Germánium

7,46 · 10 -5 Pa pri 1210 K.

germánium

Germánium (z lat. Germania „Nemecko“, domovina objaviteľa Clemensa Winklera (1838-1904)), je chemický prvok. Prvýkrát bol objavený 6. februára 1886.

Ďalšie odporúčané odborné znalosti

Trvale presné testovacie závažia vďaka 12 tipom zadarmo

Bezpečný rozsah váženia na zabezpečenie presných výsledkov

Pochopte účinky statickej elektriny na vašu váhu

Obsah

príbeh

Za objav germánia vďačíme Clemensovi Winklerovi, chemikovi v Bergakademie Freiberg (vo Freibergu), ktorý pracoval s kobaltovým sklom. Preskúmal minerál argyrodit a našiel nový prvok germánium. Neskôr sa ukázalo, že ide o kremík eka, ktorý predpovedal Dmitrij Mendelejev v roku 1871.

Výskyt

Germánium je rozšírené, ale vyskytuje sa iba vo veľmi nízkych koncentráciách; Clarkeova hodnota (= priemerný obsah v zemskej kôre): 1,5 g/t. Nachádza sa ako spoločník v medených a zinkových rudách (medená bridlica Hettstedter). Najdôležitejšie minerály sú argyrodit, canfieldit, germanit a reniérit. Niektoré rastliny germánia obohacujú. Táto vlastnosť vedie k niektorým veľmi kontroverzným tézam ohľadne fyziológie rastlín („ochrana rastlín proti vírusom“), ktoré v konečnom dôsledku vedú aj k aplikáciám v homeopatii.

charakteristiky

Germánium je v periodickej tabuľke v semimetalickej sérii, ale podľa novšej definície je klasifikované ako polovodič. Elementárne germánium je veľmi krehké a veľmi stabilné na vzduchu pri izbovej teplote. Oxiduje na oxid germaničitý (GeO2) iba vtedy, keď silne žiari v kyslíkovej atmosfére. Germánium je dvojmocné a štvormocné. Najtrvalejšie sú zlúčeniny germánia (IV). Germánium nie je napadnuté kyselinou chlorovodíkovou, roztokom hydroxidu draselného a zriedenou kyselinou sírovou. V alkalických roztokoch peroxidu vodíka, koncentrovanej horúcej kyseline sírovej a koncentrovanej kyseline dusičnej sa však rozpúšťa za tvorby hydrátu oxidu germaničitého. Podľa jeho polohy v periodickej tabuľke sú jeho chemické vlastnosti niekde medzi kremíkom a cínom.

Germánium je jednou z mála látok, ktoré majú vlastnosť anomálie hustoty, to znamená, že jeho hustota je v tuhom stave nižšia ako v kvapaline.

Germánske doštičky sú výrazne krehkejšie ako kremíkové doštičky.

použitie

Ako polovodič to bol špičkový materiál v elektronike, kým nebol nahradený kremíkom. Aplikácie dnes nájdeme vo vysokofrekvenčnej technológii (napr. Ako zložené polovodiče SiGe) a v detektorovej technológii (napr. Ako röntgenové detektory). Pre solárne články vyrobené z arzenidu gália sa ako nosný materiál niekedy používajú oblátky vyrobené z germánia. Mriežková konštanta germánia je veľmi podobná mriežkovej konštante GaAs, takže GaAs rastie epitaxne na monokryštáloch germánia. V budúcnosti by germánium mohlo opäť získať na dôležitosti vďaka novej technológii germánium-uhlík-kremík.

Jeho druhá hlavná aplikácia je v infračervenej optike vo forme okien a šošovkových systémov vyrobených z poly- alebo monokryštalického germánia, ako aj optických skiel s infračervenou priepustnosťou, takzvaných chalkogenidových skiel. Oblasti použitia tohto riešenia sú vojenské a civilné zariadenia na nočné videnie, ako aj termografické kamery. Môžu sa použiť napríklad na preskúmanie netesností izolácie v domoch.

