Germanium(IV)-oxid

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Achtung

H- und P-Sätze

Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
Gesundheitsschädlich bei Einatmen.

P: keine P-Sätze

Toxikologische Daten

1250 mg·kg⁻¹ (LD₅₀, Ratte, oral)

Germanium(IV)-oxid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Germaniumverbindungen und Oxide.

Kristallstruktur

__ Ge⁴⁺ __ O²⁻
Allgemeines
Name	Germanium(IV)-oxid
Andere Namen	Germaniumdioxid
Verhältnisformel	GeO₂
Kurzbeschreibung	weißer geruchloser Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	1310-53-8
EG-Nummer	215-180-8
ECHA-InfoCard	100.013.801
PubChem	14796
Eigenschaften
Molare Masse	104,59 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	4,23 g/cm³
Schmelzpunkt	1086–1115 °C
Löslichkeit	schlecht in Wasser (4,5 g/l bei 25 °C)
Brechungsindex	1,7

Vorkommen

Germanium(IV)-oxid kommt natürlich in Form des Minerals Argutit vor.

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. Im Gegensatz zum Silicium, welches bei der Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid zunächst Kieselsäuren bildet, entstehen beim Germanium keine stabilen Hydroxide, sondern das hydratfreie Germaniumdioxid

$\mathrm {GeCl_{4}+2\ H_{2}O\rightarrow GeO_{2}+4\ HCl}$

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. 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

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.

Basierend auf einem Artikel in:

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