ما هو غاز السفاح-6؟

ما هو غاز السلفور هكسافلوريدي (SF6)؟

تعريف غاز السلفور هكسافلوريدي (SF6)

يُعرَف غاز السلفور هكسافلوريدي (SF6) بأنه مركب يتكون من ذرة سلفور واحدة وستة ذرات فلور، وهو معروف بثباته واستخدامه في الأنظمة الكهربائية.

عملية التصنيع

يتم تصنيع غاز السلفور هكسافلوريدي (SF6) تجارياً بواسطة تفاعل الفلور (الذي يتم الحصول عليه عن طريق التحليل الكهربائي) مع الكبريت.

خلال عملية إنتاج هذا الغاز، يتم إنتاج نواتج ثانوية أخرى مثل SF4، SF2، S2F2، S2F10 بنسبة صغيرة. بالإضافة إلى هذه النواتج الثانوية، توجد أيضاً شوائب مثل الهواء والرطوبة وثاني أكسيد الكربون في الغاز أثناء الإنتاج. يتم تصفية جميع هذه النواتج الثانوية والشوائب في مراحل مختلفة من التنقية للحصول على المنتج النهائي النقي والمكرر.

الخصائص الكيميائية

لفهم الخصائص الكيميائية لغاز السلفور هكسافلوريدي (SF6)، ننظر أولاً إلى هيكله الجزيئي. في جزيء السلفور هكسافلوريدي (SF6)، تحيط ستة ذرات فلور بذرة سلفور واحدة.

للسلفور رقم ذري 16. التوزيع الإلكتروني لذرة السلفور هو 2، 8، 6 أي 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. وللفلور رقم ذري 9. التوزيع الإلكتروني لذرة الفلور هو 1S2 2S2 2P5. كل ذرة سلفور في جزيء السلفور هكسافلوريدي (SF6) تشكل رابطة تساهمية مع ستة ذرات فلور. بهذه الطريقة، تحصل ذرة السلفور على مجموع 6 روابط تساهمية، أي 6 أزواج من الإلكترونات في القشرة الخارجية لها، ويحصل كل ذرة فلور على 8 إلكترونات في قشرتها الخارجية الأكثر بعداً.

ملاحظة: - يمكننا ملاحظة هنا أن القشرة الخارجية لذرة السلفور في السلفور هكسافلوريدي تحتوي على 12 إلكتروناً بدلاً من 8 إلكترونات. وهذا يعني أن السلفور لا يطيع القاعدة الثمانية العامة لهيكل الذرة والتي تنص على أن الذرة المستقرة تحتاج إلى 8 إلكترونات في قشرتها الخارجية الأكثر بعداً. هذا ليس حالة استثنائية. بعض العناصر في الفترة الثالثة وما فوقها يمكن أن تشكل مركبات تتجاوز 8 إلكترونات في قشرتها الخارجية الأكثر بعداً. يتم عرض هيكل الجزيء لهذا الغاز أدناه،

بهذه الطريقة، يحقق السلفور هكسافلوريدي (SF6) حالة هيكلية مستقرة تماماً. نصف قطر السلفور هكسافلوريدي الفعال هو 2.385 آنغرستروم. يجعل هذا التوزيع الإلكتروني والهيكل لهذا الغاز السلفور هكسافلوريدي (SF6) مستقراً للغاية. يمكن أن يكون الغاز مستقراً دون أي تفكك في هيكله الجزيئي حتى درجة حرارة 500 درجة مئوية. إنه غير قابل للاشتعال بشكل كبير. لا يمكن لـ H2O و Cl أن يتفاعلا مع هذا الغاز. كما أنه لا يتفاعل مع الحمض.

غاز السلفور هكسافلوريدي (SF6) هو واحد من أثقل الغازات، ب_density_ 6.139 كجم/م³ عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وضغط جوي واحد، أي خمسة أضعاف كثافة الهواء. وزنه الجزيئي هو 146.06. تكون التغيرات في الضغط والحرارة خطية ضمن نطاق الاستخدام من -25 إلى +50 درجة مئوية. يمتلك السلفور هكسافلوريدي (SF6) حرارة محددة حجمية عالية، حوالي 3.7 ضعف الحرارة المحددة للهواء، مما يمنحه خصائص تبريد ممتازة في المعدات الكهربائية. رغم انخفاض توصيله الحراري، فإن السلفور هكسافلوريدي (SF6) فعال للتبريد في المقاطع الكهربائية لأن الغاز يمتص وينتج حرارة خلال التفكك والتكوين الجزيئي حول القوس الكهربائي، مما يؤدي إلى نقل الحرارة بسرعة من المناطق الساخنة إلى المناطق الباردة.

غاز السلفور هكسافلوريدي (SF6) ذو كهروسالبية عالية. بسبب الكهروسالبية العالية، فإنه يمتص الإلكترونات الحرة التي تنتج بسبب القوس الكهربائي بين نقاط الاتصال في المقاطع الكهربائية. الجمع بين الإلكترونات الحرة والجزيئات ينتج أيونات ثقيلة وكبيرة ذات حركة بطيئة جداً. بسبب امتصاص الإلكترونات الحرة وبسبب الحركة البطيئة للأيونات، فإن السلفور هكسافلوريدي (SF6) يمتلك خصائص كهربائية ممتازة. قوة العزل الكهربائي لغاز السلفور هكسافلوريدي (SF6) حوالي 2.5 ضعف قوة العزل الكهربائي للهواء.

قائمة خصائص غاز السلفور هكسافلوريدي (SF6)