Vad är SF6-gas?

Vad är SF6-gas?

SF6-gas Definition

SF6-gas definieras som en förening av ett svavelatom och sex fluoratomer, känd för sin stabilitet och användning i elektriska system.

Tillverkningsprocess

SF6-gas tillverkas kommersiellt genom reaktionen mellan fluor (fång från elektrolys) och svavel.

Under tillverkningen av denna gas bildas även andra biprodukter som SF4, SF2, S2F2, S2F10 i små mängder. Inte bara dessa biprodukter, utan orenheter som luft, fuktighet och CO2 finns också i gasen under produktionen. Alla dessa biprodukter och orenheter filtreras vid olika steg i reningsprocessen för att få det rena och raffinerade slutprodukten.

Kemiska egenskaper

För att förstå de kemiska egenskaperna hos SF6-gas tittar vi först på dess molekylära struktur. I en SF6-molekyl omges ett svavelatom av sex fluoratomer.

Svavlet har atomnummer 16. Elektronkonfigurationen för svavelatomen är 2, 8, 6, dvs. 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Fluoratomen har atomnummer 9. Elektronkonfigurationen för fluor är 1S2 2S2 2P5. Varje svavelatom i SF6-molekylen skapar en kovalent bindning med 6 fluoratomer. På detta sätt får svavelatomen totalt 6 kovalenta bindningar, dvs. 6 par elektroner i dess yttre skal, och varje fluoratom får 8 elektroner i sitt yttersta skal.

OBS: - Här kan vi observera att, i hexafluorsvavel har det yttre skalet av svavelatomen 12 elektroner istället för 8 elektroner. Det betyder att här bryter svavel mot den generella oktaledregeln för atomstruktur, vilken säger att en stabil atom kräver 8 elektroner i sitt yttersta skal. Detta är inte ett undantag. Vissa element i period 3 och nedåt kan bilda föreningar som överskrider 8 elektroner i sitt yttersta skal. Molekylära strukturen för denna gas visas nedan,

På detta sätt uppfyller SF6 fullständigt en stabil strukturell villkor. Den effektiva radien för en hexafluorsvavelmolekyl är 2,385 Å. Denna elektronkonfiguration och struktur gör SF6 extremt stabil. Gasen kan vara stabil utan någon uppdelning i sin molekylära struktur upp till 500°C. Den är mycket icke-brännbar. H2O och Cl kan inte reagera med denna gas. Den reagerar heller inte med syror.

SF6-gas är en av de tyngsta gaserna, med en densitet på 6,139 kg/m³ vid 20°C och ett atmosfärtryck, cirka fem gånger tätnare än luft. Dess molekylära vikt är 146,06. Tryck-temperaturvariationen är linjär inom tjänstemellanrummet -25 till +50°C. SF6 har en hög volymspecifik värme, cirka 3,7 gånger så stor som luften, vilket ger den utmärkta kylande egenskaper i elektrisk utrustning. Trots sin låga termiska ledningsförmåga är SF6 effektiv för kylning i strömbrytare eftersom gasen absorberar och frigör värme under molekylär dissociation och återbildning runt en elektrisk båge, snabbt överförandes värme från varma till kalla områden.

SF6-gas är mycket elektronegativ. På grund av dess höga elektronegativitet absorberar den fria elektroner som bildas på grund av arcering mellan kontakttyngder i strömbrytare. Kombinationen av fria elektroner med molekyler producerar tunga och stora jon, som har mycket låg rörlighet. På grund av absorptionen av fria elektroner och låg rörlighet hos joner har SF6 mycket utmärkta dielektriska egenskaper. Dielektriska styrkan hos SF6-gas är ungefär 2,5 gånger större än luftens.

Lista över egenskaper för hexafluorsvavelgas