SF6 Gas of Sulfur Hexafluoride Gas Eienskappe
Geskiedenis van SF6
SF6 of swawel heksafluoride gasmolekules is gecombineer deur een swawel en ses fluooratome. Hierdie gas is vir die eerste keer in 1900 in laboratoria van die Faculte de Pharmacie de, in Parys, ontdek. In 1937 het die General Electrical Company eers besef dat SF6 gas as 'n gasvormige insuleermateriaal gebruik kan word. Na die Tweede Wêreldoorlog, d.w.s. in die middel van die 20ste eeu, het die populariteit van die gebruik van swawel heksafluoride gas as 'n insuleermateriaal in elektriese stelsels baie vinnig gestyg. Allied Chemical Corporation en Pennsalt was die eerste Amerikaanse industrieë wat hierdie gas kommersieel begin produseer het in 1948. Tussen 1960 het die gebruik van swawel heksafluoride gas in hoogspanningskommuteerder bekend geword. Aangesien die vraag na hierdie gas toenem, het baie vervaardigers in Europa en Amerika begin met die groot skaal produksie van SF6 gas tydens daardie tyd. In die begin is SF6 gas slegs vir insuleringdoeleindes in die elektriese stelsel gebruik. Maar dit is spoedig besef dat hierdie gas 'n uitsonderlike boogblussende eienskap het. Daarom is hierdie gas ook begin gebruik in skakelaars as 'n boogblussende medium. Die wêreld se eerste SF6 gasgeïsoleerde substation is in Parys in 1966 opgerig. Swawel heksafluoride mediumspanningskommuteerders is in 1971 op die mark geloods.
Vervaardiging van SF6 Gas
SF6 gas word kommersieel vervaardig deur die reaksie van fluor (verkry deur elektrolysing) met swawel.
Tydens die proses van die vervaardiging van hierdie gas, word ander byprodukte soos SF4, SF2, S2F2, S2F10 ook in klein persentasies geproduseer. Nie net hierdie byproduk, maar ook onreinheid soos lug, vochtigheid, en CO2 is aanwesig in die gas tydens produksie. Al hierdie byproduk en onreinheid word op verskillende stadiums van verfyning gefilter om die puur en gehefde finale produk te kry.
Kemiese Eienskappe van SF6 Gas
Om die chemiese eienskappe van SF6 gas te ondersoek, stel ons eers die struktuur van die SF6 molekuul voor. In hierdie gasmolekuul word een swawelatoom omring deur ses fluooratome.
Swawel het 'n atoomnommer van 16. Die elektroniese konfigurasie van die swawelatoom is 2, 8, 6, d.w.s. 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Die fluoratoom het 'n atoomnommer van 9. Die elektroniese konfigurasie van fluor is 1S2 2S2 2P5. Elke swawelatoom in die SF6 molekuul skep 'n koölatiewe bind met 6 fluooratome. Op hierdie manier, kry die swawelatoom totaal 6 koölatiewe binde, d.w.s. 6 pare elektrone in sy buiteste enskuil, en elke fluoratoom kry 8 elektrone in sy uiterste enskuil.
NB: – Ons kan hier observeer dat, in swawel heksafluoride, die buiteste enskuil van die swawelatoom 12 elektrone het in plaas van 8 elektrone. Dit beteken dat hier swawel nie die algemene oktaalreël van atoomstruktuur volg nie, wat stel dat 'n stabiele atoom 8 elektrone in sy uiterste enskuil benodig. Dit is nie 'n uitsonderlike geval nie. Sommige elemente in die 3de periode en onder kan 'n verbinding vorm wat meer as 8 elektrone in sy uiterste enskuil hê. Die molekulêre struktuur van hierdie gas word hieronder getoon,
Op hierdie manier, voldoen SF6 volledig aan 'n stabiele strukturele toestand. Die effektiewe radius van 'n swawel heksafluoride molekuul is 2.385 A. Hierdie elektroniese konfigurasie en struktuur van hierdie gas maak SF6 uitermate stabiel. Die gas kan sonder enige dekomposisie in sy molekulêre struktuur tot 500°C stabiel bly. Dit is hoogs nie-brandbaar. H2O en Cl kan nie met hierdie gas reageer nie. Dit reageer ook nie met suur nie.
Die SF6 gas is een van die swaarste gasse. Die digtheid van hierdie gas by 20°C by een atmosferiese druk, is ongeveer 6.139 kg/m3 wat ongeveer 5 keer hoër is as lug onder dieselfde omstandighede. Die molekulêre massa van hierdie gas is 146.06. Die variasie van druk met temperatuur is linieer vir swawel heksafluoride en dit is klein binne die bediensingstemperatuur, d.w.s. van – 25 tot + 50°C. Die volumetriese spesifieke warmte van hierdie gas is ook hoog. Dit is ongeveer 3.7 keer meer as van lug, en daarom het hierdie gas ook 'n fantastiese koelingeffek in elektriese toerusting. Die termiese geleidbaarheid van hierdie gas is nie baie hoog nie, dit is selfs laer as lug. Dit is egter steeds baie geskik vir koeling in skakelaars. Dit is omdat, tydens die dissociasie van swawel heksafluoride molekules rondom die elektriese boog, hierdie molekules 'n hoë hoeveelheid warmte absorbeer. Hierdie warmte word dan vrygestel wanneer die molekules herstel aan die periferie van die boog. Hierdie proses help om warmte vinnig van 'n warm gebied na 'n koue gebied oor te dra. Daarom het hierdie gas 'n uitsonderlike koelingeffek by hoë temperature, alhoewel die termiese geleidbaarheid van SF6 nie baie hoog is nie.
Elektriese Eienskappe van SF6 Gas
SF6 gas is hoogs elektronegatief. As gevolg van hoë elektronegativiteit, absorbeer dit vry elektrone wat as gevolg van boog tussen kontakke van skakelaars geproduseer word. Die kombinasie van vry elektrone met molekules produseer swaar en groot ionne, wat baie lae mobiliteit het. As gevolg van die absorpsie van vry elektrone en lae mobiliteit van ionne het SF6 uitermate goeie dielektriese eienskappe. Die dielektriese sterkte van SF6 gas is ongeveer 2.5 keer meer as van lug.
