Properti, ekstraksi dan aplikasi germanium. unsur germanium. Sifat, ekstraksi, dan penerapan germanium Unsur kimia germanium fakta menarik

DEFINISI

Germanium adalah elemen ketiga puluh dua dari Tabel Periodik. Penunjukan - Ge dari bahasa Latin "germanium". Berada di periode keempat, grup IVA. Mengacu pada semimetal. Muatan inti adalah 32.

Dalam keadaan kompak, germanium memiliki warna keperakan (Gbr. 1) dan tampak seperti logam. Pada suhu kamar, tahan terhadap udara, oksigen, air, asam klorida dan asam sulfat encer.

Beras. 1. Germanium. Penampilan.

Berat atom dan molekul germanium

DEFINISI

Berat molekul relatif suatu zat (M r) adalah angka yang menunjukkan berapa kali massa molekul tertentu lebih besar dari 1/12 massa atom karbon, dan massa atom relatif suatu unsur (A r)- berapa kali massa rata-rata atom suatu unsur kimia lebih besar dari 1/12 massa atom karbon.

Karena germanium ada dalam keadaan bebas dalam bentuk molekul Ge monoatomik, nilai massa atom dan molekulnya bertepatan. Mereka sama dengan 72.630.

Isotop germanium

Diketahui bahwa germanium dapat terjadi di alam dalam bentuk lima isotop stabil 70 Ge (20,55%), 72 Ge (20,55%), 73 Ge (7,67%), 74 Ge (36,74%) dan 76 Ge (7,67%) . Nomor massanya masing-masing adalah 70, 72, 73, 74 dan 76. Inti dari isotop germanium 70 Ge mengandung tiga puluh dua proton dan tiga puluh delapan neutron, isotop yang tersisa berbeda darinya hanya dalam jumlah neutron.

Ada isotop radioaktif tidak stabil buatan germanium dengan nomor massa 58 hingga 86, di antaranya isotop 68 Ge dengan waktu paruh 270,95 hari adalah yang berumur paling panjang.

ion germanium

Pada tingkat energi terluar atom germanium, terdapat empat elektron yang bervalensi:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 .

Sebagai hasil interaksi kimia, germanium melepaskan elektron valensinya, mis. adalah donor mereka, dan berubah menjadi ion bermuatan positif:

Ge 0 -2e → Ge 2+;

Ge 0 -4e → Ge 4+ .

Molekul dan atom germanium

Dalam keadaan bebas, germanium ada dalam bentuk molekul Ge monoatomik. Berikut adalah beberapa sifat yang mencirikan atom dan molekul germanium:

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

CONTOH 2

Pada tahun 1870 D.I. Mendeleev, berdasarkan hukum periodik, meramalkan unsur golongan IV yang belum ditemukan, menyebutnya ekasilicium, dan menjelaskan sifat-sifat utamanya. Pada tahun 1886, ahli kimia Jerman Clemens Winkler, selama analisis kimia mineral argyrodite, menemukan unsur kimia ini. Awalnya, Winkler ingin memberi nama elemen baru "neptunium", tetapi nama ini telah diberikan kepada salah satu elemen yang diusulkan, sehingga elemen tersebut dinamai sesuai dengan tanah air ilmuwan - Jerman.

Berada di alam, mendapatkan:

Germanium ditemukan dalam bijih sulfida, bijih besi, dan ditemukan di hampir semua silikat. Mineral utama yang mengandung germanium: argyrodite Ag 8 GeS 6, konfieldit Ag 8 (Sn,Ce)S 6, stottite FeGe(OH) 6, germanite Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4, rhenierite Cu 3 ( Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
Sebagai hasil dari operasi yang kompleks dan memakan waktu untuk pengayaan bijih dan konsentrasinya, germanium diisolasi dalam bentuk GeO 2 oksida, yang direduksi dengan hidrogen pada 600 ° C menjadi zat sederhana.
GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Germanium dimurnikan dengan peleburan zona, yang menjadikannya salah satu bahan yang paling murni secara kimiawi.

Properti fisik:

Padatan abu-abu-putih dengan kilau logam (mp 938°C, bp 2830°C)

Sifat kimia:

Dalam kondisi normal, germanium tahan terhadap udara dan air, alkali dan asam, larut dalam aqua regia dan dalam larutan alkali hidrogen peroksida. Bilangan oksidasi germanium dalam senyawanya: 2, 4.

