Что такое газ SF6?

Что такое газ SF6?

Определение газа SF6

Газ SF6 определяется как соединение одного атома серы и шести атомов фтора, известное своей стабильностью и использованием в электрических системах.

Процесс производства

Газ SF6 коммерчески производится путем реакции фтора (полученного путем электролиза) с серой.

В процессе производства этого газа также образуются побочные продукты, такие как SF4, SF2, S2F2, S2F10, в небольших количествах. Кроме этих побочных продуктов, в газе присутствуют примеси, такие как воздух, влага и CO2. Все эти побочные продукты и примеси фильтруются на разных этапах очистки, чтобы получить чистый и утонченный конечный продукт.

Химические свойства

Для понимания химических свойств газа SF6, сначала рассмотрим его молекулярную структуру. В молекуле SF6 один атом серы окружен шестью атомами фтора.

У серы атомный номер 16. Электронная конфигурация атома серы — 2, 8, 6, то есть 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. У атома фтора атомный номер 9. Электронная конфигурация фтора — 1S2 2S2 2P5. Каждый атом серы в молекуле SF6 образует ковалентную связь с шестью атомами фтора. Таким образом, атом серы получает всего 6 ковалентных связей, то есть 6 пар электронов на внешней оболочке, а каждый атом фтора получает 8 электронов на своей внешней оболочке.

Примечание: — Здесь можно заметить, что во внешней оболочке атома серы в шестифториде серы 12 электронов вместо 8. Это означает, что здесь сера не подчиняется общему правилу октета атомной структуры, которое гласит, что стабильному атому требуется 8 электронов на его внешней оболочке. Это не исключительный случай. Некоторые элементы в третьем периоде и ниже могут образовывать соединения, в которых количество электронов на внешней оболочке превышает 8. Молекулярная структура этого газа показана ниже,

Таким образом, SF6 полностью удовлетворяет условиям стабильной структуры. Эффективный радиус молекулы шестифторида серы составляет 2,385 Å. Эта электронная конфигурация и структура газа делают SF6 чрезвычайно стабильным. Газ может быть стабилен без какого-либо разложения в своей молекулярной структуре до 500°C. Он высоко негорючий. H2O и Cl не реагируют с этим газом. Он также не реагирует с кислотами.

Газ SF6 является одним из самых тяжелых газов, с плотностью 6,139 кг/м³ при 20°C и одном атмосферном давлении, примерно в пять раз плотнее воздуха. Его молекулярная масса составляет 146,06. Изменение давления и температуры линейно в пределах рабочего диапазона от -25 до +50°C. У SF6 высокая объемная удельная теплоемкость, примерно в 3,7 раза выше, чем у воздуха, что обеспечивает ему отличные охлаждающие свойства в электрическом оборудовании. Несмотря на низкую теплопроводность, SF6 эффективен для охлаждения в выключателях, так как газ поглощает и отдает тепло при молекулярном диссоциации и реформировании вокруг электрической дуги, быстро передавая тепло от горячих к холодным областям.

Газ SF6 высокоэлектронегативен. Благодаря высокой электронегативности он поглощает свободные электроны, которые образуются в результате дугового разряда между контактами выключателя. Свободные электроны, соединяясь с молекулами, образуют тяжелые и большие ионы, которые имеют очень низкую подвижность. Благодаря поглощению свободных электронов и низкой подвижности ионов, SF6 обладает отличными диэлектрическими свойствами. Диэлектрическая прочность газа SF6 примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха.

Список свойств гексафторида серы