Химия - Оксид германия(IV) - Получение

02 июля 2011


Оглавление:
1. Оксид германия(IV)
2. Получение
3. Применение
4. Токсичность



Получают двуокись германия гидролизом GeCl4 с последующей просушкой и прокаливанием осадка при 900 °C. При этом обычно образуется смесь аморфного и гексагонального GeO2.

~\mathrm{GeCl_4+H_2O \longrightarrow \mathit{m}GeO_2 \cdot \mathit{n}H_2O + 4HCl\uparrow \xrightarrow{900^oC} \ GeO_2 + H_2O\uparrow}

При температуре выше 700 °C при помощи окисления германия получается двуокись германия:

~\mathrm{Ge+O_2 \ \xrightarrow{>700 \ ^\circ C} \ GeO_2}

Гидролизом сульфид германия в кипящей воде:

~\mathrm{GeS_2+2H_2O \ \xrightarrow{100 \ ^\circ C} \ GeO_2\downarrow + \ 2H_2S\uparrow}

Растворяя германий в разбавленной азотной кислоте:

~\mathrm{Ge+4HNO_3 \longrightarrow \ GeO_2\downarrow + \ 4NO_2\uparrow + \ 2H_2O}

Окислением сульфида германия концентрированной горячей азотной кислотой:

~\mathrm{GeS+10HNO_3 \longrightarrow \ GeO_2\downarrow + \ H_2SO_4 + 10NO_2\uparrow + \ 4H_2O}

Гидролизом или окислением германоводородов:

~\mathrm{GeH_4 + 2H_2O \ \xrightarrow{~T~} \ GeO_2\downarrow + \ 4H_2\uparrow}
~\mathrm{GeH_4 + 2O_2 \ \xrightarrow{200 \ ^\circ C} \ GeO_2 + 2H_2O}

Разрушение германатов разбавленной азотной кислотой:

~\mathrm{Na_2GeO_3 + 2HNO_3 \longrightarrow \ GeO_2\downarrow + \ 2NaNO_3 + H_2O}

Химические свойства

α-GeO2 и аморфный GeO2 химически более пассивны, поэтому химические свойства описывают для β-GeO2.

Нагревание диоксида германия при температуре 1000 °C дает оксид германия :

~\mathrm{2GeO_2 \rightleftarrows \ 2GeO + O_2}

Восстанавливается водородом и углеродом до металлического германия при нагревании:

~\mathrm{GeO_2 + 2H_2 \ \xrightarrow{600^oC} \ Ge + 2H_2O}
~\mathrm{GeO_2 + C \ \xrightarrow{500-600^oC} \ Ge + CO_2}

Диоксид германия растворяется в воде, образуя слабую метагерманиевую кислоту:

~\mathrm{GeO_2 + H_2O \longrightarrow \ H_2GeO_3}
~\mathrm{H_2GeO_3 + H_2O \rightleftarrows \ HGeO_3^- + H_3O^+;~~~~~\mathit{p}K=8,73}
~\mathrm{HGeO_3^+ + H_2O \rightleftarrows \ GeO_3^{2+} + H_3O^+;~~~~~~~\mathit{p}K=12,72}

Растворяется в щелочах, с разбавленными образует соли метагерманиевой кислоты, с концентрированными — ортогерманиевой:

~\mathrm{GeO_2 + 2NaOH \xrightarrow{~< 20%~} \ Na_2GeO_3 + H_2O}
~\mathrm{GeO_2 + 2NaOH + 2H_2O \xrightarrow{~> 20%~} \ Na_2}

Серый нитрид германия может быть получен действием NH3 на металлический германий при 700 °C:

~\mathrm{4NH_3 + 3GeO_2 \ \xrightarrow{700 \ ^\circ C} \ Ge_3N_4 + 6H_2O}

Взаимодействует с галогеноводородами:

~\mathrm{GeO_2 + 4HCl \ \xrightarrow{450^oC} \ GeCl_4 + 2H_2O}

При нагревании разрушает соли более слабых кислот с образованием германатов:

~\mathrm{GeO_2+Na_2CO_3 \ \xrightarrow{1200 \ ^\circ C} \ Na_2GeO_3+CO_2}

С окислами щелочных металлов, в зависимости от их количества, образует различные германаты:

~\mathrm{GeO_2+\mathit{x}~Na_2O \ \xrightarrow{1000 \ ^\circ C} \ Na_2GeO_3, Na_6Ge_2O_5, Na_4GeO_4}


Просмотров: 5578


<<< Оксид ванадия(V)
Оксид молибдена(VI) >>>