Koneksi yang paling penting:

Germanium(II) oksida, GeO, abu-abu-hitam, sedikit sol. masuk, ketika dipanaskan, itu tidak proporsional: 2GeO \u003d Ge + GeO 2
Germanium(II) hidroksida Ge(OH) 2 , merah-oranye. kristal,
germanium(II) iodida, GeI 2 , kuning kr., sol. dalam air, hidrol. Selamat tinggal.
Germanium(II) hidrida, GeH2 , tv. putih por., mudah teroksidasi. dan pembusukan.

Germanium(IV) oksida, GeO2 , putih kristal, amfoter, diperoleh dengan hidrolisis klorida, sulfida, germanium hidrida, atau dengan reaksi germanium dengan asam nitrat.
Germanium(IV) hidroksida, (asam germanic), H 2 GeO 3 , lemah. unst. biaksial to-ta, germanate salts, misalnya. natrium germanat, Na 2 GeO 3 , putih kristal, sol. dalam air; hidroskopis. Ada juga Na2 hexahydroxogermanates (ortho-germanates), dan polygermanates
Germanium(IV) sulfat, Ge(SO 4) 2 , tidak berwarna. cr., dihidrolisis oleh air menjadi GeO 2, diperoleh dengan memanaskan germanium (IV) klorida dengan anhidrida sulfat pada 160 ° C: GeCl 4 + 4SO 3 \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
Germanium(IV) halida, fluorida GeF 4 - terbaik. gas, mentah hidrol., bereaksi dengan HF, membentuk H 2 - asam germanofluorat: GeF 4 + 2HF \u003d H 2,
khlorida GeCl 4 , tidak berwarna. cair, hid., bromida GeBr 4 , ser. kr. atau tidak berwarna. cair, sol. di organisasi samb.,
iodida GeI 4, kuning-oranye. kr., lambat. hid., sol. di organisasi samb.
Germanium(IV) sulfida, GeS 2 , putih kr., buruk sol. dalam air, hidrol., bereaksi dengan basa:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, membentuk germanat dan tiogermanat.
Germanium(IV) hidrida, "Jerman", GeH 4 , tidak berwarna gas, turunan organik dari tetramethylgermane Ge(CH 3) 4 , tetraethylgermane Ge(C 2 H 5) 4 - tidak berwarna. cairan.

Aplikasi:

Bahan semikonduktor yang paling penting, bidang aplikasi utama: optik, elektronik radio, fisika nuklir.

Senyawa Germanium sedikit beracun. Germanium adalah mikroelemen yang dalam tubuh manusia meningkatkan efisiensi sistem kekebalan tubuh, melawan kanker, dan mengurangi rasa sakit. Juga dicatat bahwa germanium mempromosikan transfer oksigen ke jaringan tubuh dan merupakan antioksidan kuat - pemblokir radikal bebas dalam tubuh.
Kebutuhan harian tubuh manusia adalah 0,4-1,5 mg.
Bawang putih adalah juara dalam kandungan germanium di antara produk makanan (750 mikrogram germanium per 1 g massa kering siung bawang putih).

Materi disiapkan oleh mahasiswa Institut Fisika dan Kimia Universitas Negeri Tyumen
Demchenko Yu.V., Bornovolokova A.A.
Sumber:
Germanium//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (tanggal akses: 13/06/2014).
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (tanggal akses: 13/06/2014).

(Jermanium; dari lat. Germania - Jerman), Ge - kimia. unsur golongan IV sistem periodik unsur; pada. n. 32, di. m.72.59. Zat abu-abu keperakan dengan kilau metalik. Dalam kimia. senyawa menunjukkan keadaan oksidasi + 2 dan +4. Senyawa dengan bilangan oksidasi +4 lebih stabil. Germanium alami terdiri dari empat isotop stabil dengan nomor massa 70 (20,55%), 72 (27,37%), 73 (7,67%) dan 74 (36,74%) dan satu isotop radioaktif dengan nomor massa 76 (7,67%) dan waktu paruh dari 2.106 tahun. Secara artifisial (dengan bantuan berbagai reaksi nuklir) banyak isotop radioaktif telah diperoleh; yang paling penting adalah isotop 71 Ge dengan waktu paruh 11,4 hari.

