O que é gás SF6?

O que é Gás SF6?

Definição do Gás SF6

O gás SF6 é definido como um composto de um átomo de enxofre e seis átomos de flúor, conhecido por sua estabilidade e uso em sistemas elétricos.

Processo de Fabricação

O gás SF6 é fabricado comercialmente pela reação de flúor (obtido por eletrólise) com enxofre.

Durante o processo de produção deste gás, outros subprodutos como SF4, SF2, S2F2, S2F10 também são produzidos em pequenas porcentagens. Além desses subprodutos, impurezas como ar, umidade e CO2 também estão presentes no gás durante a produção. Todos esses subprodutos e impurezas são filtrados em diferentes etapas de purificação para obter o produto final puro e refinado.

Propriedades Químicas

Para entender as propriedades químicas do gás SF6, primeiro olhamos para sua estrutura molecular. Em uma molécula de SF6, um átomo de enxofre é cercado por seis átomos de flúor.

O enxofre tem número atômico 16. A configuração eletrônica do átomo de enxofre é 2, 8, 6, ou seja, 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. O átomo de flúor tem número atômico 9. A configuração eletrônica do flúor é 1S2 2S2 2P5. Cada átomo de enxofre na molécula de SF6 cria um vínculo covalente com 6 átomos de flúor. Dessa forma, o átomo de enxofre obtém um total de 6 ligações covalentes, ou seja, 6 pares de elétrons em sua camada externa, e cada átomo de flúor obtém 8 elétrons em sua camada mais externa.

NB: – Aqui podemos observar que, no hexafluoreto de enxofre, a camada externa do átomo de enxofre tem 12 elétrons em vez de 8 elétrons. Isso significa que aqui o enxofre não obedece à regra geral octal da estrutura atômica, que afirma que um átomo estável requer 8 elétrons em sua camada mais externa. Este não é um caso excepcional. Alguns elementos do 3º período e abaixo podem formar compostos que excedem 8 elétrons em sua camada mais externa. A estrutura molecular deste gás é mostrada abaixo,

Dessa forma, o SF6 satisfaz totalmente uma condição estrutural estável. O raio efetivo de uma molécula de hexafluoreto de enxofre é 2,385 Å. Essa configuração eletrônica e estrutura deste gás tornam o SF6 extremamente estável. O gás pode ser estável sem qualquer decomposição em sua estrutura molecular até 500°C. É altamente ininflamável. H2O e Cl não reagem com este gás. Também não reage com ácido.

O gás SF6 é um dos gases mais pesados, com densidade de 6,139 kg/m³ a 20°C e pressão atmosférica, cerca de cinco vezes mais denso que o ar. Seu peso molecular é 146,06. A variação de pressão-temperatura é linear dentro da faixa de serviço de -25 a +50°C. O SF6 tem um calor específico volumétrico alto, cerca de 3,7 vezes maior que o do ar, conferindo-lhe excelentes propriedades de resfriamento em equipamentos elétricos. Apesar de sua baixa condutividade térmica, o SF6 é eficaz para resfriamento em disjuntores porque o gás absorve e libera calor durante a dissociação e recombinação molecular ao redor de um arco elétrico, transferindo rapidamente o calor de áreas quentes para áreas frias.

O gás SF6 é altamente eletro-negativo. Devido à alta eletro-negatividade, ele absorve elétrons livres que são produzidos devido a arcos entre contatos de disjuntor. A combinação de elétrons livres com moléculas produz íons pesados e grandes, que têm muito baixa mobilidade. Devido à absorção de elétrons livres e à baixa mobilidade de íons, o SF6 possui excelentes propriedades dielétricas. A resistência dielétrica do gás SF6 é cerca de 2,5 vezes maior que a do ar.

Lista de Propriedades do Gás Hexafluoreto de Enxofre