Germanium - Ge

Germanium (Ge) is een metalloïde die wordt gebruikt in optische en elektronische technologieën. Deze gids maakt onderscheid tussen het vaste element en zijn verbindingen, bespreekt relevante gezondheidsrisico's en introduceert aandachtspunten voor waterstromen die germanium bevatten.

Chemische eigenschappen · Toepassingen en voorkomen · Gezondheidseffecten · Milieueffecten · Water en behandeling

Chemische eigenschappen van germanium

Geselecteerde eigenschappen van germanium
Symbool / atoomnummer	Ge / 32
Groep / periode / blok	14 / 4 / p
Standaardatoomgewicht	72.630(8)
Elektronenconfiguratie	[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
Veelvoorkomende oxidatietoestand	+4
Dichtheid (bij ongeveer kamertemperatuur)	5,3234 g cm⁻³
Smeltpunt	938,25 °C
Kookpunt	2833 °C
Elektronegativiteit (Pauling)	2.01
Niet-gebonden atoomstraal	0,211 nm
Covalente straal	0,120 nm
Eerste ionisatie-energie	762,2 kJ mol⁻¹
Natuurlijk voorkomende isotopen	⁷⁰Ge, ⁷²Ge, ⁷³Ge, ⁷⁴Ge, ⁷⁶Ge
Ontdekking	Clemens Winkler, 1886
CAS-registratienummer	7440-56-4

Het atoomgewicht is gebaseerd op CIAAW; de cijfers tussen haakjes geven de onzekerheid in de laatste cijfers aan. De fysische eigenschappen zijn gebaseerd op de Royal Society of Chemistry. Atoomstralen zijn afhankelijk van de gehanteerde definitie.

Afbeelding van germanium met cilindervormige en schijfvormige stukken — Germaniummaterialen.

Toepassingen, voorkomen en geschiedenis

Germanium is een harde, brosse, grijswitte metalloïde en halfgeleider. Het behoort tot groep 14, samen met silicium, tin en lood. De diamantachtige kristalstructuur en optische eigenschappen zijn belangrijk voor de toepassingen ervan.

Germanium en zijn verbindingen worden gebruikt in glasvezelcommunicatie, infraroodoptiek en nachtzichtsystemen, halfgeleiders, zonnecellen en polymerisatiekatalysatoren. Zeer zuiver germanium wordt ook gebruikt in stralingsdetectoren. Hoewel germanium een centrale rol speelde in vroege transistors, is het misleidend om te stellen dat gewone moderne geïntegreerde schakelingen voornamelijk van germanium worden gemaakt.

Het gedrag als halfgeleider kan worden gewijzigd door gecontroleerde toevoeging van doteringsstoffen, waaronder arseen en gallium. Het vaste element, germaniumdioxide en het gas germaan hebben verschillende eigenschappen en toepassingen.

Germanium wordt voornamelijk gewonnen als bijproduct van de verwerking van zink en kan ook worden gewonnen uit bepaalde uit steenkool afkomstige materialen. Het komt voor in mineralen zoals argyrodiet en germaniet. Clemens Winkler identificeerde het in 1886 in argyrodiet en bevestigde daarmee nog een van de door Mendelejev voorspelde lege plaatsen in het periodiek systeem.

Gezondheidseffecten van germanium

Voor germanium is geen essentiële voedingsfunctie bij de mens vastgesteld. Langdurige inname van germaniumhoudende supplementen is in verband gebracht met ernstige nierschade, waaronder nierfalen. Veronderstelde voordelen, zoals een betere zuurstofvoorziening of bescherming tegen ziekten, tonen geen klinische werkzaamheid of veiligheid aan. Gewone blootstelling via sporen in de voeding mag niet worden gelijkgesteld aan het gebruik van geconcentreerde germaniumproducten.

Germaan, ook wel germaniumtetrahydride (GeH₄), is een afzonderlijke chemische stof: een zeer gevaarlijk, ontvlambaar gas dat in lucht spontaan kan ontbranden. Inademing kan gevolgen hebben voor het bloed, de nieren en het centrale zenuwstelsel. Deze gevaren van het gas mogen niet worden voorgesteld als eigenschappen van een stuk vast germanium.

Bij een industriële beoordeling moeten de specifieke germaniumverbinding, de blootstellingsroute en de procesomstandigheden worden vastgesteld. Voor het werken met germaan zijn gespecialiseerde veiligheidsmaatregelen voor gassen nodig; blootstelling aan stof of procesvloeistoffen vereist maatregelen die op die materialen zijn afgestemd.

Milieueffecten van germanium

Germanium komt van nature verspreid voor in gesteenten en mineraalafzettingen. Mijnbouw, metaalverwerking en productie kunnen germaniumhoudend afval opleveren. Het gedrag in het milieu hangt af van de chemische vorm en de watersamenstelling; het materiaal simpelweg als een ‘zwaar metaal’ classificeren, zegt niets definitiefs over de ecologische effecten ervan.

Laboratoriumonderzoek toont aan dat opgelost germanium kan adsorberen aan goethiet, een ijzeroxyhydroxide, en tijdens de neerslag van ijzerhydroxide kan worden ingebouwd. Deze interacties helpen verklaren hoe germanium zich over water en vaste stoffen kan verdelen. De mate waarin dit gebeurt, hangt af van omstandigheden zoals de pH en het beschikbare mineraaloppervlak.

Germanium in water en waterbehandeling

Bij onderzoek naar een waterstroom die germanium bevat, moet onderscheid worden gemaakt tussen opgelost germanium en deeltjes en moeten andere verontreinigingen uit het proces worden vastgesteld. De totale concentratie, de pH en de samenstelling van het water vormen het uitgangspunt voor een beoordeling van de behandeling.

Adsorptie met ijzerhoudende materialen of coprecipitatie kan met behandelbaarheidstests worden onderzocht, op basis van laboratoriumgegevens over de interactie van germanium met ijzerhydroxiden. Dit onderzoek toont geen algemeen geldend verwijderingsrendement op praktijkschaal aan. Gebruik voor de tests representatief water, bepaal de resterende concentratie opgelost germanium en stel vast hoe de afgescheiden vaste stoffen zullen worden verwerkt.

Beoordeel voor geconcentreerde proceswaterstromen uit de industrie de mogelijkheden voor terugwinning en hergebruik naast de behandeling van het afvalwater. Meer achtergrondinformatie: processen voor de verwijdering van zware metalen. Lees meer over Germanium in water.

Pagina over germanium voor het laatst gecontroleerd op 24 oktober 2026 door Lenntech.