Keberadaan germanium suci (dengan nama "ekasilitsiy") diprediksi pada tahun 1871 oleh ilmuwan Rusia D. I. Mendeleev. Namun, baru pada tahun 1886 saja. ahli kimia K. Winkler menemukan unsur yang tidak diketahui dalam mineral argyrodite, yang sifat-sifatnya bertepatan dengan sifat-sifat "ecasilicon". Awal prom. produksi germanium dimulai pada tahun 40-an. Abad ke-20, ketika itu digunakan sebagai bahan semikonduktor. Kandungan germanium di kerak bumi (1-2) adalah 10~4%. Germanium adalah elemen jejak dan jarang ditemukan sebagai mineralnya sendiri. Diketahui tujuh mineral yang konsentrasinya lebih dari 1%, di antaranya: Cu2 (Cu, Ge, Ga, Fe, Zn) 2 (S, As) 4X X (6,2-10,2% Ge), rhenierite (Cu, Fe)2 (Cu, Fe, Ge, Ga, Zn)2 XX (S, As)4 (5,46-7,80% Ge) dan argyrodite Ag8GeS6 (3/55-6,93% Ge) . G. juga terakumulasi dalam caustobioliths (batubara humat, serpih minyak, minyak). Modifikasi kristalin berlian, stabil dalam kondisi biasa, memiliki struktur kubik seperti berlian, dengan periode a = 5.65753 A (Gel).

Germanium adalah

Kepadatan germanium (t-ra 25 ° C) 5,3234 g / cm3, tmelt 937,2 ° C; tbp 2852°C; kalor peleburan 104,7 kal/g, kalor sublimasi 1251 kal/g, kapasitas kalor (suhu 25°C) 0,077 kal/g derajat; koefisien konduktivitas termal, (t-ra 0 ° C) 0,145 kal / cm detik derajat, koefisien suhu. ekspansi linier (t-ra 0-260 ° C), 5,8 x 10-6 deg-1. Selama pencairan, germanium berkurang volumenya (sekitar 5,6%), kepadatannya meningkat 4% jam Pada tekanan tinggi, modifikasi seperti berlian. Germanium mengalami transformasi polimorfik, membentuk modifikasi kristal: struktur tetragonal tipe B-Sn (GeII), struktur tetragonal berpusat badan dengan periode a = 5,93 A, c = 6,98 A (GeIII) dan struktur kubik berpusat badan dengan periode a = 6, 92A(GeIV). Modifikasi ini ditandai dengan kepadatan dan konduktivitas listrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan GeI.

Germanium amorf dapat diperoleh dalam bentuk film (tebal sekitar 10-3 cm) dengan kondensasi uap. Kepadatannya kurang dari kerapatan kristal G. Struktur zona energi dalam kristal G. menentukan sifat semikonduktornya. Lebar celah pita G. sama dengan 0,785 eV (t-ra 0 K), resistivitas listrik (t-ra 20 ° C) adalah 60 ohm cm, dan dengan meningkatnya suhu berkurang secara signifikan sesuai dengan hukum eksponensial. Kotoran memberikan G. t. konduktivitas pengotor elektronik (kotoran arsenik, antimon, fosfor) atau lubang (kotoran galium, aluminium, indium). Mobilitas pembawa muatan dalam G. (t-ra 25 ° C) untuk elektron adalah sekitar 3600 cm2 / v detik, untuk lubang - 1700 cm2 / v detik, konsentrasi intrinsik pembawa muatan (t-ra 20 ° C) adalah 2.5. 10 13 cm-3. G. bersifat diamagnetik. Setelah meleleh, itu berubah menjadi keadaan logam. Germanium sangat rapuh, kekerasan Mohs-nya 6,0, kekerasan mikro 385 kgf/mm2, kuat tekan (suhu 20°C) 690 kgf/cm2. Dengan peningkatan t-ry, kekerasan menurun, di atas t-ry 650 ° C, itu menjadi plastik, cocok untuk bulu. pengolahan. Germanium praktis lembam terhadap udara, oksigen dan elektrolit non-pengoksidasi (jika tidak ada oksigen terlarut) pada suhu hingga 100 ° C. Tahan terhadap aksi asam klorida dan asam sulfat encer; perlahan larut dalam asam sulfat dan nitrat pekat saat dipanaskan (film dioksida yang dihasilkan memperlambat pembubaran), larut dengan baik dalam aqua regia, dalam larutan hipoklorit atau alkali hidroksida (dengan adanya hidrogen peroksida), dalam lelehan alkali, peroksida, nitrat dan karbonat dari logam alkali.

