Mis on SF6 gaas?

Mis on SF6 gaas?

SF6 gaasi definitsioon

SF6 gaas defineeritakse kui ühe veinika ja kuue fluori aatomi kompleks, mis on tuntud oma stabiilsuse ja kasutamise poolest elektrilistes süsteemides.

Tootmismeetod

SF6 gaas toodetakse kaubanduslikult reageerimisel fluori (elektroliisist saadud) ja veinikaga.

Selle gaasi tootmisel tekivad ka mõned vedelikud nagu SF4, SF2, S2F2, S2F10 väikestes protsendides. Lisaks nendele vedelikele on gaasis ka impuriteed nagu õhk, niiskus ja CO2. Kõik need vedelikud ja impuriteed filtreeritakse erinevatel puhtsuse tagamise etappidel, et saada puhas ja rafineeritud lõppprodukt.

Kemiaomadused

SF6 gaasi kemiaomaduste mõistmiseks vaatame esmalt selle molekulstruktuuri. SF6 molekulis ümbritsetakse ühte veinika aatomit kuue fluori aatomiga.

Veinikal on aatomnumber 16. Veinika aatomi elektronkonfiguratsioon on 2, 8, 6, st 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Fluoril on aatomnumber 9. Fluori elektronkonfiguratsioon on 1S2 2S2 2P5. Iga veinika aatom SF6 molekulis loob kovalentse sideme kuue fluoriga. Sellisel viisil saab veinika aatom kokku 6 kovalentsed side, st 6 elektronipaarid oma välisehikel, ja iga fluoriaatom saab 8 elektroni oma välisehikel.

NB: – Siin näeme, et veinikahexafluori välisehikel on veinika aatomi puhul 12 elektroni, mitte 8. See tähendab, et veinik ei järgi täpselt aatumustruktuuri üldist oktaalreegli, mis ütleb, et stabiilne aatom vajab 8 elektroni oma välisehikel. See ei ole erandlik juhtum. Mõned elementid kolmandas perioodis ja allpool saavad moodustada veesusi, kus välisehikel on rohkem kui 8 elektroni. Selle gaasi molekulstruktuur on näidatud allolevas joonis.

Näiteks SF6 täidab täielikult stabiilse struktuuri tingimusi. SF6 molekuli efektiivne raadius on 2,385 A. See elektronkonfiguratsioon ja struktuur muudavad SF6 äärmiselt stabiilseks. Gaas jääb stabiilseks ilma molekulstruktuuri lagunemiseta kuni 500oC-ni. See on väga mitteplekkiv. H2O ja Cl ei suuda reageerida sellega. See ei reageeri ka hapnikuga.

SF6 on üks rasvaseimatest gaasidehikidest, tema tiheus on 6,139 kg/m³ 20°C-ndes ja ühes atmosfäärilises rõhkus, umbes viis korda tihedam kui õhk. Selle molekulaarne kaal on 146,06. Rõhu-ja temperatuuri variatsioon on lineaarne -25 kuni +50°C diapazonis. SF6-l on suur ruumiline spetsiifiline soojus, umbes 3,7 korda suurem kui õhul, mis annab sellele häid jahutusomadusi elektriseadmetes. Kuigi sellel on madal termiline juhtivus, on SF6 efektiivne jahutamiseks lülitetel, kuna gaas absorbeerib ja vabastab soojust molekulide isoleerimisel ja taaskujundumisel elektriliiva ümber, kiiresti edastades soojust soojatest külmade piirkondadeni.

SF6 gaas on väga elektroneega. Tänu suurele elektroneegalisusele absorbib see vabad elektronid, mis tekivad lülitete vahelise arkade tulemusena. Vabad elektronid siduvad molekulidega, tekitades raskeid ja suuri ioone, mille mobiilsus on väga madal. Vabad elektronide absorbimise ja ionide madala mobiilsuse tõttu on SF6 väga hea dielektriline omadus. SF6 gaasi dielektriline tugevus on umbes 2,5 korda suurem kui õhul.

Sulfiidi heksafluori gaasi omaduste nimekiri