Qu'est-ce que le gaz SF6?

Qu'est-ce que le gaz SF6 ?

Définition du gaz SF6

Le gaz SF6 est défini comme un composé d'un atome de soufre et de six atomes de fluor, connu pour sa stabilité et son utilisation dans les systèmes électriques.

Processus de fabrication

Le gaz SF6 est fabriqué commercialement par la réaction du fluor (obtenu par électrolyse) avec le soufre.

Au cours du processus de production de ce gaz, d'autres sous-produits tels que le SF4, le SF2, le S2F2, le S2F10 sont également produits en petites quantités. Non seulement ces sous-produits, mais des impuretés telles que l'air, l'humidité et le CO2 sont également présents dans le gaz lors de la production. Tous ces sous-produits et impuretés sont filtrés à différents stades de purification pour obtenir un produit final pur et raffiné.

Propriétés chimiques

Pour comprendre les propriétés chimiques du gaz SF6, nous examinons d'abord sa structure moléculaire. Dans une molécule de SF6, un atome de soufre est entouré de six atomes de fluor.

Le soufre a un numéro atomique de 16. La configuration électronique de l'atome de soufre est 2, 8, 6, c'est-à-dire 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. L'atome de fluor a un numéro atomique de 9. La configuration électronique du fluor est 1S2 2S2 2P5. Chaque atome de soufre dans la molécule de SF6 crée un lien covalent avec 6 atomes de fluor. Ainsi, l'atome de soufre obtient au total 6 liaisons covalentes, c'est-à-dire 6 paires d'électrons sur sa couche externe, et chaque atome de fluor obtient 8 électrons sur sa couche la plus externe.

NB : – Nous pouvons observer ici que, dans l'hexafluorure de soufre, la couche externe de l'atome de soufre a 12 électrons au lieu de 8 électrons. Cela signifie que le soufre ne respecte pas la règle octale générale de la structure atomique qui stipule qu'un atome stable nécessite 8 électrons sur sa couche la plus externe. Ce n'est pas un cas exceptionnel. Certains éléments de la 3ème période et au-delà peuvent former des composés qui dépassent 8 électrons sur leur couche la plus externe. La structure moléculaire de ce gaz est montrée ci-dessous,

Ainsi, le SF6 satisfait pleinement une condition structurale stable. Le rayon effectif d'une molécule d'hexafluorure de soufre est de 2,385 Å. Cette configuration électronique et cette structure rendent le SF6 extrêmement stable. Le gaz peut rester stable sans aucune décomposition dans sa structure moléculaire jusqu'à 500°C. Il est très non-inflammable. L'eau (H2O) et le chlore (Cl) ne peuvent pas réagir avec ce gaz. Il ne réagit pas non plus avec les acides.

Le gaz SF6 est l'un des gaz les plus lourds, avec une densité de 6,139 kg/m³ à 20°C et une pression atmosphérique, environ cinq fois plus dense que l'air. Son poids moléculaire est de 146,06. La variation de pression-température est linéaire dans la plage de service de -25 à +50°C. Le SF6 a une chaleur spécifique volumique élevée, environ 3,7 fois celle de l'air, ce qui lui confère d'excellentes propriétés de refroidissement dans les équipements électriques. Malgré sa faible conductivité thermique, le SF6 est efficace pour le refroidissement dans les disjoncteurs car le gaz absorbe et libère de la chaleur lors de la dissociation et de la reformation moléculaire autour d'un arc électrique, transférant rapidement la chaleur des zones chaudes aux zones froides.

Le gaz SF6 est fortement électronegatif. En raison de son haut électronegativité, il absorbe les électrons libres qui sont produits par l'arc entre les contacts du disjoncteur. La combinaison des électrons libres avec les molécules produit des ions lourds et grands, qui ont une mobilité très faible. Grâce à l'absorption des électrons libres et à la faible mobilité des ions, le SF6 possède d'excellentes propriétés diélectriques. La résistance diélectrique du gaz SF6 est d'environ 2,5 fois supérieure à celle de l'air.

Liste des propriétés du gaz hexafluorure de soufre