Di atas t-ry 600 ° C teroksidasi di udara dan dalam aliran oksigen, membentuk oksida GeO dan dioksida (Ge02) dengan oksigen. Germanium oksida adalah bubuk abu-abu gelap yang menyublim pada t-re 710 ° C, sedikit larut dalam air dengan pembentukan germanite to-you yang lemah (H2Ge02), segerombolan garam (germanites) dengan resistansi rendah. Dalam to-takh GeO mudah larut dengan pembentukan garam divalen H. Germanium dioksida adalah bubuk putih, ada dalam beberapa modifikasi polimorfik yang sangat berbeda dalam kimia. Anda: modifikasi heksagonal dioksida relatif larut dalam air (4,53 zU pada t-re 25 ° C), larutan alkali dan to-t, modifikasi tetragonal praktis tidak larut dalam air dan lembam terhadap asam. Dilarutkan dalam alkali, dioksida dan hidratnya membentuk garam metagermanate (H2Ge03) dan orthogermanate (H4Ge04) to-t - germanates. Geranat logam alkali larut dalam air, sisa germanat praktis tidak larut; yang baru diendapkan larut dalam mineral to-tah. G. mudah bergabung dengan halogen, membentuk ketika dipanaskan (sekitar 250 ° C) tetrahalogenida yang sesuai - senyawa non-garam yang mudah dihidrolisis oleh air. G. diketahui - coklat tua (GeS) dan putih (GeS2).

Germanium dicirikan oleh senyawa dengan nitrogen - nitrida coklat (Ge3N4) dan nitrida hitam (Ge3N2), dicirikan oleh bahan kimia yang lebih kecil. kegigihan. Dengan fosfor G. membentuk fosfida tahan rendah (GeP) warna hitam. Itu tidak berinteraksi dengan karbon dan tidak paduan; itu membentuk serangkaian solusi padat terus menerus dengan silikon. Germanium, sebagai analog dari karbon dan silikon, dicirikan oleh kemampuan untuk membentuk germanohidrogen tipe GenH2n + 2 (german), serta senyawa padat dari tipe GeH dan GeH2 (germen). Germanium membentuk senyawa logam () dan dengan banyak lainnya. logam. Ekstraksi G. dari bahan baku terdiri dari menerima konsentrat germanium yang kaya, dan darinya - kemurnian tinggi. Di pesta. pada skala, germanium diperoleh dari tetraklorida, menggunakan volatilitas tinggi selama pemurnian (untuk isolasi dari konsentrat), rendah asam klorida pekat dan tinggi pelarut organik (untuk pemurnian dari kotoran). Seringkali untuk pengayaan menggunakan volatilitas tinggi dari sulfida dan oksida G yang lebih rendah, to-rye mudah disublimasikan.

Untuk mendapatkan germanium semikonduktor, kristalisasi terarah dan rekristalisasi zona digunakan. Germanium monokristalin diperoleh dengan menggambar dari lelehan. Dalam proses menumbuhkan G., paduan khusus ditambahkan. aditif, menyesuaikan sifat-sifat tertentu dari monokristal. G. disuplai dalam bentuk batangan dengan panjang 380-660 mm dan penampang hingga 6,5 ​​cm2. Germanium digunakan dalam elektronik radio dan teknik listrik sebagai bahan semikonduktor untuk pembuatan dioda dan transistor. Lensa untuk perangkat optik inframerah, dosimeter untuk radiasi nuklir, penganalisis spektroskopi sinar-X, sensor yang menggunakan efek Hall, dan konverter energi peluruhan radioaktif menjadi energi listrik dibuat darinya. Germanium digunakan dalam atenuasi gelombang mikro, termometer resistansi, dioperasikan pada suhu helium cair. Film G. yang disimpan pada reflektor dibedakan oleh reflektifitas tinggi dan ketahanan korosi yang baik. germanium dengan beberapa logam, ditandai dengan peningkatan ketahanan terhadap lingkungan agresif asam, digunakan dalam pembuatan instrumen, teknik mesin dan metalurgi. gemanium dengan emas membentuk eutektik dengan titik leleh rendah dan mengembang saat didinginkan. Dioksida G. digunakan untuk pembuatan khusus. kaca, ditandai dengan koefisien tinggi. pembiasan dan transparansi di bagian spektrum inframerah, elektroda kaca dan termistor, serta enamel dan glasir dekoratif. Germanat digunakan sebagai aktivator fosfor dan fosfor.

- unsur kimia dari sistem periodik unsur kimia D.I. Mendeleev. Dan dilambangkan dengan Ge, germanium adalah zat sederhana yang berwarna abu-abu-putih dan memiliki sifat padat seperti logam.

Kandungan di kerak bumi adalah 7,10-4% berat. mengacu pada elemen jejak, karena reaktivitasnya terhadap oksidasi dalam keadaan bebas, itu tidak terjadi sebagai logam murni.

Menemukan germanium di alam

Germanium adalah salah satu dari tiga unsur kimia yang diprediksi oleh D.I. Mendeleev berdasarkan posisinya dalam sistem periodik (1871).

Itu milik elemen jejak yang langka.

