Što je plin SF6?

Što je plin SF6?

Definicija plina SF6

Plin SF6 definiran je kao spoj jednog atoma sumpora i šest atoma fluorina, poznat po svojoj stabilnosti i upotrebi u električnim sustavima.

Proizvodni proces

Plin SF6 komercijalno se proizvodi reakcijom fluorina (dobiven elektrolizom) s sumporom.

Tijekom procesa proizvodnje ovog plina, proizvode se i drugi sporedni produkti poput SF4, SF2, S2F2, S2F10 u malim postotcima. Ne samo ti sporedni produkti, već su prisutne i nečistoće poput zraka, vlage i CO2 u plinu tijekom proizvodnje. Svi ti sporedni produkti i nečistoće filtriraju se u različitim fazama čišćenja kako bi se dobio čisti i rafinirani konačni proizvod.

Kemijska svojstva

Da bismo razumjeli kemijska svojstva plina SF6, prvo pogledajmo njegovu molekularnu strukturu. U molekuli SF6 jedan atom sumpora okružen je šest atomskih fluorina.

Sumpor ima atomski broj 16. Elektronska konfiguracija atoma sumpora je 2, 8, 6, odnosno 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Atom fluorina ima atomske broj 9. Elektronska konfiguracija fluorina je 1S2 2S2 2P5. Svaki atom sumpora u molekuli SF6 stvara kovalentnu vezu s 6 atomskih fluorina. Na taj način, atom sumpora dobiva ukupno 6 kovalentnih veza, odnosno 6 para elektrona na svom vanjskom sloju, a svaki atom fluorina dobiva 8 elektrona u svom najvanjskom sloju.

NB: – Ovdje možemo primijetiti da, u heksafluoridu sumpora, vanjski sloj atoma sumpora ima 12 elektrona umjesto 8. To znači da sumpor ne sluša općenitu oktalnu pravilu atomske strukture koja kaže da stabilan atom treba imati 8 elektrona u svom najvanjskom sloju. Ovo nije iznimno stanje. Neki elementi u trećem periodu i ispod mogu formirati spojeve koji prelaze 8 elektrona u svom najvanjskom sloju. Molekularna struktura ovog plina prikazana je u nastavku,

Na taj način, SF6 potpuno zadovoljava uvjet stabilne strukture. Efektivni polumjer molekule sumpor heksafluorida iznosi 2.385 A. Ova elektronska konfiguracija i struktura ovog plina čine SF6 izuzetno stabilnim. Plin može biti stabilan bez bilo kakve dekompozicije u svojoj molekularnoj strukturi do 500°C. Izuzetno je nerastljiv. H2O i Cl ne mogu reagirati s ovim plinom. Također ne reagira s kiselinama.

Plin SF6 je jedan od najtežih plinova, s gustoćom od 6.139 kg/m³ pri 20°C i jednom atmosferskom tlaku, oko pet puta gustiji od zraka. Njegova molekulska masa iznosi 146.06. Varijanca tlaka i temperature linearna je unutar radnog raspona od -25 do +50°C. SF6 ima visoku volumetarsku specifičnu topljinu, oko 3.7 puta veću od zraka, što mu daje odlična hlađeća svojstva u električnom opremi. Unatoč niskoj vodljivoj toplini, SF6 je učinkovit za hlađenje u prekidacima struje jer plin apsorbira i oslobađa toplinu tijekom molekularne disocijacije i reformacije oko električne lukave, brzo prenoseći toplinu s topljih na hladnije područja.

Plin SF6 vrlo je elektronegativan. Zbog visoke elektronegativnosti, apsorbira slobodne elektrone koje nastaju zbog lukavanja između kontakata prekidaca. Kombinacija slobodnih elektrona s molekulama stvara teške i velikeione, koji imaju vrlo nisku mobilnost. Zbog apsorpcije slobodnih elektrona i niske mobilnosti iona, SF6 ima izuzetna dielektrična svojstva. Dielektrična snaga plina SF6 je otprilike 2.5 puta veća od zraka.

Popis svojstava plina sumpor heksafluorid