A germánium-tetraklorid egy színtelen, füstölgő folyadék sajátságos, szúrós szaggal. A vegyület a tisztított germánium előállítása során megjelenő köztitermék. Napjainkban megnőtt a GeCl4 felhasználása, elsősorban az optikai szálak gyártásánál alkalmazzák reagensként. Elemi germániummal reagálva germánium-dikloridra más néven germánium(II)-kloridra redukálódik.
Előállítás A germániumot leginkább a cink- és rézércet feldolgozó kohókban keletkező szállópor kezelése során nyerik, bár jelentős germániumforrás egy bizonyos szénfajta, a vitrit égése során keletkező hamu is. A germánium-tetraklorid fém vagy fém-oxid (GeO2) tisztítása során jelentkező köztitermék."Germanium" Mineral Commodity Profile, U.S. Geological Survey, 2005.
A germánium-tetraklorid a germánium-dioxid tömény sósavban történő feloldása során közvetlenül előállítható. A kapott keverékből a GeCl4-ot frakcionált desztillációval választják el a többi terméktől és szennyezéstől."The Elements" C.R. Hammond, David R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Edition 85 (CRC Press, Boca Raton, FL) (2004) A GeCl4 ioncserélt vizes hidrolízise tiszta GeO2-ot ad, amelyből a fém germánium hidrogénes redukcióval állítható elő.
A GeO2 előállítása azonban attól függ, hogy az ércből kinyert germánium milyen formában van. A réz-ólom-szulfid és cink-szulfid ércek GeS2-ot adnak, ami ezt követően egy oxidálószer, mint pl. nátrium-klorát segítségével GeO2-dá alakítható. Más cinkércekből pörkölés és zsugorítás után a GeO2 közvetlenül kapható, majd a fent ismertetett eljárás során dolgozzák fel.
4HCl(aq) + GeO2(s) ⇔ GeCl4(aq) + 2H2O(l)
Felhasználás A germánium-tetrakloridot majdnem kizárólag néhány optikai eljárás köztitermékeként használják. A GeCl4-ot hidrolízissel közvetlenül GeO2-dá alakítva egyedülálló tulajdonságokkal rendelkező oxidüveget kapnak.
Száloptika A GeO2 legfigyelemreméltóbb tulajdonsága nagy törésmutatója és kis fényszórása, emiatt kameralencsék, mikroszkópok készítéséhez és optikai szálak magjaként használják. Az előállítás során a SiCl4-ot, és GeCl4-ot oxigénnel együtt egy üreges előszerkezetű üvegbe vezetik. Ezt követően óvatosan hevítéssel állítják elő a megfelelő oxidokat, és így speciális üvegkeveréket kapnak. A GeCl4 bevezetési sebességétől függően az optikai szál teljes törésmutatója szabályozható. A GeO2 az üveg tömegének kb. 4%-át teszi ki.
Infravörös technológia A germánium és a GeO2-üveg az infravörös sugarak számára átlátszó, azokat nem nyeli el. Emiatt ezt az anyagot infravörös spektroszkópok, berendezések ablakainak és lencséinek gyártásához használják, valamint alkalmazzák az éjjellátó technológiában és luxusjárművekben. A germánium-dioxidnak a többi IR-átlátszó üveggel szembeni előnye mechanikai szilárdsága, emiatt felhasználja a katonaság is.
Jövőbeli alkalmazások 2000-ben az Amerikai Egyesült Államok germániumfelhasználásának 15%-át az infravörös, míg 50%-át a száloptika tette ki. Az elmúlt 20 év során az IR-technológiában történő alkalmazás csökkent; míg az optikai szálak esetén lassan nő. Megbeszélés tárgya a száloptikai hálózatok átfogó létesítése; ugyanakkor a jelenlegi vonalak 30–50%-át nem használják (optikai sötétszál). Mindez lehet, hogy csökkenteni fogja a germánium iránti keresletet. Világszerte azonban drámaian nő az igény olyan országokban, mint pl. Kína, ahol száloptika alapú telekommunikációs rendszert telepítenek.
Hivatkozások
Kapcsolódó szócikkek Germánium Optikai szál Infravörös sugárzás Infravörös spektroszkópia
Kategória:Kloridok Kategória:Germániumvegyületek