Saat ini, sumber utama produksi industri germanium adalah produk limbah dari produksi seng, kokas batubara, abu dari jenis batubara tertentu, pengotor silikat, batuan besi sedimen, bijih nikel dan tungsten, gambut, minyak, air panas bumi, dan beberapa alga. .

Mineral utama yang mengandung germanium

Plumbohermatit (PbGeGa) 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 O konten hingga 8,18%

yargyrodite AgGeS6 mengandung dari 3,65 hingga 6,93% jerman.

rhenierit Cu 3 (FeGeZn)(SAs) 4 mengandung 5,5-7,8% germanium.

Di beberapa negara, memperoleh germanium adalah produk sampingan dari pengolahan bijih tertentu seperti seng-timbal-tembaga. Germanium juga diperoleh dalam produksi kokas, serta dalam abu batubara coklat dengan kandungan 0,0005 hingga 0,3% dan dalam abu batubara keras dengan kandungan 0,001 hingga 1 -2%.

Germanium sebagai logam sangat tahan terhadap aksi oksigen atmosfer, oksigen, air, beberapa asam, asam sulfat encer dan asam klorida. Tetapi asam sulfat pekat bereaksi sangat lambat.

Germanium bereaksi dengan asam nitrat HNO 3 dan aqua regia, perlahan bereaksi dengan alkali kaustik untuk membentuk garam germanate, tetapi dengan penambahan hidrogen peroksida H 2O2 reaksinya sangat cepat.

Ketika terkena suhu tinggi di atas 700 °C, germanium mudah teroksidasi di udara untuk membentuk GeO 2 , mudah bereaksi dengan halogen untuk membentuk tetrahalida.

Tidak bereaksi dengan hidrogen, silikon, nitrogen dan karbon.

Senyawa germanium yang mudah menguap dikenal dengan ciri-ciri sebagai berikut:

Jerman hexahydride-digermane, Ge 2 jam 6 - gas yang mudah terbakar, terurai selama penyimpanan jangka panjang dalam cahaya, berubah menjadi kuning kemudian coklat berubah menjadi padatan coklat tua, terurai oleh air dan alkali.

Jerman tetrahidrida, monogerman - GeH 4 .

Aplikasi germanium

Germanium, seperti beberapa yang lain, memiliki sifat yang disebut semikonduktor. Semua menurut konduktivitas listriknya dibagi menjadi tiga kelompok: konduktor, semikonduktor dan isolator (dielektrik). Konduktivitas listrik spesifik logam berada dalam kisaran 10V4 - 10V6 Ohm.cmV-1, pembagian yang diberikan bersyarat. Namun, seseorang dapat menunjukkan perbedaan mendasar dalam sifat elektrofisika konduktor dan semikonduktor. Untuk yang pertama, konduktivitas listrik menurun dengan meningkatnya suhu, untuk semikonduktor meningkat. Pada suhu mendekati nol mutlak, semikonduktor berubah menjadi isolator. Seperti diketahui, konduktor logam menunjukkan sifat superkonduktivitas dalam kondisi seperti itu.

Semikonduktor dapat berupa berbagai zat. Ini termasuk: boron, (

Harap dicatat bahwa germanium diambil oleh kami dalam jumlah dan bentuk apa pun, termasuk. bentuk skrap. Anda dapat menjual germanium dengan menghubungi nomor telepon di Moskow yang ditunjukkan di atas.

Germanium adalah semimetal rapuh berwarna putih keperakan yang ditemukan pada tahun 1886. Mineral ini tidak ditemukan dalam bentuk murni. Ini ditemukan dalam silikat, bijih besi dan sulfida. Beberapa senyawanya beracun. Germanium banyak digunakan dalam industri listrik, di mana sifat semikonduktornya berguna. Ini sangat diperlukan dalam produksi inframerah dan serat optik.

Apa sifat-sifat germanium?

Mineral ini memiliki titik leleh 938,25 derajat Celcius. Indikator kapasitas panasnya masih belum dapat dijelaskan oleh para ilmuwan, yang membuatnya sangat diperlukan di banyak bidang. Germanium memiliki kemampuan untuk meningkatkan densitasnya saat meleleh. Ini memiliki sifat listrik yang sangat baik, yang membuatnya menjadi semikonduktor celah tidak langsung yang sangat baik.

Jika kita berbicara tentang sifat kimia semimetal ini, perlu dicatat bahwa ia tahan terhadap asam dan alkali, air dan udara. Germanium larut dalam larutan hidrogen peroksida dan aqua regia.

pertambangan germanium

Sekarang semi-logam ini ditambang dalam jumlah terbatas. Depositnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan bismut, antimon, dan perak.

