Mga Katangian sa Gas SF6 o Sulfur Hexafluoride
Kasaysayan ng SF6
SF6 o sulfur hexafluoride gas molecules are combined by one sulfur and six fluorine atoms. This gas was first realized in the year 1900 in the laboratories of the Faculte de Pharmacie de, in Paris. In the year of 1937, General Electrical Company first realized that SF6 gas could be used as gaseous insulating material. After the Second World War, i.e. in the middle of 20th century, the popularity of using sulfur hexafluoride gas as an insulating material in electrical system was rising very rapidly. Allied Chemical Corporation and Pennsalt were the first American industries, who began to produce this gas commercially in 1948. During 1960, using of sulfur hexafluoride gas in high voltage switchgear became popular. As the demand for this gas was increasing, many manufacturers in Europe and America started producing SF6 gas in large scale, during that time. In the beginning, SF6 gas was only used for the insulating purpose in the electrical system. But soon it was realized that this gas has tremendous arc quenching property. Hence, this gas also began to be used in circuit breaker as arc quenching medium. World’s first SF6 gas insulated substation was established in Paris in the year 1966. Sulphur hexafluoride medium voltage circuit breakers launched into the market from 1971.
Paggawa ng SF6 Gas
Ang SF6 gas ay komersyal na ginagawa sa pamamagitan ng reaksiyon ng fluorine (nakukuha sa pamamagitan ng electrolysis) sa sulfur.
Sa proseso ng paggawa ng gas na ito, iba pang mga byproducts tulad ng SF4, SF2, S2F2, S2F10 ay din nangyayari sa maliit na bahagi. Hindi lamang ang mga byproduct, impurities tulad ng hangin, moisture, at CO2 ay din narito sa gas, sa panahon ng produksyon. Ang lahat ng mga byproducts at impurities ay filtrado sa iba't ibang yugto ng purification upang makakuha ng puro at refined final product.
Chemical Properties ng SF6 Gas
Para suriin ang chemical properties ng SF6 gas, unang ipapakilala natin ang structure ng SF6 molecule. Sa gas molecule na ito, isang sulphur atom ay pinapalibutan ng anim na fluorine atoms.
Ang sulfur ay may atomic number na 16. Electronic configuration ng sulphur atom ay 2, 8, 6 i.e. 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Ang fluorine atom ay may atomic number 9. Ang electronic configuration ng fluorine ay 1S2 2S2 2P5. Bawat sulphur atom sa SF6 molecule creates a covalent bond with 6 fluorine atoms. Sa paraang ito, ang sulfur atom ay nakakakuha ng kabuuang 6 covalent bonds, i.e. 6 pairs of electrons sa kanyang outer shell, at bawat fluorine atom ay nakakakuha ng 8 electrons sa kanyang outer most shell.
NB: – Dito natin mapapansin na, sa sulfur hexafluoride external shell ng sulphur atom ay may 12 electrons instead of 8 electrons. Ibig sabihin, dito ang sulfur hindi sumusunod sa general octal rule ng atomic structure na nagsasaad na, ang isang stable atom ay nangangailangan ng 8 electrons sa kanyang outermost shell. Hindi ito isang exceptional case. Ang ilang elements sa 3rd period at below ay maaaring gumawa ng compound na lumalampas sa 8 electrons sa kanyang outer most shell. Ang molecular structure ng gas na ito ay ipinapakita sa ibaba,
Sa paraang ito, ang SF6 ay lubos na nasasapat sa stable structural condition. Ang effective radius ng isang sulfur hexafluoride molecule ay 2.385 A. Ang electronic configuration at structure ng gas na ito ay nagbibigay kay SF6 ng extreme stability. Ang gas ay maaaring stable nang walang decomposition sa kanyang molecular structure hanggang 500oC. Ito ay highly non-flammable. H2O at Cl hindi maaaring mag-react sa gas na ito. Ito rin ay hindi nag-react sa acid.
Ang SF6 gas ay isa sa mga pinakamabigat na gases. Density ng gas na ito sa 20oC sa isang atmospheric pressure, ay humigit-kumulang 6.139 kg/m3 na humigit-kumulang 5 beses mas mataas kaysa sa hangin sa parehong kondisyon. Ang molecular weight ng gas na ito ay 146.06. Ang variation ng pressure sa temperature ay linear para sa sulfur hexafluoride at ito ay maliit sa loob ng service temperature, i.e. mula – 25 hanggang + 50oC. Ang volumetric specific heat ng gas na ito ay mahusay. Ito ay humigit-kumulang 3.7 beses mas mataas kaysa sa hangin, at dahil dito, ang gas na ito ay may napakagandang cooling effect sa electrical equipment. Ang thermal conductivity ng gas na ito ay hindi masyadong mataas, ito pa man ay mas mababa kaysa sa hangin. Gayunpaman, ito ay sapat para sa cooling effect sa circuit breaker. Dahil, sa panahon ng dissociation ng sulfur hexafluoride molecules sa paligid ng electric arc, ang mga molecules na ito ay nagsasangkot ng mataas na halaga ng init. Ang init na ito ay pagkatapos ay inilalabas kapag ang molecules ay bumabalik sa periphery ng arc. Ang proseso na ito ay tumutulong sa transfer ng init mula sa mainit na lugar patungo sa malamig na lugar nang mabilis. Dahil dito, ang gas na ito ay may excellent cooling effect sa mataas na temperatura bagama't ang thermal conductivity ng SF6 ay hindi masyadong mataas.
Electrical Properties ng SF6 Gas
Ang SF6 gas ay may mataas na electronegativity. Dahil sa mataas na electronegativity, ito ay nagsasangkot ng free electrons na nabubuo dahil sa arcing sa pagitan ng contacts ng circuit breaker. Ang combination ng free electrons sa molecules ay nagpapabunga ng heavy at big ions, na may napakababang mobility. Dahil sa absorption ng free electrons at low mobility ng ions SF6 ay may napakagandang dielectric property. Ang dielectric strength ng SF6 gas ay humigit-kumulang 2.5 beses mas mataas kaysa sa hangin.
