¿Cómo se produce el germanio?

El método de extracción de germanio consiste en clorar primero el enriquecimiento de germanio con ácido clorhídrico concentrado para preparar tetracloruro de germanio, luego utilizar la extracción con solvente con ácido clorhídrico para eliminar la impureza principal, arsénico, y luego pasarlo dos veces a través de una torre de cuarzo. Después de la destilación y purificación, y luego del lavado con ácido clorhídrico de alta pureza, se puede obtener tetracloruro de germanio de alta pureza. El tetracloruro de germanio se hidroliza con agua de alta pureza para obtener dióxido de germanio de alta pureza. Algunas impurezas ingresarán al licor madre de hidrólisis, por lo que el proceso de hidrólisis también es un proceso de purificación. El dióxido de germanio puro se seca y se calcina y luego se reduce con hidrógeno a 650-680°C en el tubo de cuarzo del horno de reducción para obtener germanio metálico. El germanio de alta pureza (impurezas inferiores a 1/1010) utilizado en la industria de los semiconductores se puede obtener mediante tecnología de fundición por zonas.

4HCl+GeO2→GeCl4+2H2O

GeCl4+(n+2)H2O→GeO2·nH2O+4HCl

GeO2+2H2→Ge+2H2O

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El germanio tiene propiedades químicas estables y no interactúa con el aire o el vapor de agua a temperatura ambiente. Sin embargo, entre 600 y 700 °C, se genera rápidamente dióxido de germanio. No funciona con ácido clorhídrico ni con ácido sulfúrico diluido. Cuando se calienta ácido sulfúrico concentrado, el germanio se disolverá lentamente. En ácido nítrico y agua regia, el germanio es fácilmente soluble. La interacción entre la solución alcalina y el germanio es muy débil, pero el álcali fundido puede disolver rápidamente el germanio en el aire. El germanio no interactúa con el carbono, por lo que se funde en un crisol de grafito y no quedará contaminado por el carbono.

La posición del germanio en la tabla periódica de elementos está justo entre los metales y los no metales, por lo que tiene muchas propiedades similares a los no metales. Esto se llama "semimetal" en química. ¿4s?4p?. Pero sus propiedades químicas son similares a las de los elementos de grupos vecinos, especialmente el arsénico y el antimonio. Hay pocos compuestos de germanio importantes desde el punto de vista químico o toxicológico. El dióxido de germanio, un polvo blanco ligeramente soluble en agua, forma ácido germánico, que es similar al ácido silícico. El tetracloruro de germanio es un líquido inestable y el tetrafluoruro de germanio es un gas. Se hidrolizan fácilmente en agua. El hidruro de germanio (germano) es un gas relativamente estable. En los compuestos orgánicos de germanio, el grupo alquilo puede reemplazar múltiples átomos de Ge, similar al estaño, mercurio, arsénico, etc., pero mucho menos tóxico. El elemento germanio y su dióxido no son muy tóxicos, los tetrahaluros de germanio son irritantes y el hidruro de germanio es el más tóxico. El germanio es insoluble en ácidos y álcalis diluidos, pero soluble en ácido sulfúrico concentrado.