Karena proporsi kandungan mineral ini di kerak bumi cukup kecil, ia membentuk mineralnya sendiri karena masuknya logam lain ke dalam kisi kristal. Kandungan germanium tertinggi diamati pada sphalerite, pyrargyrite, sulfanite, pada bijih non-ferrous dan besi. Ini terjadi, tetapi jauh lebih jarang, dalam deposit minyak dan batubara.

Penggunaan germanium

Terlepas dari kenyataan bahwa germanium ditemukan cukup lama, itu mulai digunakan dalam industri sekitar 80 tahun yang lalu. Semi-logam pertama kali digunakan dalam produksi militer untuk pembuatan beberapa perangkat elektronik. Dalam hal ini, ditemukan digunakan sebagai dioda. Sekarang situasinya agak berubah.

Area aplikasi germanium yang paling populer meliputi:

• produksi optik. Semimetal telah menjadi sangat diperlukan dalam pembuatan elemen optik, yang meliputi jendela optik sensor, prisma, dan lensa. Di sini, sifat transparansi germanium di wilayah inframerah sangat berguna. Semimetal digunakan dalam produksi optik untuk kamera pencitraan termal, sistem kebakaran, perangkat penglihatan malam;
• produksi elektronik radio. Di daerah ini, semi-logam digunakan dalam pembuatan dioda dan transistor. Namun, pada 1970-an, perangkat germanium digantikan oleh silikon, karena silikon memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan karakteristik teknis dan operasional produk manufaktur. Peningkatan ketahanan terhadap efek suhu. Selain itu, perangkat germanium mengeluarkan banyak suara selama operasi.

Situasi saat ini dengan Jerman

Saat ini, semimetal digunakan dalam produksi perangkat gelombang mikro. Telleride germanium telah membuktikan dirinya sebagai bahan termoelektrik. Harga Germanium sekarang cukup tinggi. Satu kilogram germanium logam berharga $ 1.200.

Membeli Jerman

Germanium abu-abu perak jarang terjadi. Semimetal rapuh dibedakan oleh sifat semikonduktornya dan banyak digunakan untuk membuat peralatan listrik modern. Ini juga digunakan untuk membuat instrumen optik presisi tinggi dan peralatan radio. Germanium sangat berharga baik dalam bentuk logam murni maupun dalam bentuk dioksida.

Perusahaan Goldform mengkhususkan diri dalam pembelian germanium, berbagai besi tua, dan komponen radio. Kami menawarkan bantuan dengan penilaian materi, dengan transportasi. Anda dapat mengirimkan germanium dan mendapatkan uang Anda kembali secara penuh.

Unsur kimia germanium berada pada golongan keempat (subkelompok utama) dalam tabel periodik unsur. Itu milik keluarga logam, massa atom relatifnya adalah 73. Berdasarkan massa, kandungan germanium di kerak bumi diperkirakan 0,00007 persen massa.

Sejarah penemuan

Unsur kimia germanium didirikan berkat prediksi Dmitry Ivanovich Mendeleev. Dialah yang meramalkan keberadaan ecasilicon, dan rekomendasi diberikan untuk pencariannya.

Dia percaya bahwa unsur logam ini ditemukan dalam titanium, bijih zirkonium. Mendeleev mencoba sendiri untuk menemukan unsur kimia ini, tetapi usahanya tidak berhasil. Hanya lima belas tahun kemudian, di sebuah tambang yang terletak di Himmelfurst, sebuah mineral ditemukan, yang disebut argyrodite. Senyawa ini berutang namanya pada perak yang ditemukan dalam mineral ini.

Unsur kimia germanium dalam komposisi ditemukan hanya setelah sekelompok ahli kimia dari Akademi Pertambangan Freiberg memulai penelitian. Di bawah bimbingan K. Winkler, mereka menemukan bahwa hanya 93 persen mineral terdiri dari oksida seng, besi, serta belerang, merkuri. Winkler menyarankan bahwa tujuh persen sisanya berasal dari unsur kimia yang tidak diketahui pada saat itu. Setelah percobaan kimia tambahan, germanium ditemukan. Ahli kimia mengumumkan penemuannya dalam sebuah laporan, mempresentasikan informasi yang diterima tentang sifat-sifat elemen baru ke German Chemical Society.

Unsur kimia germanium diperkenalkan oleh Winkler sebagai non-logam, dengan analogi dengan antimon dan arsenik. Ahli kimia ingin menyebutnya neptunium, tetapi nama itu sudah digunakan. Kemudian mulai disebut germanium. Unsur kimia yang ditemukan oleh Winkler menyebabkan diskusi serius di antara ahli kimia terkemuka saat itu. Ilmuwan Jerman Richter menyarankan bahwa ini adalah exasilicon yang sama yang dibicarakan Mendeleev. Beberapa waktu kemudian, asumsi ini dikonfirmasi, yang membuktikan kelayakan hukum periodik yang dibuat oleh ahli kimia besar Rusia.

