Гексафторид серы

Гексафторид серы
А Вы знаете, что такое гексафторид серы и где он применяется?

Гексафторид серы.

Сера гексафторид | Свойства газа SF6


История SF6

Газы SF6 или серы гексафторида объединяются одной серой и шестью атомами фтора. Этот газ был впервые реализован в 1900 году в лабораториях Факультета фармации де Пари в Париже.

В 1937 году General Electric Company впервые осознала, что газ SF6, то есть гексафторид серы, может использоваться в качестве изоляционного материала. После Второй мировой войны, т. е. в середине 20-го века, популярность использования гексафторида серы в качестве изоляционного материала в электрической системе стремительно возрастала.Гексафторид серы
Allied Chemical Corporation и Pennsalt были первыми американскими промышленными предприятиями, которые начали производить этот газ коммерчески в 1948 году. В течение 1960 года популярность использовала гексафторид серы в высоковольтных распределительных устройствах. Поскольку спрос на этот газ увеличивался, многие производители в Европе и Америке начали производить газ SF6 в больших масштабах за это время.

Вначале газ гексафторида серы используется только для изоляции в электрической системе. Но вскоре выяснилось, что этот газ обладает огромным дугогасящим свойством. Следовательно, этот газ также начал использоваться в автоматическом выключателе в качестве дуговой закалочной среды.

Первая в мире SF6-газоизолированная подстанция была создана в Париже в 1966 году. Выключатели среднего напряжения на основе гексафторида серы начали выпускаться с 1971 года.

Изготовление газа гексафторида серы


SF6 или гексафторид серы коммерчески получают реакцией фтора (полученного электролизом) с серой. В процессе производства этого газа другие продукты, такие как SF4, SF2, S2F2, S2F10, также производятся в небольших процентах. В производстве также присутствуют не только эти побочные продукты, такие как воздух, влажность, CO2. Все эти побочные продукты и примеси фильтруются на разных стадиях очистки, чтобы получить чистый и доводят конечный продукт.

Химические свойства гексафторида серы


Для изучения химических свойств гексафторида серы серы сначала вводим структуру этой молекулы. В этом газе молекула один атом серы окружен шестью атомами фтора.

Сера имеет атомное число 16. Это означает, что она имеет 2 электрона в первом энергетическом уровне, 8 электронов во втором энергетическом уровне и остальные 6 электронов на третьем уровне энергии. Электронная конфигурация атома серы равна 2, 8, 6, т.е. 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4.

Атом фтора имеет атомный номер 9. Электронная конфигурация фтора равна 1S2 2S2 2P5.

Каждый атом серы в молекуле SF6 создает ковалентную связь с 6 атомами фтора. Таким образом, атом серы получает полные 6 ковалентных связей, то есть 6 пар электронов на его внешней оболочке, и каждый атом цветения получает 8 электронов в своей внешней оболочке.

Н. Б.: Здесь мы можем заметить, что в гексафториде серы внешняя оболочка атома серы имеет 12 электронов вместо 8 электронов. Это означает, что здесь серу не подчиняется общему восьмеричному правилу атомной структуры, в котором говорится, что стабильный атом требует 8 электронов на своей внешней оболочке. Это не исключительный случай. Некоторые элементы в 3-м периоде и ниже могут образовывать соединение, которое превышает 8 электронов в его внешней оболочке.

Таким образом, гексафторид серы полностью удовлетворяет стабильным структурным условиям. Эффективный радиус молекулы гексафторида серы составляет 2,385 А. Эта исключительная электронная конфигурация и структура этого газа делают SF6 чрезвычайно устойчивым. Газ может быть стабильным без какого-либо разложения в его молекулярной структуре до 500oC. Он очень невоспламеняющийся. H2O и Cl не могут реагировать с этим газом. Он также не реагирует с кислотой.

Газ SF6 является одним из самых тяжелых газов. Плотность этого газа при 20oC при одном атмосферном давлении составляет около 6,139 кг / м3, что примерно в 5 раз выше, чем воздух при тех же условиях. Молекулярная масса этого газа составляет 146,06.
Изменение давления с температурой является линейным для гексафторида серы и оно мало в пределах рабочей температуры, то есть от -25 до + 50oC.

Объемная удельная теплоемкость этого газа также высока. Это примерно в 3,7 раза больше, чем воздуха, и именно поэтому этот газ также обладает огромным охлаждающим эффектом в электрооборудовании. Теплопроводность этого газа не очень высока, она даже ниже, чем воздух.

Тем не менее он вполне подходит для охлаждения в автоматическом выключателе. Это связано с тем, что во время диссоциации молекул гексафторида серы вокруг электрической дуги эти молекулы поглощают большое количество тепла. Затем это тепло высвобождается, когда молекулы реконструируются на периферии дуги. Этот процесс помогает очень быстро перевести тепло от жаркого сезона в прохладный сезон.

Поэтому; этот газ обладает отличным охлаждающим эффектом при высокой температуре, хотя теплопроводность SF6 не очень велика.

Электрические свойства газа SF6


Газ SF6 обладает высокой электроотрицательностью. Из-за высокой электроотрицательности он поглощает свободные электроны, которые возникают из-за дуги между контактами автоматического выключателя. Сочетание свободных электронов с молекулами дает тяжелые и большие ионы, которые имеют очень низкую подвижность. Из-за поглощения свободных электронов и низкой подвижности ионов гексафторид серы обладает очень отличным диэлектрическим свойством. Диэлектрическая прочность газа гексафторида серы примерно в 2,5 раза больше, чем у воздуха.