Kaj je plin SF6?

Kaj je plin SF6?

Definicija plina SF6

Plin SF6 se definira kot spojin enega atoma sumpora in šestih atomov fluorja, znan po svoji stabilnosti in uporabi v električnih sistemih.

Izdelovalni postopek

Plin SF6 se komercialno izdeluje s reakcijo fluorja (pridobljenega s elektrolizo) s sumporom.

Med procesom proizvodnje tega plina se prav tako proizvedejo drugi blagoizdelki, kot so SF4, SF2, S2F2, S2F10, v majhnih deležih. Poleg teh blagoizdelkov so v plinu med proizvodnjo prisotne tudi nečistote, kot so zrak, vlaga in CO2. Vse te blagoizdelke in nečistote se filtrirajo na različnih stopnjah čiščenja, da bi se dosegel čist in rafiniran končni izdelek.

Kemijske lastnosti

Za razumevanje kemijskih lastnosti plina SF6 se najprej pogleda njegova molekularna struktura. V molekuli SF6 je eden atom sumpora obkrožen s šestimi atomi fluorja.

Sumpor ima atomsko število 16. Elektronska konfiguracija atoma sumpora je 2, 8, 6, torej 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Atom fluorja ima atomsko število 9. Elektronska konfiguracija fluorja je 1S2 2S2 2P5. Vsak atom sumpora v molekuli SF6 ustvari kovalentno vez z 6 atomi fluorja. Na ta način dobiva atom sumpora skupaj 6 kovalentnih vezov, torej 6 parov elektronov na svoji zunanjem sklopku, in vsak atom fluorja dobiva 8 elektronov v svojem najbolj zunanjem sklopku.

NB: – Tukaj lahko opazimo, da v heksafluoridu sumpora ima zunani sklopk atom sumpora 12 elektronov namesto 8 elektronov. To pomeni, da tu sumpor ne spremlja splošnega oktalnega pravila o strukturi atoma, ki pravi, da stabilni atom zahteva 8 elektronov v svojem najbolj zunanjem sklopku. To ni izjemen primer. Nekateri elementi v 3. periodi in pod njo lahko tvorijo spojine, ki presežejo 8 elektronov v svojem najbolj zunanjem sklopku. Molekularna struktura tega plina je prikazana spodaj,

Na ta način plin SF6 popolnoma zadosti za stabilno strukturno stanje. Učinkovit polmer molekule heksafluorida sumpora je 2,385 A. Ta elektronska konfiguracija in struktura tega plina naredita SF6 izredno stabilnega. Plin lahko ostane stabilen brez nobene dekompozicije v svoji molekularni strukturi do 500°C. Je zelo nenagljiv. H2O in Cl ne moreta reagirati z tem plinom. Tudi ne reagira s kislino.

Plin SF6 je eden od najtežjih plinov, s gostoto 6,139 kg/m³ pri 20°C in enem atmosferskem tlaku, kar je približno petkrat več kot zrak. Njegova molekularna masa je 146,06. Variacija tlaka in temperature je linearna znotraj območja uporabe od -25 do +50°C. SF6 ima visoko volumetrično specifično toplotnost, približno 3,7-krat večjo od zraka, kar mu daje odlične hladilne lastnosti v električni opremi. Kljub nizki termični prevodnosti je SF6 učinkovit za hlađenje v prekinitnikih, ker plin absorbira in oddaja toploto med molekularno disociacijo in reformacijo okoli električnega loka, hitro prenaša toploto iz toplogih v hladnejše območja.

Plin SF6 je zelo elektronegativen. Zaradi visoke elektronegativnosti absorbuje proste elektrone, ki so nastali zaradi arkiranja med kontakti prekinitnika. Kombinacija prostih elektronov z molekulami proizvaja težke in velike ionice, ki imajo zelo nizko mobilnost. Zaradi absorpcije prostih elektronov in nizke mobilnosti ionov ima SF6 izredne dielektrične lastnosti. Dielektrična trdnost plina SF6 je približno 2,5-krat večja od zraka.

Seznam lastnosti heksafluorida sumpora