Properti fisik

Bagaimana germanium dapat dicirikan? Unsur kimia memiliki 32 nomor seri di Mendeleev. Logam ini meleleh pada 937,4 °C. Titik didih zat ini adalah 2700 °C.

Germanium adalah elemen yang pertama kali digunakan di Jepang untuk tujuan medis. Setelah banyak penelitian tentang senyawa organogermanium dilakukan pada hewan, serta selama studi pada manusia, adalah mungkin untuk menemukan efek positif dari bijih tersebut pada organisme hidup. Pada tahun 1967, Dr. K. Asai berhasil menemukan fakta bahwa germanium organik memiliki spektrum efek biologis yang sangat besar.

Aktivitas biologis

Apa ciri-ciri unsur kimia germanium? Ia mampu membawa oksigen ke semua jaringan organisme hidup. Begitu berada di dalam darah, ia berperilaku dengan analogi dengan hemoglobin. Germanium menjamin fungsi penuh dari semua sistem tubuh manusia.

Logam inilah yang merangsang reproduksi sel-sel kekebalan. Itu, dalam bentuk senyawa organik, memungkinkan pembentukan interferon gamma, yang menghambat reproduksi mikroba.

Germanium mencegah pembentukan tumor ganas, mencegah perkembangan metastasis. Senyawa organik dari unsur kimia ini berkontribusi pada produksi interferon, molekul protein pelindung yang diproduksi oleh tubuh sebagai reaksi pelindung terhadap munculnya benda asing.

Area penggunaan

Sifat antijamur, antibakteri, antivirus dari germanium telah menjadi dasar untuk area aplikasinya. Di Jerman, elemen ini terutama diperoleh sebagai produk sampingan dari pemrosesan bijih non-ferrous. Konsentrat Germanium diisolasi dengan berbagai metode, yang bergantung pada komposisi bahan baku. Itu mengandung tidak lebih dari 10 persen logam.

Bagaimana tepatnya germanium digunakan dalam teknologi semikonduktor modern? Karakteristik elemen yang diberikan sebelumnya menegaskan kemungkinan penggunaannya untuk produksi trioda, dioda, penyearah daya, dan detektor kristal. Germanium juga digunakan dalam pembuatan instrumen dosimetri, perangkat yang diperlukan untuk mengukur kekuatan medan magnet konstan dan bolak-balik.

Area penting penerapan logam ini adalah pembuatan detektor radiasi inframerah.

Ini menjanjikan untuk menggunakan tidak hanya germanium itu sendiri, tetapi juga beberapa senyawanya.

Sifat kimia

Germanium pada suhu kamar cukup tahan terhadap kelembaban dan oksigen atmosfer.

Dalam seri - germanium - timah), peningkatan kemampuan mereduksi diamati.

Germanium tahan terhadap larutan asam klorida dan asam sulfat, tidak berinteraksi dengan larutan alkali. Pada saat yang sama, logam ini larut agak cepat dalam aqua regia (tujuh asam nitrat dan klorida), serta dalam larutan basa hidrogen peroksida.

Bagaimana cara memberikan gambaran yang lengkap tentang suatu unsur kimia? Germanium dan paduannya harus dianalisis tidak hanya dalam hal sifat fisik dan kimia, tetapi juga dalam hal aplikasi. Proses oksidasi germanium dengan asam nitrat berlangsung agak lambat.

Berada di alam

Mari kita coba mengkarakterisasi unsur kimia. Germanium ditemukan di alam hanya dalam bentuk senyawa. Di antara mineral yang mengandung germanium paling umum di alam, kami memilih germanite dan argyrodite. Selain itu, germanium hadir dalam seng sulfida dan silikat, dan dalam jumlah kecil di berbagai jenis batubara.

Membahayakan kesehatan

Apa pengaruh germanium terhadap tubuh? Unsur kimia yang rumus elektroniknya 1e; 8 e; 18 e; 7 e, dapat berdampak buruk bagi tubuh manusia. Misalnya, saat memuat konsentrat germanium, menggiling, serta memuat dioksida dari logam ini, penyakit akibat kerja mungkin muncul. Sebagai sumber lain yang berbahaya bagi kesehatan, kita dapat mempertimbangkan proses peleburan kembali bubuk germanium menjadi batangan, memperoleh karbon monoksida.

