Tetracloruro de germanio

Tetracloruro de germanio
Nombre (IUPAC) sistemático
Tetracloruro de germanio Tetraclorogermano
General
Otros nombres	Cloruro de germanio(IV) Cloruro de germanio
Fórmula molecular	GeCl4
Identificadores
Número CAS	10038-98-9
PubChem	66226
Número RTECS	LY5220000
Propiedades físicas
Estado de agregación	líquido
Apariencia	incoloro
Densidad	1879 kg/m3; 1,879[1] g/cm3
Masa molar	214,40 g/mol
Punto de fusión	223,5 K (-49,65 °C)
Punto de ebullición	359,5 K (86,35 °C)
Índice de refracción	1,464
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	Se descompone
Solubilidad en metanol	soluble in éter, benceno, cloroformo, CCl4 insoluble en HCl, H2SO4
Compuestos relacionados
Otros aniones	Tetrafluoruro de germanio Tetrabromuro de germanio Tetrayoduro de germanio
Otros cationes	Tetracloruro de carbono Tetracloruro de silicio Cloruro de estaño (IV) Cloruro de plomo (IV)
Peligrosidad
NFPA 704	0 3 2 W
Número RTECS	LY5220000
Riesgos
Reacciona lentamente con agua para formar HCl y GeO2, corrosivo, lacrimógeno
Más información	"Ficha de seguridad MSDS"
Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. Exenciones y referencias

El tetracloruro de germanio, de fórmula GeCl₄ , es un líquido incoloro usado como producto intermedio en la producción de metal germanio purificado. En los últimos años, el uso de GeCl₄ se ha incrementado sustancialmente debido a su empleo como reactivo para la producción de fibra óptica.

Producción

Casi toda la producción de germanio procede del tratamiento de los residuos de polvo de zinc y mineral de fundición de cobre. Una importante fuente también se encuentra en las cenizas de la combustión de cierto tipo de carbón llamado vitraín. El tetracloruro de germanio es un producto intermedio para la purificación de germanio metálico o su óxido, GeO₂.^[2]

El tetracloruro de germanio puede ser producido directamente a partir de GeO₂ por disolución del óxido en ácido clorhídrico concentrado. La mezcla resultante se somete a destilación fraccionada para purificar y separar el tetracloruro de germanio de los otros productos y de las impurezas.^[3] El GeCl₄ se puede rehidrolizar con agua destilada para producir GeO₂ puro, que luego se reduce con hidrógeno para producir el metal germanio.^{[2] [3]}

La producción de GeO₂, sin embargo, depende de la forma oxidada de germanio extraído del mineral. Los minerales de sulfuro de cobre y plomo y de sulfuro de zinc, producirán GeS₂, que se oxida posteriormente a GeO₂ con un oxidante, como el clorato de sodio. Los minerales de zinc son tostados y sinterizados y pueden producir GeO₂ directamente. El óxido se procesa como se mencionó anteriormente.^[2]

Aplicaciones

El tetracloruro de germanio se utiliza casi exclusivamente como producto intermedio para varios procesos ópticos. El GeCl₄ se puede hidrolizar directamente a GeO₂, un vidrio de óxido con varias propiedades y aplicaciones únicas, que se describen a continuación:

Fibra óptica

Lo más notable del GeO₂ es su alto índice de refracción y de baja dispersión óptica, por lo que se utiliza para lentes de cámara de tipo gran angular, microscopía, y para el núcleo de las líneas de fibra óptica.^[3] Véase fibra óptica para obtener información específica sobre el proceso de fabricación. En general, el tetracloruro de silicio, SiCl₄ y el tetracloruro de germanio, GeCl₄, se introducen con oxígeno en una preforma de vidrio hueco, que está cuidadosamente precalentada para permitir la oxidación de los reactivos dando los respectivos óxidos y la formación de una mezcla vítrea. El GeO₂ tiene un alto índice de refracción, por lo que al variar la tasa de tetracloruro de germanio se puede controlar específicamente el índice de refracción general de la fibra óptica. El GeO₂ supone aproximadamente un 4% del peso del vidrio.^[2]

Infrarrojo

El germanio y su vidrio de óxido, GeO₂, son transparentes para el espectro infrarrojo. Con este vidrio se pueden fabricar ventanas y lentes de IR, que se utilizan para la tecnología de visión nocturna en las fuerzas armadas y en vehículos de lujo.^[3] El GeO₂ es preferible a otros vidrios transparentes de IR porque es mecánicamente fuerte y por lo tanto, preferido para uso militar accidentado.^[2]

Futuro

A partir del año 2000, aproximadamente el 15% del consumo de germanio en los Estados Unidos se ha utilizado para la tecnología óptica infrarroja, y el 50% para fibra óptica. En los últimos 20 años, el uso de infrarrojos ha descendido de forma constante; la demanda de fibra óptica, sin embargo, está aumentando lentamente. No hay discusión sobre el exceso de producción de redes de fibra óptica y que el 30-50% de las líneas actuales de fibra oscura no han sido utilizadas, lo que sugiere una futura reducción de la demanda. A nivel mundial, la demanda está aumentando dramáticamente a medida que países como China están expandiendo las telecomunicaciones basadas en fibra óptica a lo largo de todo el país.^[2]

Referencias

1. ↑ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
2. ↑ ^{a b c d e f} "Germanium" Mineral Commodity Profile, U.S. Geological Survey, 2005.
3. ↑ ^{a b c d} "The Elements" C.R. Hammond, David R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Edition 85 (CRC Press, Boca Raton, FL) (2004)

Véase también

• Germanio