¿Qué es el gas SF6?

¿Qué es el gas SF6?

Definición del gas SF6

El gas SF6 se define como un compuesto de un átomo de azufre y seis átomos de flúor, conocido por su estabilidad y uso en sistemas eléctricos.

Proceso de fabricación

El gas SF6 se fabrica comercialmente mediante la reacción de flúor (obtenido por electrólisis) con azufre.

Durante el proceso de producción de este gas, también se producen otros subproductos como SF4, SF2, S2F2, S2F10 en pequeños porcentajes. No solo estos subproductos, sino también impurezas como aire, humedad y CO2 están presentes en el gas durante la producción. Todos estos subproductos e impurezas se filtran en diferentes etapas de purificación para obtener el producto final puro y refinado.

Propiedades químicas

Para entender las propiedades químicas del gas SF6, primero observamos su estructura molecular. En una molécula de SF6, un átomo de azufre está rodeado por seis átomos de flúor.

El azufre tiene número atómico 16. La configuración electrónica del átomo de azufre es 2, 8, 6, es decir, 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. El átomo de flúor tiene número atómico 9. La configuración electrónica del flúor es 1S2 2S2 2P5. Cada átomo de azufre en la molécula de SF6 crea un enlace covalente con 6 átomos de flúor. De esta manera, el átomo de azufre obtiene un total de 6 enlaces covalentes, es decir, 6 pares de electrones en su capa externa, y cada átomo de flúor obtiene 8 electrones en su capa más externa.

NB: – Aquí podemos observar que, en el hexafluoruro de azufre, la capa externa del átomo de azufre tiene 12 electrones en lugar de 8. Esto significa que aquí el azufre no obedece la regla general octal de la estructura atómica, que establece que un átomo estable requiere 8 electrones en su capa más externa. Este no es un caso excepcional. Algunos elementos en el período 3 y por debajo pueden formar compuestos que exceden los 8 electrones en su capa más externa. La estructura molecular de este gas se muestra a continuación,

De esta manera, el SF6 satisface completamente una condición estructural estable. El radio efectivo de una molécula de hexafluoruro de azufre es 2.385 Å. Esta configuración electrónica y estructura del gas hacen que el SF6 sea extremadamente estable. El gas puede ser estable sin ninguna descomposición en su estructura molecular hasta 500°C. Es altamente incombustible. H2O y Cl no pueden reaccionar con este gas. Tampoco reacciona con ácidos.

El gas SF6 es uno de los gases más pesados, con una densidad de 6.139 kg/m³ a 20°C y una presión atmosférica, aproximadamente cinco veces más denso que el aire. Su peso molecular es 146.06. La variación de presión-temperatura es lineal dentro del rango de servicio de -25 a +50°C. El SF6 tiene un calor específico volumétrico alto, aproximadamente 3.7 veces mayor que el del aire, lo que le confiere excelentes propiedades de enfriamiento en equipos eléctricos. A pesar de su baja conductividad térmica, el SF6 es eficaz para el enfriamiento en interruptores de circuito porque el gas absorbe y libera calor durante la disociación y reconstitución molecular alrededor de un arco eléctrico, transfiriendo rápidamente el calor de las zonas calientes a las frías.

El gas SF6 es altamente electronegativo. Debido a su alta electronegatividad, absorbe electrones libres que se producen debido al arco entre los contactos del interruptor de circuito. La combinación de electrones libres con moléculas produce iones pesados y grandes, que tienen muy baja movilidad. Debido a la absorción de electrones libres y la baja movilidad de los iones, el SF6 tiene excelentes propiedades dieléctricas. La resistencia dieléctrica del gas SF6 es aproximadamente 2.5 veces mayor que la del aire.

Lista de propiedades del gas hexafluoruro de azufre