Germanium yang diserap dapat dengan cepat dikeluarkan dari tubuh, sebagian besar dengan urin. Saat ini, tidak ada informasi rinci tentang seberapa beracun senyawa anorganik germanium.

Germanium tetraklorida memiliki efek iritasi pada kulit. Dalam uji klinis, serta dengan pemberian oral jangka panjang jumlah kumulatif yang mencapai 16 gram spirogermanium (obat antitumor organik), serta senyawa germanium lainnya, aktivitas nefrotoksik dan neurotoksik logam ini ditemukan.

Dosis seperti itu umumnya tidak umum untuk perusahaan industri. Eksperimen yang dilakukan pada hewan tersebut bertujuan untuk mempelajari pengaruh germanium dan senyawanya pada organisme hidup. Akibatnya, penurunan kesehatan dapat terjadi ketika menghirup sejumlah besar debu germanium logam, serta dioksidanya.

Para ilmuwan telah menemukan perubahan morfologis yang serius pada paru-paru hewan, yang mirip dengan proses proliferasi. Misalnya, penebalan bagian alveolar yang signifikan terungkap, serta hiperplasia pembuluh limfatik di sekitar bronkus, penebalan pembuluh darah.

Germanium dioksida tidak mengiritasi kulit, tetapi kontak langsung senyawa ini dengan membran mata mengarah pada pembentukan asam germanat, yang merupakan iritasi mata yang serius. Dengan injeksi intraperitoneal yang berkepanjangan, perubahan serius pada darah perifer ditemukan.

Fakta-fakta penting

Senyawa germanium yang paling berbahaya adalah germanium klorida dan germanium hidrida. Zat terakhir memicu keracunan serius. Sebagai hasil dari pemeriksaan morfologi organ hewan yang mati selama fase akut, mereka menunjukkan gangguan yang signifikan dalam sistem peredaran darah, serta modifikasi seluler pada organ parenkim. Para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa hidrida adalah racun serbaguna yang mempengaruhi sistem saraf dan menekan sistem peredaran darah perifer.

germanium tetraklorida

Ini adalah iritasi kuat pada sistem pernapasan, mata, dan kulit. Pada konsentrasi 13 mg/m 3 mampu menekan respon paru pada tingkat sel. Dengan peningkatan konsentrasi zat ini, ada iritasi serius pada saluran pernapasan bagian atas, perubahan signifikan dalam ritme dan frekuensi pernapasan.

Keracunan dengan zat ini menyebabkan bronkitis catarrhal-desquamative, pneumonia interstitial.

Kuitansi

Karena di alam germanium hadir sebagai pengotor nikel, polimetalik, bijih tungsten, beberapa proses padat karya yang terkait dengan pengayaan bijih dilakukan di industri untuk mengisolasi logam murni. Pertama, germanium oksida diisolasi darinya, kemudian direduksi dengan hidrogen pada suhu tinggi untuk mendapatkan logam sederhana:

GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O.

Sifat elektronik dan isotop

Germanium dianggap sebagai semikonduktor tipikal celah tidak langsung. Nilai permitivitasnya adalah 16, dan nilai afinitas elektronnya adalah 4 eV.

Dalam film tipis yang didoping dengan galium, dimungkinkan untuk memberi germanium keadaan superkonduktivitas.

Ada lima isotop logam ini di alam. Dari jumlah tersebut, empat stabil, dan yang kelima mengalami peluruhan beta ganda, dengan waktu paruh 1,58x10 21 tahun.

Kesimpulan

Saat ini, senyawa organik dari logam ini digunakan di berbagai industri. Transparansi di wilayah spektral inframerah germanium kemurnian ultra-tinggi logam penting untuk pembuatan elemen optik optik inframerah: prisma, lensa, jendela optik sensor modern. Area penggunaan germanium yang paling umum adalah pembuatan optik untuk kamera pencitraan termal yang beroperasi dalam rentang panjang gelombang dari 8 hingga 14 mikron.

Perangkat tersebut digunakan dalam peralatan militer untuk sistem panduan inframerah, penglihatan malam, pencitraan termal pasif, dan sistem pemadam kebakaran. Juga, germanium memiliki indeks bias tinggi, yang diperlukan untuk lapisan anti-reflektif.

Dalam teknik radio, transistor berbasis germanium memiliki karakteristik yang, dalam banyak hal, melebihi elemen silikon. Arus balik sel germanium secara signifikan lebih tinggi daripada rekan silikonnya, yang memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan efisiensi perangkat radio tersebut. Mengingat bahwa germanium tidak umum di alam seperti silikon, elemen semikonduktor silikon terutama digunakan dalam perangkat radio.