# Tétrachlorure de germanium

Le tétrachlorure de germanium, ou chlorure de germanium(IV), est un composé chimique de formule GeCl$_4$. Il s'agit d'un liquide incolore dégageant, au contact de l'humidité de l'air, des fumées à l'odeur acide due à l'acide chlorhydrique qu'elles contiennent. La réaction au contact de l'eau est violente, et conduit à l'hydrolyse du composé. L'ammoniac NH$_3$ donne le diamine Ge(NH$_3$)$_2$, tandis que l'éthanolate de sodium NaOCH$_2$CH$_3$ donne l'ester orthoéthylique d'acide germanique Ge(OCH$_2$CH$_3$)$_4$.
    GeCl$_4$ + 2 H$_2$O → GeO$_2$ + 4 HCl ;
    GeCl$_4$ + 6 NH$_3$ → Ge(NH$_3$)$_2$ + 4 NH$_4$Cl ;
    GeCl$_4$ + 4 NaOCH$_2$CH$_3$ → Ge(OCH$_2$CH$_3$)$_4$ + 4 NaCl.
Il intervient comme intermédiaire dans la production du germanium métallique purifié. Son utilisation s'est sensiblement accrue depuis le début du siècle en raison de son utilisation comme réactif dans la fabrication des fibres optiques.

## Production

La majeure partie de la production industrielle du germanium provient du traitement des poussières des fonderies de minerais de zinc et de cuivre, bien qu'une source importante se trouve également dans les cendres provenant de la combustion de certains types de charbon appelés vitrain (en). Le tétrachlorure de germanium est un intermédiaire de la purification du germanium métallique et de son oxyde, le dioxyde de germanium GeO$_2$.
Le tétrachlorure de germanium peut être produit directement à partir du GeO$_2$ par dissolution de l'oxyde dans l'acide chlorhydrique HCl concentré. Le mélange qui en résulte est traité par distillation fractionnée pour purifier et séparer le tétrachlorure de germanium GeCl$_4$ des autres produits et impuretés. Le GeCl$_4$ peut être hydrolysé à son tour avec de l'eau distillée et désionisée (ddH$_2$O) pour produire du GeO$_2$ pur, qui est ensuite réduit sous hydrogène H$_2$ pour produire du germanium métallique.
La production de GeO$_2$ dépend cependant de la forme oxydée du germanium extraite du minerai. Les minerais de sulfure de cuivre-plomb et de sulfure de zinc ZnS produisent du disulfure de germanium GeS$_2$, qui est ensuite oxydé en GeO$_2$ avec un oxydant tel que le chlorate de sodium NaClO$_3$. Les minerais de zinc sont grillés et frittés et peuvent produire le GeO$_2$ directement. L'oxyde est ensuite traité comme indiqué précédemment.
Au laboratoire, on prépare le tétrachlorure de germanium en faisant réagir du dioxyde de germanium pur avec de l'acide chlorhydrique concentré :
    4 HCl$_{(aq)}$ + GeO$_{2(s)}$ $\rightleftharpoons$ GeCl$_{4(aq)}$ + 2 H$_2$O$_{(l)}$.

## Applications

Le tétrachlorure de germanium est utilisé presque uniquement comme intermédiaire de plusieurs procédés produisant des matériaux optiques. Le GeCl$_4$ peut être directement hydrolysé en dioxyde de germanium GeO$_2$, un matériau qui présente plusieurs propriétés intéressantes.
Au cours de la fabrication de fibres optiques, le tétrachlorure de silicium SiCl$_4$ et le tétrachlorure de germanium GeCl$_4$ sont introduits avec de l'oxygène O$_2$ dans une préforme en verre creux qui est soigneusement chauffée pour permettre l'oxydation des réactifs en leurs oxydes respectifs et la formation d'un mélange de verres. Le GeO$_2$ présente un indice de réfraction élevé, ce qui permet de définir précisément l'indice de réfraction global de la fibre en modulant précisément le débit de GeCl$_4$.