3.4.20. Техника безопасности при работе с селеном и теллуром

Соединения селена и теллура ядовиты. По нормам, предельная допустимая концентрация селена и теллура в воздухе 0,01 мг/м³. Попадание соединений селена и теллура в организм человека через дыхательные пути, желудок и кожу обнаруживается по специфическому «чесночному» запаху выдыхаемого воздуха. Гидриды (H₂Se, Н₂Те) вызывают сильное раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз. Галогениды, диоксиды и другие соединения при попадании на кожу вызывают экзему и болезненные ожоги. В связи с этим технологические процессы должны быть механизированы, а аппараты - герметизированы и снабжены вытяжной вентиляцией.

3.5. Металлургия германия

3.5.1. Краткая историческая справка

В 1870 году Д. И. Менделеев предсказал на основе открытого им закона свойства неизвестного тогда элемента IV группы «экасилиция». Получен германий в 1876 году.

В 1886 году немецким химиком А. Винклером открыт новый элемент, названный им германием, в минерале аргиродите 4Ag₂S^.GeS₂. Практический интерес к германию возник в период II мировой войны в связи с развитием полупроводниковой электроники. Промышленное производство германия было организовано в 1945 - 1950 гг.

3.5.2. Свойства германия и его соединений

Физические свойства. Германий – металл светло-серого цвета, плотность в твердом состоянии 5,3 г/см³, в расплавленном – 5,5 г/см³, температура плавления 958,5 ^оС, кипения 2690 ^оС. Это хрупкий металл, поддается пластической деформации выше 550 ^оС. Обладает полупроводниковыми свойствами.

Химические свойства. Чистый германий стоек на воздухе при обычной температуре и быстро окисляется при t выше 600 ^оС с образованием двуокиси германия. Это основные соединения для получения германия. Германий реагирует с Cl, Вr, I с образованием GeX₄. Не растворяется в воде, соляная и разбавленная серная кислота не действуют на германий. Азотная кислота реагирует с образованием гидратированной двуокиси GeO₂^.nH₂O. Царская водка легко растворяет германий. Растворы щелочей слабо действуют на германий; расплавы щелочей в присутствии кислорода быстро его растворяют. С углеродом и азотом Ge не взаимодействует - его можно плавить в графитовых тиглях. С водородом взаимодействует при температуре плавления.

3.5.3. Химические соединения германия

В соединениях германий проявляет степень окисления +2 и +4.

Оксиды. GeO₂ – порошок белого цвета (температура плавления 1115 ^оС, температура кипения 1250 ^оС) растворяется в воде (до 8 г/л), кислотах, щелочах с образованием германатов (германаты щелочных металлов хорошо растворимы в воде). GeO – порошок темно-серого цвета при температуре >600 ^оС летит, не растворяется в воде, плохо растворяется в кислотах.

Гидроксид. Ge(OH)₂ – осаждается из растворов, содержащих Ge²⁺, белого, желтого или желто-красного цвета, легко растворяется в кислотах.

Германиевая кислота H₂GeO₃ (GeO₂∙H₂O), соли ее – германаты.

Тетрахлорид германия GeCl₄ – бесцветная жидкость, температура плавления (- 49 ^оС), температура кипения 83 ^оС, гидролизует в воде, хорошо растворяется в органических растворителях.

Сульфид германия GeS₂ – осаждается из растворов H₂S, белого цвета, при температуре 400 ^оС диссоциирует:

GeS₂ = GeS + ½ S₂ (3.77)