Sehr einfach ist auch die Hydrolyse von Germanium(IV)-chlorid.[6]
- $ \mathrm {GeCl_{4}+2\ H_{2}O\rightarrow GeO_{2}+4\ HCl} $
Eigenschaften
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.[6][7] 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)[6], in Laugen (z.B. Alkalilauge) dagegen leicht, wobei Germanate entstehen.[8]
Verwendung
Germanium(IV)-oxid wird zur Produktion von im Infraroten durchlässigen optischen Gläsern verwendet.[3] In der Polyesterchemie kommt es als Katalysator bei der Herstellung von bestimmten nicht vergilbenden Polyesterfasern und -granulaten zum Einsatz, speziell für recyclingfähige PET-Flaschen.[9] Es dient auch als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Germanaten wie Hafniumgermanat HfGeO4.[4]
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Eintrag zu CAS-Nr. 1310-53-8 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 19. Juni 2010 (JavaScript erforderlich).
- ↑ Datenblatt Germanium(IV)-oxid bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
- ↑ 3,0 3,1 Germanium Oxide Powder (Reade)
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Datenblatt Germanium(IV) oxide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. April 2011.
- ↑ Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie Band II; ISBN 3432878133
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0080379419
- ↑ Arnold F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg; Lehrbuch der anorganischen Chemie.
- ↑ Rohstoffe für Zukunftstechnologien (Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung ISI)
