Hva er SF6-gass?

Hva er SF6-gass?

Definisjon av SF6-gass

SF6-gass defineres som et forbindelse av ett svovelatom og seks fluoratomer, kjent for sin stabilitet og bruk i elektriske systemer.

Tilvirkningsprosess

SF6-gass tilvirkes kommersielt ved reaksjon mellom fluor (fått ved elektrolyse) og svovel.

Under produksjonsprosessen av denne gassen produseres også andre biprodukter som SF4, SF2, S2F2, S2F10 i små prosenter. Ikke bare disse biproduktene, men også urenheter som luft, fuktighet og CO2 er til stede i gassen under produksjonen. Alle disse biproduktene og urenheter filtreres på ulike stadier av renholdingsprosessen for å få det rene og raffinerte sluttfproduktet.

Kjemiske egenskaper

For å forstå de kjemiske egenskapene til SF6-gass, ser vi først på dens molekylære struktur. I et SF6-molekyle er et svovelatom omgitt av seks fluoratomer.

Svovlet har atomnummer 16. Elektronkonfigurasjonen til svovelatomet er 2, 8, 6, altså 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Fluoret har atomnummer 9. Den elektronkonfigurasjonen til fluoret er 1S2 2S2 2P5. Hvert svovelatom i SF6-molekylet danner en kovalent binding med seks fluoratomer. På denne måten får svovelatomet totalt 6 kovalente bindinger, altså 6 par elektroner i sin ytre skall, og hvert fluoratom får 8 elektroner i sitt ytterste skall.

NB: – Her kan vi observere at, i hexafluorsvovel har den ytre skallen av svovelatomet 12 elektroner i stedet for 8 elektroner. Det betyr at her overholder ikke svovel den generelle oktaledregelen for atomstruktur, som sier at et stabil atom krever 8 elektroner i sitt ytterste skall. Dette er ikke et unikt tilfelle. Noen elementer i tredje periode og nedover kan danne forbindelser som overstiger 8 elektroner i sitt ytterste skall. Molekylærstrukturen til denne gassen vises nedenfor,

På denne måten oppfyller SF6 fullstendig en stabil strukturell betingelse. Den effektive radiusen til et hexafluorsvovelmolekyle er 2,385 Å. Denne elektronkonfigurasjonen og strukturen til denne gassen gjør at SF6 er ekstremt stabil. Gassen kan være stabil uten noen dekomposisjon i sin molekylære struktur opp til 500°C. Den er høy graden ubrennbart. H2O og Cl kan ikke reagere med denne gassen. Den reagerer heller ikke med syre.

SF6-gass er en av de tungeste gassene, med en tetthet på 6,139 kg/m³ ved 20°C og én atmosfæres trykk, omtrent fem ganger tettere enn luft. Dens molekylærvekt er 146,06. Trykk-temperatur-variasjonen er lineær innenfor bruksområdet fra -25 til +50°C. SF6 har en høy volumetrisk spesifikk varme, omtrent 3,7 ganger så høy som luft, noe som gir den utmerkede kjøleegenskaper i elektrisk utstyr. Tross sin lave termiske ledeevne er SF6 effektiv for kjøling i brytere fordi gassen absorberer og frigir varme under molekylær dissovasjon og reformering rundt en elektrisk bue, og overfører hurtig varme fra varme til kalde områder.

SF6-gass er høygraden elektronegativ. Pga. høy elektronegativitet absorberer den frie elektroner som produseres ved arcing mellom kontaktene i en bryter. Kombinasjonen av frie elektroner med molekyler produserer tunge og store ioner, som har veldig lav mobilitet. På grunn av absorpsjonen av frie elektroner og lav mobilitet hos ioner har SF6 veldig gode dielektriske egenskaper. Dielektrisk styrke til SF6-gass er omtrent 2,5 ganger større enn luft.

Liste over egenskaper til hexafluorsvovelgass