Какво е SF6 газ?

Какво е SF6 газ?

Определение на SF6 газ

SF6 газ се дефинира като съединение от един атом сулфур и шест атома флуор, известно с неговата стабилност и приложение в електрически системи.

Производствен процес

SF6 газ се произвежда комерциално чрез реакция на флуор (добит чрез електролиз) със сулфур.

В процеса на производство на този газ, също се образуват други продукти като SF4, SF2, S2F2, S2F10 в малки проценти. Не само тези вторични продукти, но и примеси като въздух, влага и CO2 също присъстват в газа по време на производството. Всички тези вторични продукти и примеси се филтрират на различни етапи на очистка, за да се получи чист и префинен крайен продукт.

Химически свойства

За да разберем химическите свойства на SF6 газ, първо трябва да разгледаме неговата молекулярна структура. В молекулата SF6 един атом сулфур е обграден от шест атома флуор.

Сулфурът има атомен номер 16. Електронната конфигурация на атома сулфур е 2, 8, 6, т.е. 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Атомът флуор има атомен номер 9. Електронната конфигурация на флуора е 1S2 2S2 2P5. Всякъв атом сулфур в молекулата SF6 създава ковалентна връзка с 6 атома флуор. По този начин, атомът сулфур получава общо 6 ковалентни връзки, т.е. 6 двойки електрони във външната си обвивка, а всеки атом флуор получава 8 електрона в най-външната си обвивка.

Забележка: – Тук можем да забележим, че в сулфур хексафлуорид външната обвивка на атома сулфур има 12 електрона вместо 8. Това означава, че сулфурът не спазва общото окталово правило на атомната структура, което твърди, че стабилен атом изисква 8 електрона в най-външната си обвивка. Това не е изключение. Някои елементи в 3-та периодна група и под нея могат да формират съединения, които надвишават 8 електрона в най-външната си обвивка. Молекулярната структура на този газ е показана по-долу,

По този начин, SF6 напълно удовлетворява условията за стабилна структура. Ефективният радиус на молекулата сулфур хексафлуорид е 2.385 A. Тази електронна конфигурация и структура на газа правят SF6 изключително стабилен. Газът може да бъде стабилен без каквато и да е декомпозиция в молекуларната си структура до 500°C. Той е високо непламяем. H2O и Cl не могат да реагират с този газ. Той също не реагира с киселина.

SF6 газ е един от най-тежките газове, с плътност 6.139 kg/m³ при 20°C и едно атмосферно налягане, около пет пъти по-плътен от въздуха. Неговата молекулярна маса е 146.06. Промяната на налягане-температура е линейна в диапазона на обслужване от -25 до +50°C. SF6 има висока обемна специфична топлоемкост, около 3.7 пъти по-голяма от тази на въздуха, давайки му отлични охладителни свойства в електрическото оборудване. Въпреки ниската си термична проводимост, SF6 е ефективен за охлаждане в прекъсвачите, тъй като газът абсорбира и отделя топлина по време на молекулярна диссоциация и реформация около електрическа дъга, бързо прехвърляйки топлината от горещи към студени области.

SF6 газ е високо електронегативен. Благодарение на високата електронегативност, той абсорбира свободни електрони, които се произвеждат поради дъга между контактите на прекъсвача. Комбинацията на свободни електрони с молекули произвежда тежки и големи иони, които имат много ниска подвижност. Благодарение на абсорбцията на свободни електрони и ниската подвижност на ионите, SF6 има изключително добри диелектрични свойства. Диелектричната сила на SF6 газ е около 2.5 пъти по-голяма от тази на въздуха.

Списък на свойствата на сулфур хексафлуорид газ