Què és el gas SF6?

Què és el gas SF6?

Definició del gas SF6

El gas SF6 es defineix com un compost d'un àtom de sòl i sis àtoms de fluor, conegut per la seva estabilitat i ús en sistemes elèctrics.

Procés de fabricació

El gas SF6 es fabrica comercialment a través de la reacció del fluor (obtingut per electrolisi) amb el sòl.

Durant el procés de producció d'aquest gas, també es produeixen altres subproductes com l'SF4, l'SF2, l'S2F2, l'S2F10 en petites quantitats. No només aquests subproductes, sinó que també hi ha impuretes com l'aire, l'humitat i el CO2 present en el gas durant la producció. Tots aquests subproductes i impuretes es filtreu en diferents etapes de purificació per obtenir el producte final net i refinat.

Propietats químiques

Per entendre les propietats químiques del gas SF6, primer mirem la seva estructura molecular. En una molècula de SF6, un àtom de sòl està envoltat per sis àtoms de fluor.

El sòl té un número atòmic de 16. La configuració electrònica de l'àtom de sòl és 2, 8, 6, és a dir, 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. L'àtom de fluor té un número atòmic de 9. La configuració electrònica del fluor és 1S2 2S2 2P5. Cada àtom de sòl en la molècula de SF6 crea un enllaç covalent amb sis àtoms de fluor. D'aquesta manera, l'àtom de sòl obté un total de sis enllaços covalents, és a dir, sis parells d'electrons en la seva capa exterior, i cada àtom de fluor obté vuit electrons en la seva capa més externa.

NB: - Aquí podem observar que, en el hexafluoruret de sòl, la capa exterior de l'àtom de sòl té 12 electrons en lloc de 8. Això significa que aquí el sòl no segueix la regla octal general de l'estructura atòmica, que estableix que un àtom estable necessita 8 electrons en la seva capa més externa. Això no és un cas excepcional. Alguns elements del tercer període i inferiors poden formar compostos que superen els 8 electrons en la seva capa més externa. L'estructura molecular d'aquest gas es mostra a continuació,

D'aquesta manera, el SF6 satisfà plenament una condició estructural estable. El radi efectiu d'una molècula de hexafluoruret de sòl és de 2,385 Å. Aquesta configuració electrònica i estructura del gas fan que el SF6 sigui extremadament estable. El gas pot ser estable sense cap descomposició en la seva estructura molecular fins a 500°C. És altament incombustible. L'H2O i el Cl no poden reaccionar amb aquest gas. Tampoc reacciona amb els àcids.

El gas SF6 és un dels gases més densos, amb una densitat de 6,139 kg/m³ a 20°C i una pressió atmosfèrica, uns cinc cops més dens que l'aire. El seu pes molecular és de 146,06. La variació pressió-temperatura és lineal dins del rang de servei de -25 a +50°C. El SF6 té un calor específic volumètric elevat, aproximadament 3,7 vegades el de l'aire, donant-li excel·lents propietats de refrigeració en equipaments elèctrics. Malgrat la seva baixa conductivitat tèrmica, el SF6 és eficaç per a la refrigeració en interruptors de circuit, ja que el gas absorbeix i allibera calor durant la dissociació i reformació molecular al voltant d'un arc elèctric, transferint ràpidament la calor de les zones calentes a les fredes.

El gas SF6 és altament electronegatiu. Gràcies a la seva alta electronegativitat, absorbeix els electrons lliures que es produeixen degut a l'arc entre els contactes de l'interruptor de circuit. La combinació dels electrons lliures amb les molècules produeix ions grans i pesants, que tenen una mobilitat molt baixa. A causa de l'absorció dels electrons lliures i la baixa mobilitat dels ions, el SF6 té una propietat dielèctrica excel·lent. La resistència dielèctrica del gas SF6 és aproximadament 2,5 vegades superior a la de l'aire.

Llista de propietats del gas hexafluoruret de sòl