SF6 gas edo hexafluoruro sulfurioko ezaugarriak
Historia SF6
SF6 edo sulfur hexafluoride gas molekulak bat sulfur eta sei fluor atomoretatun batera doaz. Gas hau lehen aldiz 1900an Parisen Faculte de Pharmacie deko laborategietan zeharratu zen. 1937an, General Electrical Companyk lehen aldiz zeharraztu zuen SF6 gasa erabil daitekeela insulante gaseosorik. Bigarren Mundu Gerra ostean, hau da, 20. mendian, elektriko sistemaetan insulante material bezala erabiltzeko sulfur hexafluoride gasaren popularitatea oso azkar igaro zen. Allied Chemical Corporation eta Pennsalt American industriei lehenengotan hasi ziren gas hau komertzialki egiten 1948an. 1960an, sulfur hexafluoride gasaren erabilera hautetsu voltaje switchgearretan popularitu zen. Gasari buruzko eskaria handitzen joan zenean, Europako eta Amerikako hainbat fabricante hasi ziren SF6 gasa handitan egiten. Hastapenetan, SF6 gasa soilik elektriko sistemaetan insulante material bezala erabili zen. Baina laster ulertu zen gas honek arku askatasunerako propietate oso onak ditu. Beraz, gas hau ere hasi zen circuit breakerretan arku askatasunerako medior bezala erabiltzen. Munduko lehena SF6 gasarekin insulatutako subestazioa 1966an Parisen sortu zen. Sulfur hexafluoride medium voltage circuit breakerrak 1971an merkatuan sartu ziren.
SF6 Gasaren Fabrikazioa
SF6 gasa fluorin (elektrolisis bidez lortua) eta sulfur arteko reakzioz fabrikatzen da komertzialki.
Gas hau sortze prozesuan, beste byproduktu batzuk sortzen dira, hala nola SF4, SF2, S2F2, S2F10 txikieneko ehunekoetan. Ez dira bakarrik byproduktu hauek, baita impuretzuak ere, hala nola aire, humedaderik eta CO2 ere gasaren barne dagoenez gero. Byproduktu guztiak eta impuretzuek filtratzen dira purifikazioaren alderdi desberdinetan, produktu finala puro eta sofistikatuta lortzeko.
SF6 Gasaren Propietate Kimikoak
SF6 gasaren propietate kimikoak aztertzeko, lehenik SF6 molekularen egitura agertzen dugu. Gas molekul honetan, bat sulfur atomoa sei fluor atomoek inguratzen dute.
Sulfurrek 16 da atomo zenbakia. Sulfur atomoaren konfigurazio elektronikoa 2, 8, 6 da, hau da, 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Fluor atomoak 9 du atomo zenbakia. Fluorren konfigurazio elektronikoa 1S2 2S2 2P5. SF6 molekularen bakoitz sulfur atomoak 6 fluor atomoekin kovalente bond bat sortzen du. Horrela, sulfur atomoak 6 kovalente bond, hau da, 6 elektron pare bat lortzen ditu bere kanpo gelaxkan, eta bakoitz fluor atomoak 8 elektron lortzen ditu bere gehien kanpo gelaxkan.
NB: – Hemen ikus dezakegu, sulfur hexafluoridean, sulfur atomoaren kanpo gelaxka 12 elektron ditu, 8 elektronen ordez. Honek esan nahi du, sulfur atomoak ez du jarraitzen atomo estrukturan oinarriko oktalo arruntari, hau da, atomo estaltasuna 8 elektron behar ditu bere kanpo gelaxkan. Kasu hau ez da kasu espetsiala. 3. periodo eta beheko elementu batzuk osagai bat sortu dezakete bere kanpo gelaxkan 8 elektron baino gehiago dituen. Gas hauaren molekularen egitura hurrengo irudian erakusten da,
Horrela, SF6 oso estaltasuna betetzen du. Sulfur hexafluoride molekularen erradio efektiboa 2.385 A da. Elektronikoa konfigurazio hau eta gas hauaren egitura SF6-rako oso estaltasuna ematen du. Gas hau 500oCra arte bere molekularen egituraren deskonposizio gabe estaldua egon daiteke. Oso incombustiblea da. H2O eta Cl ezin dituzte gas hauarekin eragirik izan. Ez du ere acidorekin eragirik izan.
SF6 gasa gas guztien pesadentzat dator. 20oCra eta atmosfera baten presioan, gas hauaren dentsitatea 6.139 kg/m3 da, airea baino 5 aldiz gehiago. Gas hauaren molekularen pisua 146.06 da. Presioaren aldaketa tenperaturarekin lineala da sulfur hexafluoride-rako eta txiki da zerbitzu tenperaturaren barruan, hau da, -25tik +50oCra. Gas hauaren volumeneko kalor espesifikoa oso altua da. Airea baino 3.7 aldiz gehiago da, eta horregatik gas hau elektriko ekipamenduetan oso ondo itxuratzen du. Gas hauaren termika konduktibitatea ez da oso altua, airea baino gutxiago da. Hala ere, oso egoki da circuit breakerretan itxuratzerako. Arku elektrikoaren inguruan sulfur hexafluoride molekulak diseziatzen direnean, molekulak oso altu hitz bat hartzen dute. Molekulak berriro formatzeko, arkuaren periferian, hitza eman dute. Prozesu hau lagundu du hitza hot zone-tik cold zone-ra oso azkar mugitzeko. Horregatik, gas hau oso ondo itxuratzen du tenperatura altuan, nahiz eta SF6ren termika konduktibitatea ez den oso altua.
SF6 Gasaren Propietate Elektrikoak
SF6 gasa oso elektronegatiboa da. Elektronegatibotasun handiagatik, arkuren arteko kontaktuetan sortutako elektron libreak hartzen ditu. Elektron libreak molekulak eta kombinazioak sortzen dituzte, ion luze eta handiak sortuz, motilasuna oso baxua dutenak. Elektron libreak hartzen ditu eta ionen motilasuna txikia denean, SF6k dielektriko propietate oso onak ditu. SF6 gasaren dielektriko indarra airearen baino 2.5 aldiz gehiago da.
