Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған: Т-54 топ студенті Ахмедиова Сәфиие Нариманқызы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы

Германий әр түрлі комплексті қосылыстар түзеді. Олардың арасында комплексті галогенидтер Me2[GeГал6]. Рубидий мен цезийдің гексахлоридтері ауада тұрақты, 90-100C температурада GeCl4, бөліп ыдырайды:

Rb2[GeCl6] → GeCl4+2RbCl

Германий оксиді GeO2 фтор қышқылымен әрекеттескенде комплексті қышқылдар түзіледі: H2(GeOF)4·2H2O және H2(GeF6)·2H2O. Гексафторгерманаттың екі түрлі қосылыстары синтезделен: MeGeF6·2H2O (Me – Mg, Zn, Cd, Mn, Fe, Co, Ni ) және MeGeF6·2H2O (Me-Sr, Ca). Бұл тұздар суда жақсы ериді.

Германий тетрахлоридінің органикалық катиондармен әрекеттесуін пайдаланып тетраметиаммонийдің гексахлоргерманаты синтезделен –

[N(CH3)] 2GeCL6

Ерманий галогенидтері кейбір аминдермен органикалық ерігіштерде (эфир немесе CCL4) әрекеттесіп, комплексті қосылыстар түзеді, олардың құрамы кестеде көрсетілен.

Кейбір германий галогенидтерінің комплексті қосылыстарының комплексті қосылыстарының құрамы


Галоенид

Азотты адденд

Комплексті қосылыстың құрамы

Сыртқы түсі


GeF4

Этилендиамин

Пиридин

оксихинолин

GeCL4·4C2H8N2

GeCL4·2C2H5N

GeCL4·4C9H7NO



Ақ ұнтақ

-//-

Сары түсті


GeBr4

Оксихинолин

GeBr2(C9H7NO)2

Сары қызғылт ұнтақ


GeI4

Оксихинолин

GeI2(C9H7NO)2

Қаралау сары қызғылт ұнтақ




Бұл комплексті қосылыстар суда ерімейді, бірақ ауада біртіндеп гидролизденіп ери бастайды.

Германий көп атомды спирттермен және карбон қышықылдарымен комплексті қосылыстар түзеді. Қымыздық қышқылын қосқанда , германий оксидінің суда ерігіштігі жоғарылайды, себебі комплексті ион түзіледі, ал қымыздық қышқылының мөлшері көп болғанда, германоқымыздық қышықылының кристалдары бөлінеді.

Күкіртпен қосылыстары

Германийдің екі сульфиді белгілі: қызыл –қоңыр GeS және ақ GeS2. GeS2 қышқылды ерітіндіден күкіртсутекпен бөлуге болады. GeS 600-700 C температурада элементтерді қыздырып тура әдіспен алуға болады:

Ge+ S → GeS

Күкіртпен қосылыстар германийге ерекше. Табиғатта сульфидті минерал түрінде кездеседі, сонымен қатар шашыраңқы түрінде басқа сульфидті минералдарда кездеседі – пиритте, галенидте, сфолеридте.

Германий дисульфиді аммоний сульфидінде жақсы еріп сульфогерманатты түзеді:

GeS2+ (NH4)2S → (NH4)2GeS3

Сульфотұздар суда жақсы ериді , қышқыл қосқанда ыдырап ақ түсті дисульфид тұнбаға түседі.

Осы қасиетті пайдаланып германийді ерітіндіден бөлуге болады.

Германий дисульфидін ауада 280-300 С температурада қыздырғанда, тотығып оксид түзіледі, 600-700 C температурада қалған сульфид ұшып кетеді.

Азотпен және фосформен қосылыстары

Германийді азоттың атмосферасында 800-950С температурада қыздырғанда геманий нитрийді түзіледі. 900-950 C температурада германий фосформен әрекеттесіп германий фосфориді GeF түзіледі.

Электрохимиялық қасиеттері

Германийдің әр жұптарына келесі тотығу- тотықсыздану потенциалдары келтірілген

Қышқыл ерітінділерінде Е,В

GeO2/Ge+2 - 0,3

GeO2/Ge - 0,15

Ge+2/Ge 0,0

H2GeO3/Ge - 0,13

Сілтілі ерітінділерде

HgeO3/Ge - 1,0

Германийдің потенциалдарына рН-тың әсері зор.

Тотығу-тотықсыздану потенциалдарының мәні теріс болғандықтан германийді ерітіндіден электролизбен бөлу қиын, себебі гермаий қатысында сутек оңай тотықсызданады, сондықтан бұл жағдайда геманиймен қатар германий гидриді бөлінеді.

Германийді электролизбен воьфрам сияқты тек қана құймалар түрінде бөлуге болады, сондай ақ мыспен немесе қалайымен.

Табиғатта кездесуі

Германий – шашыраңқы элемент, табиғатта жиі кездеседі, бірақ өте аз мөлшерде.

Германийдің өз минералдары аз: аргиродид, германит, рениерит, ультрабазит, штоттит.

