Text 5 Germanium

Das Germanium kommt in der Natur nur in Form einiger sehr seltener Mineralien vor. Bemerkenswert ist auch das Vorkommen von etwa ein Tausendstel Prozent Germanium in den Steinkohlen.

Zur Darstellung des Germaniums geht man hauptsächlich vom Germanit aus. Dieser kann auf trockenem und nassem Wege verarbeitet werden. Beim Nassaufschluss wird das feingepulverte Mineral mit einem Salpetersäure-Schwefelsäure-Gemisch behandelt, wobei sich das Germanium größtenteils als schwerlösliches Germaniumdioxid abscheidet. Dieses kann von den Verunreinigungen durch Lösen in konzentrierter Salzsäure (GeO₂ + 4HC1  GeCl₄ + 2H₂O) und mehrfacher Destillation des dabei entstandenen Tetrachlorids GeCl₄, das in Wasser aufgefangen wird und dabei in Umkehrung der Bildungsgleichung durch Hydrolyse wieder Germaniumdioxid ergibt, gereinigt werden. Das gereinigte Dioxid wird dann nach Entwässerung mit Kaliumcyanid und Holzkohle oder durch Wasserstoff zum Metall reduziert. Beim Trockenaufschluss, der sich für die Verarbeitung grosserer Erzmengen besser eignet, wird der feingepulverte Germanit im Stickstoffstrom auf 800°C erhitzt, wodurch Arsensulfid und Schwefel entfernt wer­den. Über den Rückstand leitet man anschließend bei 825°C trockenes Ammoniakgas, wobei Germanium (Il)-sulfid GeS absublimiert, das durch Behandeln mit Salpetersäure in das Oxid übergeführt werden kann. Das Oxid wird schließlich wie beim Nassaufschluss zum Metall reduziert. Weiterhin erhält man Germanium aus dem Flugstaub der Steinkohlen.

Während Kohlenstoff und Silicium als Elemente ausgesprochenen Nichtmetallcharakter besitzen, gehört elementares Germanium bereits zu den Metallen. Es ist ein grauweißes, glänzendes, sehr sprödes Metall. Gegen Luftsauerstoff ist es relativ beständig, lediglich bei Rotglut wird es durch Sauerstoff zu Germaniumdioxid oxydiert. Ebenso erfolgt die Oxydation zum Dioxid bei Einwirkung von heißer konzentrierter Schwefelsäure, Sal­petersäure und anderer oxydierend wirkender Säuren. In Salzsäure ist Ger­manium nicht löslich, wohl aber in Königswasser. Von Alkalilaugen wird es fast nicht angegriffen. Das Germanium kristallisiert in Form von Oktaedern im Diamantgitter und leitet den elektrischen Strom. Es gehört zu den Halbleitern, da seine elektrische Leitfähigkeit durch Störstellen im Gitter zustande kommt.

Text 6 Aluminium

Aluminium steht hinsichtlich seines Vorkommens unter allen Elementen an dritter, unter den Metallen an erster Stelle. Es findet sich hauptsächlich in der Form von Doppelsilikaten, so in den Feldspäten und Glimmern, und in deren Verwitterungsprodukt, dem Ton. Nie findet sich Aluminium gediegen.

Aluminium wurde erstmals 1827 von Friedrich Wöhler durch Reduktion von Aluminiumchlorid A1C1₃ mit Kalium dargestellt.

Aluminium ist ein silberweißes Leichtmetall. Es ist sehr dehnbar. Das Leitvermögen für Wärme und Elektrizität ist gut, das spezifische elektrische Leitvermögen beträgt etwa 60% von dem des Kupfers, das Wärmeleitvermögen ist bei gewöhnlicher Temperatur etwa dreimal so groß wie das des Schmiedeeisens. Die Bildungswärme des A1₂O₃ zeigt, dass Aluminium eine große Affinität zum Sauerstoff hat. Trotzdem ist reines Aluminium an der Luft ziemlich beständig, da es sich mit einer dünnen Oxidhaut überzieht, die sehr dicht ist und deshalb das darunterliegende Metall vor weiterer Oxydation schützt. Die Beständigkeit des Aluminiums gegen Wasser, Wasserdampf und gegen oxydierende Säuren ist deshalb auf die Bildung schützender Oxid- bzw. Hydroxidschichten zurückzuführen.

Feinverteiltes Aluminium verbrennt an der Luft beim Erhitzen unter star­ker Wärmeentwicklung mit glänzendem Licht zu Aluminiumoxid.

Text 7

Indium

UdSSR, Finnland, Japan, Schweden, USA, Peru und Kanada - das ist eine unvollständige Aufzählung der Länder, die Indiumlagerstätten bеsitzen. Dessen ungeachtet hatte noch 1924 der Weltvorrat an metallischem Indium eine Masse von lediglich 1 g.

Dafür gibt es einige Gründe. Das sind erstens die physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Indiums. Indium ist sehr eigentümlich, unverwechselbar und - wie man damals glaubte - nutzlos. Zweitens ist es keine leicht zu lösende Aufgabe, das Indium aus Mineralien zu gewinnen. Indium ist ein sehr zerstreut auftretendes Element.

In keinem der Minerale liegt der Indiumgehalt über wenigen Zehntel Prozent. So können wir sagen: Minerale, die Indium enthalten, gibt es viele, doch Indium enthalten sie alle nur sehr wenig.

Auch in gediegener Form kommt Indium nicht vor, obwohl es unter Normalbedingungen vom Luftsauerstoff nicht oxydiert wird und überhaupt eine beträchtliche chemische Beständigkeit aufweist. Der außerordentlich hohe Dispersionsgrad des Indiums ist auch der Grund dafür, dass es erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entdeckt wurde. Beweis für die Entdeckung des Elements war eine charakteristische blaue Linie im Spektrum.