Τι είναι το αέριο SF6;

Τι είναι το πνεύματος SF6;

Ορισμός Πνεύματος SF6

Το πνεύμα SF6 ορίζεται ως μια συνδυασμένη ουσία από ένα άτομο θείου και έξι άτομα φθορίου, γνωστή για τη σταθερότητά της και τη χρήση της σε ηλεκτρικά συστήματα.

Διαδικασία Παραγωγής

Το πνεύμα SF6 παράγεται εμπορικά μέσω της αντίδρασης φθορίου (που παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης) με θείο.

Κατά τη διαδικασία παραγωγής αυτού του πνεύματος, παράγονται επίσης άλλα παραπροϊόντα όπως SF4, SF2, S2F2, S2F10 σε μικρές ποσότητες. Όχι μόνο αυτά τα παραπροϊόντα, αλλά και βλάβες όπως αέριο, υγρασία και CO2 παρίστανται στο πνεύμα κατά την παραγωγή. Όλα αυτά τα παραπροϊόντα και βλάβες φιλτράρονται σε διαφορετικά στάδια εκκαθάρισης για να παραχθεί το καθαρό και επεξεργασμένο τελικό προϊόν.

Χημικές Ιδιότητες

Για να κατανοήσουμε τις χημικές ιδιότητες του πνεύματος SF6, πρώτα εξετάζουμε το μοριακό του δομή. Σε ένα μόριο SF6, ένα άτομο θείου περιβάλλεται από έξι άτομα φθορίου.

Το θείο έχει ατομικό αριθμό 16. Η ηλεκτρονική διάταξη του ατόμου θείου είναι 2, 8, 6, δηλαδή 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Το άτομο φθορίου έχει ατομικό αριθμό 9. Η ηλεκτρονική διάταξη του φθορίου είναι 1S2 2S2 2P5. Κάθε άτομο θείου στο μόριο SF6 δημιουργεί μια συνδετική σύνδεση με 6 άτομα φθορίου. Με αυτόν τον τρόπο, το άτομο θείου παίρνει συνολικά 6 συνδετικές συνδέσεις, δηλαδή 6 ζευγάρια ηλεκτρόνιων στο εξωτερικό του στρώμα, και κάθε άτομο φθορίου παίρνει 8 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του στρώμα.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: - Εδώ μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι, στο εξωτερικό στρώμα του άτομου θείου στο εξαφθοριούχο θείο, υπάρχουν 12 ηλεκτρόνια αντί για 8. Αυτό σημαίνει ότι το θείο δεν ακολουθεί το γενικό οκτάδικο κανόνα της ατομικής δομής, ο οποίος λέει ότι ένα σταθερό άτομο απαιτεί 8 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του στρώμα. Αυτή δεν είναι μια εξαιρετική περίπτωση. Κάποια στοιχεία στη 3η περίοδο και κάτω μπορούν να σχηματίσουν ένα σύνθετο που υπερβαίνει 8 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του στρώμα. Η μοριακή δομή αυτού του πνεύματος είναι δεικτική παρακάτω,

Με αυτόν τον τρόπο, το SF6 εκπληρώνει πλήρως μια σταθερή δομική συνθήκη. Ο αποτελεσματικός ακτίνας ενός μορίου εξαφθοριούχου θείου είναι 2.385 Å. Αυτή η ηλεκτρονική διάταξη και δομή του πνεύματος καθιστούν το SF6 εξαιρετικά σταθερό. Το πνεύμα μπορεί να είναι σταθερό χωρίς καμία διάσπαση στη μοριακή του δομή μέχρι 500°C. Είναι εξαιρετικά μη ευφλεγή. H2O και Cl δεν μπορούν να αντιδράσουν με αυτό το πνεύμα. Δεν αντιδρά επίσης με οξέα.

Το πνεύμα SF6 είναι ένα από τα βαρύτερα πνεύματα, με πυκνότητα 6.139 kg/m³ στους 20°C και μια ατμοσφαιρική πίεση, περίπου πέντε φορές πιο πυκνό από τον αέρα. Το μοριακό του βάρος είναι 146.06. Η μεταβολή πίεσης-θερμοκρασίας είναι γραμμική εντός του εύρους λειτουργίας -25 έως +50°C. Το SF6 έχει υψηλή συγκεκριμένη θερμότητα όγκου, περίπου 3.7 φορές της αέρα, παρέχοντάς του εξαιρετικές ιδιότητες κατάψυξης σε ηλεκτρικό εξοπλισμό. Παρά τη χαμηλή θερμοαναχωρητικότητα, το SF6 είναι αποτελεσματικό για κατάψυξη σε παρακοπείς, επειδή το πνεύμα απορροφά και αποδίδει θερμότητα κατά τη διάσπαση και την επανασύνθεση των μορίων γύρω από την ηλεκτρική αρκτούρα, μεταφέροντας γρήγορα θερμότητα από ζώνες θερμότητας σε ζώνες ψύχους.

Το πνεύμα SF6 είναι υψηλά ηλεκτρονεγατικό. Λόγω της υψηλής ηλεκτρονεγατικότητας, απορροφά ελεύθερα ηλεκτρόνια που παράγονται λόγω της αρκτούρας μεταξύ των επαφών του παρακοπέα. Η συνδυασμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων με τα μόρια παράγει βαριά και μεγάλα ιόντα, τα οποία έχουν πολύ χαμηλή κινητικότητα. Λόγω της απορρόφησης των ελεύθερων ηλεκτρονίων και της χαμηλής κινητικότητας των ιόντων, το SF6 έχει εξαιρετικές ηλεκτρολειτουργικές ιδιότητες. Η ηλεκτρολειτουργική ισχύς του πνεύματος SF6 είναι περίπου 2.5 φορές μεγαλύτερη από την αέρα.

Κατάλογος Ιδιοτήτων Πνεύματος Εξαφθοριούχου Θείου