Que é o gas SF6?

Que é o gas SF6?

Definición do gas SF6

O gas SF6 defínese como un composto dun átomo de azufre e seis átomos de flúor, coñecido pola súa estabilidade e uso en sistemas eléctricos.

Proceso de fabricación

O gas SF6 prodúcese comercialmente pola reacción de flúor (obtido por electrólise) con azufre.

Durante o proceso de produción deste gas, tamén se producen outros subproductos como SF4, SF2, S2F2, S2F10 en pequenas cantidades. Non só estes subproductos, impurezas como aire, humidade e CO2 tamén están presentes no gas durante a produción. Todos estes subproductos e impurezas son filtrados en diferentes etapas de purificación para obter o produto final puro e refinado.

Propiedades químicas

Para entender as propiedades químicas do gas SF6, primeiro observamos a súa estrutura molecular. Nuna molécula de SF6, un átomo de azufre está rodeado por seis átomos de flúor.

O azufre ten número atómico 16. A configuración electrónica do átomo de azufre é 2, 8, 6, é dicir, 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. O átomo de flúor ten número atómico 9. A configuración electrónica do flúor é 1S2 2S2 2P5. Cada átomo de azufre na molécula de SF6 crea unha ligazón covalente con 6 átomos de flúor. De esta forma, o átomo de azufre obtén un total de 6 ligazóns covalentes, é dicir, 6 parellas de eléctrons na súa cáscara externa, e cada átomo de flúor obtén 8 eléctrons na súa cáscara máis externa.

NB: – Aquí podemos observar que, no hexafluoruro de azufre, a cáscara externa do átomo de azufre ten 12 eléctrons en lugar de 8. Isto significa que o azufre non obedece a regra octal xeral da estrutura atómica, que establece que un átomo estable require 8 eléctrons na súa cáscara máis externa. Este non é un caso excepcional. Algunhas elementos no 3º período e abaixo poden formar compostos que superan os 8 eléctrons na súa cáscara máis externa. A estrutura molecular deste gas móstrase a continuación,

De esta forma, o SF6 satisfai completamente unha condición estructural estable. O raio efectivo dunha molécula de hexafluoruro de azufre é 2.385 Å. Esta configuración electrónica e estrutura do gas fan que o SF6 sexa extremadamente estable. O gas pode ser estable sen ningunha descomposición na súa estrutura molecular ata 500°C. É altamente non inflamable. H2O e Cl non poden reaccionar con este gas. Tamén non reacciona con ácido.

O gas SF6 é un dos gases máis pesados, cunha densidade de 6.139 kg/m³ a 20°C e unha presión atmosférica, aproximadamente cinco veces máis denso que o aire. O seu peso molecular é 146.06. A variación de presión-temperatura é linear dentro do rango de servizo de -25 a +50°C. O SF6 ten un calor específico volumétrico alto, aproximadamente 3.7 veces o do aire, dándolle excelentes propiedades de refrigeración en equipos eléctricos. A pesar da súa baixa conductividad térmica, o SF6 é eficaz para a refrigeración en interruptores de circuito porque o gas absorbe e libera calor durante a dissociación e reformación molecular ao redor dun arco eléctrico, transfiriendo rápidamente o calor de zonas calientes a zonas frías.

O gas SF6 é altamente electronegativo. Debido á alta electronegatividade, absorve eléctrons libres que se producen debido ao arqueo entre contactos de interruptores de circuito. A combinación de eléctrons libres con moléculas produce íones pesados e grandes, que teñen unha mobilidade moi baixa. Debido á absorción de eléctrons libres e a baixa mobilidade de íones, o SF6 ten unha propiedade dieléctrica excelente. A resistencia dieléctrica do gas SF6 é aproximadamente 2.5 veces maior que a do aire.

Lista de propiedades do gas hexafluoruro de azufre