Германий сонымен қатар, сланцтарда , магниттарда кездеседі. Кейбір көмірлерде германийдің мөлшері 1٪- жетеді.

Германийді алу

Германийді алу үшін оның тетрахлоиді пайдаланылады, себебі ол оңай түзіледі және төмен температурада ұшады.

Германийді өңдегенде хлор газын 300-350C температурада қосады, түзілген GeCl4 ұшады сосын сары мұйықтық түрінде конденсацияланады.

Германитті соымен қатар 50٪-ті сілті ерітіндісіменөңдеуге болады, бұл жағдайда еритінполисульфидтер түзіледі, оларды басқа ерімеен сульфидтерден бөледі. Полисульфидтен қышқылды ортада германий қышқылына дейін тотығады, осы ерітіндіден аммиак қосып, германий гидроксидін тұнбаға түсіреді.

Германийдің әр түрлі шикізаттары бар: түсті металлургия зауытының шаңдары, мырыштың қалдықтары, кектер зауыттарының қалдықтары, көмірдің күлі т.б. Оларды өңдеу үшін әр түрлі әдістер пайдаланылады. Барлық өндірістерде ең соңғы өнім германий оксиді GeO2 , ол GeCL4-тен гидролиз арқылы алынады.

Таза германий металы таза оксдтен GeO2 алынады. Оны 600C температурада сутекпен тотықсыздандыру арқылы алады. Таза германий металын германийдің субхлоридінен (GeCL)x 520C температурада диспропорциялану процесі арқылы алуға болады:

4(GeCL)x → 3xGe + GeCL4

Осы әдіспен өте таза германий алынады.

Германий алу технологиясы туралы келесі монорафиялардан қарастыруға болады:

Аналитикалық сипаттамасы

Германий табиғаттағы материалдарда аз мөлшерде кездесетін болғандықтан оны анықтау үшін спектральды анализ пайдаланылады.

Германийе тән сапалық реакция хинализаринмен (тетраоксиантрахинон) немесе гидроксинафталинхинонсульфон қышқылымен. Бірінші реакцияда германийдің қатысында ерітінді көк түске боялады,екінші реакцияда-қызғылт түске боялады.

Германийдің сандық мөлшерін анықтау үшін гравиметрлік, титриметрлік және фотометрлік әдістер қолданады. Оның мөлшері аз болса, біріншіден оны GeCl4 түрінде бөліп концентрлейді. Сосын германийді сульфид GeS2 түрінде көмір сутекпен бөледі. Ақ түсті германий сульфидін күйдіріп,оны оксид GeO2 түрінде бөліп, массасын өлшейді.

Германийді тұнбаға түсіру үшін сонымен қатар таннин немесе таннинмен оксихинолиннің қоспасы пайдаланылады. Бұл әдіспен германийді мышьяктан толық бөлуге болады.

Титриметрлік әдіспен анықтағанда германийдің маннитпен компексті қосылыс түзу реакциясын пайдаланады. Маннитогерман қышқылы күшті қышқыл болғандықтан натрий гидроксиді ерітіндісімен бромкрезолпурпур индикатор қатысында жақсы титрленеді.

Германийді иодометрлік әдіспен анықтауға болады,реакция арқылы бөлінетін иодты тиосульфатпен титрлейді

Фотометрлік әдіспен анықтағанда сары түсті германомолибден қышқылын пайдаланады, тотықсыздандырғыштың қатысында “молибден көгі” пайда болады. Бұл әдістің сезгіштігі жоғары. Тотықсыздандырғыш ретінде Мор тұзы, (Fe2÷ сульфаты),гидрохинон, гидроксиламин, аскорбин қышқылы, сульфит, станнит т.б. пайдаланылады. Германийді анықтауға мышьяк, фосфор, кремний кедергі жасамайды.

Кендерде германийдің аз мөлшерін анықтауға болады, оны тұнбаға гематоксименмен (pH 3,2) бөліп, түзілген қара қошқыл түсті тұнбаны толқын ұзындығы 500нм тең болғанда светофильтрді пайдаланып, оптикалық тығыздығын өлшейді.

Германийдің фенилфлуоронмен фотометрлік әдіспен анықтауға болады. Фенилфизарон германиймен қызғылт түсті комплексті қосылыс береді. Осы әдіспен германийдің 0,01мкг/мл мөлшерін анықтауға болады.

Германийдің аналитикалық химиясы туралы мәліметтерді келесі монографиялардан қарастыруға болады.

Германийді қолдану

Германийді пайдаланатын ең маңызды сала - жартылай өткізгіш құралдар. Бұл құралдар электроникада және радиотехникада қолданылады. Германий металы монокристалл түрінде оптикада пайдаланылады (линзалар). Көп металдармен германий құймалар түзеді.Олар жартылай өткізгіштік қасиеттер көрсетеді.

Германий оксидін кремний оксиді сияқты шыны өндірісінде пайдаланылады. Германий оксиді металы катализатор ретінде қолданылады.

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.