Ďalšie dôležité použitia sú pri výrobe optických vlnovodov a polyesterových vlákien: V moderných optických vláknach používaných v telekomunikáciách sa chlorid germánium používa na nanášanie germániového povlaku na vnútorné jadro vlákna, aby sa dosiahol úplný odraz svetelných vĺn. V polyesterovej chémii sa oxid germaničitý používa ako katalyzátor pri výrobe určitých polyesterových vlákien a granulátov, najmä pre recyklovateľné PET fľaše (PET = polyetyléntereftalát).

S germániom na rozdiel od ocele nemožno kryštálovú štruktúru rozbiť neutrónovým žiarením. Elasticky absorbuje dopad neutrónu. Doteraz sa však tento objav nepoužíval v reaktoroch.

Germánium sa ponúka v rôznych doplnkoch výživy, pozri nasledujúci bod Fyziológia.

Fyziológia [2]

Germánium a jeho zlúčeniny majú relatívne nízku toxicitu. Stopy germánia nájdeme v nasledujúcich potravinách: fazuľa, paradajková šťava, ustrice, tuniak a cesnak. Nie je obsiahnutý v žiadnom v súčasnosti schválenom liečive. Podľa súčasného stavu vedy nejde o podstatný stopový prvok. Nie je známa žiadna biologická funkcia pre germánium. Diskutovalo sa o možnom vplyve na metabolizmus uhľohydrátov. Nie sú známe žiadne choroby z nedostatku germánia. Diskutovalo sa o tom, že nedostatok germánia prispieva k ochoreniu na Kashin-Beckovu chorobu, osteoartritický stav, ktorý postihuje hlavne deti v Číne a bývalom Sovietskom zväze. Tento predpoklad je však založený iba na jedinej štúdii.

Toxicita [2]

Otrava germániom u ľudí sa zatiaľ vyskytla až po užití anorganického germánia ako doplnku výživy. Prvými príznakmi sú nechutenstvo, chudnutie, vyčerpanie a svalová slabosť. Potom nasledujú funkčné poruchy obličiek až po zlyhanie obličiek, ktoré môžu byť pre pacienta smrteľné. Taktiež bola hlásená periférna neuropatia ako sekundárne ochorenie. V prípadoch, keď pacienti prežili príjem anorganických zlúčenín germánia, nebolo možné obnoviť normálnu funkciu obličiek.
Pri užívaní spirogermania v klinických štúdiách boli hlásené prechodné neurotoxické vedľajšie účinky. Spirogermanium bolo testované ako cytostatikum v 80. rokoch. Údaje zo štúdií na zdravých dobrovoľníkoch nie sú k dispozícii.

Z pokusov na zvieratách je známe, že germánium má nízku akútnu orálnu toxicitu. Medzi príznaky akútnej otravy veľkými dávkami germániových zlúčenín patria:

  • Rozšírenie krvných ciev (arteryctasia)
  • Ptóza
  • cyanóza
  • chvenie

Nakoniec ochrnutie dýchania vedie k smrti testovaných zvierat.
Príznaky chronickej alebo subchronickej otravy anorganickými zlúčeninami germánu sú:

  • Strata váhy
  • Orgánové zmeny (množstvo orgánov)
  • Progresívna neuropatia
  • Poškodenie obličiek

Organické zlúčeniny germánia vykazovali menšiu toxicitu, ale viedli k úbytku hmotnosti a zníženiu počtu červených krviniek u testovaných zvierat. K dispozícii je málo údajov o teratogénnych účinkoch germánia. Germanát sodný nebol testovaný na karcinogenitu u potkanov.

Mechanizmus toxicity germánia ešte nie je úplne známy. Pozorovali sa však špecifické patologické účinky na mitochondrie obličiek a nervových buniek.

Interakcie [2]

Diskutuje sa tiež o tom, či germánium pravdepodobne vykazuje interakcie s kremíkom v kostnom metabolizme. Môže blokovať pôsobenie diuretík a znižovať alebo blokovať aktivitu mnohých enzýmov, napríklad dehydrogenáz. V pokusoch na zvieratách vykazovali myši predĺžené trvanie spánku indukované hexabarbitalom, ak boli tiež liečené germániovými zlúčeninami. To naznačuje, že aktivita cytochrómu P450 je tiež obmedzená. Existujú správy o organických zlúčeninách germánia, ktoré blokujú detoxikačný enzým glutatión-S-transferázu.

