SF6 गैस वा सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैसको गुणधर्म

सल्फर हेक्साफ्लुओराइड (SF6) का इतिहास

SF6 या सल्फर हेक्साफ्लुओराइड गैस के अणुएक सल्फर और छह फ्लुओरीन परमाणुओं से बने होते हैं। यह गैस पहली बार 1900 में पेरिस के Faculte de Pharmacie de की प्रयोगशालाओं में जानी गई थी। 1937 में, जनरल इलेक्ट्रिकल कंपनी ने पहली बार यह ध्यान दिया कि SF6 गैस को गैसीय इन्सुलेटिंग सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, अर्थात 20वीं शताब्दी के मध्य में, इलेक्ट्रिकल सिस्टम में इन्सुलेटिंग सामग्री के रूप में सल्फर हेक्साफ्लुओराइड गैस का उपयोग बहुत तेजी से बढ़ रहा था। ऐलाइड चेमिकल कॉर्पोरेशन और पेनसाल्ट ने 1948 में यह गैस व्यावसायिक रूप से उत्पादन शुरू किया। 1960 के दशक में, उच्च वोल्टेज स्विचगियर में सल्फर हेक्साफ्लुओराइड गैस का उपयोग लोकप्रिय हो गया। इस गैस की मांग बढ़ने के साथ, यूरोप और अमेरिका के कई निर्माताओं ने उस समय बड़े पैमाने पर SF6 गैस का उत्पादन शुरू किया। शुरुआत में, SF6 गैस का उपयोग केवल इलेक्ट्रिकल सिस्टम में इन्सुलेटिंग के उद्देश्य के लिए किया जाता था। लेकिन जल्द ही यह पाया गया कि यह गैस भारी आर्क बुझाने की क्षमता रखती है। इसलिए, यह गैस सर्किट ब्रेकर में आर्क बुझाने के माध्यम के रूप में भी उपयोग की जाने लगी। दुनिया का पहला SF6 गैस इन्सुलेटेड सबस्टेशन 1966 में पेरिस में स्थापित किया गया था। सल्फर हेक्साफ्लुओराइड मध्यम वोल्टेज सर्किट ब्रेकर 1971 से बाजार में लॉन्च हुए।

SF6 गैस का उत्पादन

SF6 गैस फ्लुओरीन (इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त) और सल्फर के प्रतिक्रिया से व्यावसायिक रूप से उत्पादित की जाती है।
इस गैस के उत्पादन की प्रक्रिया के दौरान, SF4, SF2, S2F2, S2F10 जैसे अन्य उत्पाद भी थोड़ी मात्रा में उत्पन्न होते हैं। न केवल ये उत्पाद, वायु, नमी, और CO2 जैसी दष्टियाँ भी उत्पादन के दौरान गैस में मौजूद होती हैं। सभी ये उत्पाद और दष्टियाँ शुद्धीकरण के विभिन्न चरणों में फ़िल्टर की जाती हैं ताकि शुद्ध और शुद्ध अंतिम उत्पाद प्राप्त किया जा सके।

SF6 गैस के रासायनिक गुणधर्म

सल्फर हेक्साफ्लुओराइड गैस के रासायनिक गुणधर्मों की जांच करने से पहले, हम SF6 अणु की संरचना परिचय करते हैं। इस गैस के अणु में, एक सल्फर परमाणु को छह फ्लुओरीन परमाणुओं से घिरा हुआ होता है।

सल्फर का परमाणु संख्या 16 है। सल्फर परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8, 6 अर्थात 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4 है। फ्लुओरीन परमाणु की परमाणु संख्या 9 है। फ्लुओरीन की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1S2 2S2 2P5 है। SF6 अणु में प्रत्येक सल्फर परमाणु 6 फ्लुओरीन परमाणुओं के साथ एक कोवैलेंट बंध बनाता है। इस तरह, सल्फर परमाणु अपने बाहरी खोल में 6 कोवैलेंट बंध, अर्थात 6 इलेक्ट्रॉन की जोड़ी, और प्रत्येक फ्लुओरीन परमाणु अपने सबसे बाहरी खोल में 8 इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है।

NB: – यहाँ हम देख सकते हैं कि, सल्फर हेक्साफ्लुओराइड में सल्फर परमाणु के बाहरी खोल में 8 इलेक्ट्रॉन के बजाय 12 इलेक्ट्रॉन हैं। इसका अर्थ है कि यहाँ सल्फर एक सामान्य ऑक्टल नियम का पालन नहीं करता, जो कहता है कि, एक स्थिर परमाणु को अपने सबसे बाहरी खोल में 8 इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। यह एक अपवादी मामला नहीं है। तीसरे आवर्त और नीचे के कुछ तत्व 8 इलेक्ट्रॉन से अधिक अपने सबसे बाहरी खोल में रखने वाले यौगिक बना सकते हैं। इस गैस की अणु संरचना नीचे दिखाई गई है,
इस तरह, SF6 पूरी तरह से एक स्थिर संरचनात्मक स्थिति को संतुष्ट करता है। सल्फर हेक्साफ्लुओराइड अणु की प्रभावी त्रिज्या 2.385 A है। इस गैस की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और संरचना SF6 को अत्यंत स्थिर बनाती है। यह गैस 500oC तक अपनी अणु संरचना में किसी भी विघटन के बिना स्थिर रह सकती है। यह बहुत अधिक अग्निशम नहीं है। H2O और Cl इस गैस के साथ प्रतिक्रिया नहीं कर सकते। यह अम्लों के साथ भी प्रतिक्रिया नहीं करता।

SF6 गैस भारी गैसों में से एक है। 20oC पर एक वायुमंडलीय दबाव पर यह गैस का घनत्व लगभग 6.139 kg/m3 होता है, जो एक ही स्थितियों पर वायु की तुलना में लगभग 5 गुना अधिक है। इस गैस का अणु भार 146.06 है। सल्फर हेक्साफ्लुओराइड के लिए तापमान के साथ दबाव का परिवर्तन रेखीय है और -25 से +50oC तक की सेवा तापमान के भीतर यह छोटा होता है। इस गैस का आयतनिक विशिष्ट ऊष्मा भी उच्च है। यह वायु से लगभग 3.7 गुना अधिक है, और इसी कारण यह गैस इलेक्ट्रिकल उपकरणों में भी एक अद्भुत शीतलन प्रभाव देती है। यह गैस का ऊष्मीय चालकता बहुत ऊँचा नहीं है, यह वायु से भी कम है। फिर भी, यह सर्किट ब्रेकर में शीतलन प्रभाव के लिए बहुत उपयुक्त है। इसका कारण है, इलेक्ट्रिक आर्क के चारों ओर सल्फर हेक्साफ्लुओराइड अणुओं के विघटन के दौरान, ये अणु एक उच्च मात्रा में ऊष्मा अवशोषित करते हैं। यह ऊष्मा फि