Biologická dostupnosť a metabolizmus [2]

Germánium sa pri požití veľmi ľahko vstrebáva do tela. Distribuuje sa do celého telesného tkaniva, predovšetkým do obličiek a štítnej žľazy. Na rozdiel od anorganického germánia sa organické germánium nehromadí v ľudskom tele. Existuje však iba niekoľko štúdií metabolizmu germánia.
V zásade sa vylučuje močom. Prebieha tiež vylučovanie žlčou a stolicou.

Germánium v ​​doplnkoch výživy [2]

Je obsiahnutý v niektorých doplnkoch výživy vo forme spirogermania (karboxyetylgermanium seskvoxid, „Ge-132“). Germánium a najmä Ge-132 budú mať pozitívny účinok proti:

  • rakovina
  • AIDS
  • vysoký krvný tlak
  • artritída
  • Potravinové alergie
  • malária

pripísané. Tieto účinky zatiaľ neboli potvrdené v žiadnej vedecky udržateľnej štúdii. Všetky výsledky štúdií uskutočňovaných so spirogermaniom na liečbu rakoviny sú nepresvedčivé.

Vo Veľkej Británii priemysel dobrovoľne upustí od predaja potravinových doplnkov obsahujúcich germánium kvôli ich toxicite. [2]

V roku 2000 Federálny inštitút pre ochranu spotrebiteľa a veterinárne lekárstvo výslovne varoval pred konzumáciou Ge-132, pretože nemožno vylúčiť vážne škody na zdraví a smrti. [3]

Bez ohľadu na to je v Nemecku možné bez problémov získať germánium-132 z príslušných ezoterických zdrojov v zahraničí a čiastočne aj v Nemecku. Riedel a Heerd vložili do svojej knihy Organické germánium - ľahký most k sebe samému účinnosť takto:

„Kliniky rakoviny a AIDS v USA liečiace pacientov organickým germániom sú realitou. V Japonsku prebiehal intenzívny výskum na tému organického germánia, ale rovnako sa v Nemecku uskutočňoval výskum prvku, ktorý vďačí za svoje meno nemeckému prieskumníkovi Clemensovi Winklerovi. Vedomosti o ňom zostali v zasvätených kruhoch, zákazy reklamy uvalené mocnými však robili svoje. V EÚ vedel farmaceutický priemysel zabrániť obchodu. ““ [4] .

Ako dôvod použitia organického germánia sa uvádza konšpiračná teória, ktorú „konvenčná medicína“ odmieta.

Prečítajte si poznámku o zdravotných problémoch!

odkazy

Germánium tvorí Ge (II) a trvalejšie Ge (IV) zlúčeniny, iba niektoré majú technický význam.

Tiež sú známi zástupcovia Ge (II) a Ge (IV) halogenidov germánia. Chlorid germánium (GeCl4), kvapalina s bodom varu 83 ° C, vzniká, keď sú oxidy germánia vystavené pôsobeniu chlorovodíka, a je dôležitým medziproduktom pri výrobe germánia. Vysoko čistý GeCl4 sa používa na výrobu optických vlnovodov vyrobených z kremenného skla na výrobu vysoko čistej vrstvy oxidu germánia (IV) na vnútornej strane kremenných vlákien. Disproporcionáciu germánia (II) za vzniku germánia a germánia (IV) je možné použiť aj na výrobu vysoko čistých germániových vrstiev (2 GeJ2 ↔ GeJ4 + Ge).

Germanáty sú zlúčeniny germánia, ktoré sú odvodené od jeho oxidu. Germánium je prítomné ako germanát takmer vo všetkých mineráloch obsahujúcich germánium.

Nemci sú pomenované pre vodíkové zlúčeniny germánia, ktoré tvoria homológnu sériu molekúl reťazca rôznych dĺžok. Monogermán alebo hydrid germánium (GeH4) je plyn a používa sa v polovodičovom priemysle na epitaxiu a doping.