Sülfür hekzaflorid - Sulfur hexafluoride
|
|||
İsimler | |||
---|---|---|---|
IUPAC adı
Sülfür hekzaflorid
|
|||
Sistematik IUPAC adı
Heksafloro -λ 6 -sülfan |
|||
Diğer isimler
Elagalar
Esaflon |
|||
tanımlayıcılar | |||
3B model ( JSmol )
|
|||
chebi | |||
Kimyasal Örümcek | |||
ECHA Bilgi Kartı | 100.018.050 | ||
AT Numarası | |||
2752 | |||
fıçı | |||
ağ | Kükürt+heksaflorür | ||
PubChem Müşteri Kimliği
|
|||
RTECS numarası | |||
ÜNİİ | |||
BM numarası | 1080 | ||
CompTox Panosu ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
Özellikler | |||
SF 6 | |||
Molar kütle | 146.06 g/mol | ||
Dış görünüş | renksiz gaz | ||
Koku | kokusuz | ||
Yoğunluk | 6.17 g/L | ||
Erime noktası | -64 °C; -83 °F; 209 bin | ||
Kaynama noktası | −50,8 °C (−59,4 °F; 222,3 K) | ||
Kritik nokta ( T , P ) | 45.51 ± 0.1 °C ,3.749 ± 0.01 MPa | ||
%0,003 (25 °C) | |||
çözünürlük | suda az çözünür, etanol, hekzan, benzende çok çözünür | ||
Buhar basıncı | 2,9 MPa (21.1 °C'de) | ||
-44,0 x 10 -6 cm 3 / mol | |||
Termal iletkenlik | |||
viskozite | 15.23 μPa·s | ||
Yapı | |||
Ortorombik , oP28 | |||
o h | |||
ortogonal altıgen | |||
oktahedral | |||
0 D | |||
Termokimya | |||
Isı kapasitesi ( C )
|
0.097 kJ/(mol·K) (sabit basınç) | ||
Std molar
entropi ( S |
292 J·mol -1 ·K -1 | ||
Std
oluşum entalpisi (Δ f H ⦵ 298 ) |
-1209 kJ·mol -1 | ||
Farmakoloji | |||
V08DA05 ( WHO ) | |||
Lisans verileri | |||
Tehlikeler | |||
Güvenlik Bilgi Formu | Harici MSDS | ||
S-ifadeleri (modası geçmiş) | S38 | ||
NFPA 704 (ateş elmas) | |||
NIOSH (ABD sağlığa maruz kalma sınırları): | |||
PEL (İzin Verilebilir )
|
TWA 1000 ppm (6000 mg/m 3 ) | ||
REL (Önerilen)
|
TWA 1000 ppm (6000 mg/m 3 ) | ||
IDLH (Ani tehlike)
|
ND | ||
Bağıntılı bileşikler | |||
İlgili kükürt florürler
|
disülfür dekaflorür |
||
Bağıntılı bileşikler
|
selenyum heksaflorür |
||
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|||
doğrulamak ( nedir ?) | |||
Bilgi kutusu referansları | |||
Kükürt heksafluorür (SF 6 ) ya da kükürt heksafluorür ( İngiliz yazım ), son derece güçlü ve kalıcı olan , sera gazı esas olarak olarak kullanılır Elektrik izolatörü ve ark baskılayıcı . Bu ise , inorganik , renksiz, kokusuz, olmayan yanıcı ve non-toksiktir. bilimkurgu
6merkezi bir kükürt atomuna bağlı altı flor atomundan oluşan bir oktahedral geometriye sahiptir . Bu bir olan hipervalent molekül .
Polar olmayan bir gaz için tipik olan SF
6suda az çözünür , ancak polar olmayan organik çözücülerde oldukça çözünür. Deniz seviyesindeki koşullarda 6.12 g/L yoğunluğa sahiptir, havanın yoğunluğundan (1.225 g/L) oldukça yüksektir . Genellikle sıvılaştırılmış sıkıştırılmış gaz olarak taşınır .
SF konsantrasyonu
6Dünya'nın troposferinde , 2019 yılında trilyonda 10 parçaya (ppt) ulaştı ve yılda 0.35 ppt'ye yükseldi. Önceki 40 yıldaki artış, büyük ölçüde , SF bankalarından kaynaklanan kaçak emisyonlar da dahil olmak üzere, genişleyen elektrik enerjisi sektöründen kaynaklandı.
6orta ve yüksek gerilim panosunda bulunan gaz . Magnezyum, alüminyum ve elektronik üretimindeki kullanımlar da atmosferik büyümeyi hızlandırdı.
Sentez ve reaksiyonlar
Dünya üzerindeki kükürt heksaflorür, esas olarak insan yapımı bir endüstriyel gaz olarak bulunur ve ayrıca doğal olarak meydana geldiği de bulunmuştur.
bilimkurgu
6S'nin maruz kalmasıyla elementlerden hazırlanabilir
8için F
2. Bu aynı zamanda 1901'de keşfedici Henri Moissan ve Paul Lebeau tarafından kullanılan yöntemdi . Diğer bazı kükürt florürler kojenerasyona tabi tutulur, ancak bunlar herhangi bir S'yi orantısız hale getirmek için karışımın ısıtılmasıyla çıkarılır.
2F
10(ki bu oldukça zehirlidir) ve ardından kalan SF'yi yok etmek için ürünü NaOH ile ovmak
4.
Seçenek olarak ise, kullanıldığı brom , kükürt heksafluorür SF sentezlenebilir 4 ve COF 3 aşağıdaki gibi, daha düşük sıcaklıklarda (örneğin 100 ° C):
SF için neredeyse hiç reaksiyon kimyası yok
6. SF inert olmaları bir ana katkı 6 olan sterik engelleme gibi kendi ağır grup 16 muadilleri, oysa sülfür atomunun sef 6 SF daha reaktiftir 6 az sterik engelleme (Bkz hidrolizi,) bir sonucu olarak. Kaynama noktasının altında erimiş sodyum ile reaksiyona girmez , ancak lityum ile ekzotermik olarak reaksiyona girer .
Uygulamalar
Elektrik güç sanayi kükürt heksaflorür yaklaşık% 80 kullanılan çoğunlukla olarak 2000 yılında üretilen gaz dielektrik ortam . 2015 yılı itibariyle diğer ana kullanımlar, yarı iletken üretimi için bir silikon aşındırıcıyı ve magnezyum dökümü için bir soy gazı içeriyordu .
dielektrik ortam
bilimkurgu
6elektrik endüstrisinde , yüksek voltajlı kükürt heksaflorür devre kesiciler , şalt cihazları ve diğer elektrikli ekipmanlar için gazlı bir dielektrik ortam olarak kullanılır ve genellikle zararlı poliklorlu bifeniller (PCB'ler) içerebilen yağlı devre kesicilerin (OCB'ler) yerini alır . bilimkurgu
6Basınç altındaki gaz , hava veya kuru nitrojenden çok daha yüksek bir dielektrik dayanımına sahip olduğu için gaz yalıtımlı şalt cihazlarında (GIS) yalıtkan olarak kullanılır . Yüksek dielektrik mukavemeti, gazın yüksek elektronegatifliği ve yoğunluğunun bir sonucudur . Bu özellik, elektrikli dişlinin boyutunu önemli ölçüde azaltmayı mümkün kılar. Bu, GIS'i önemli ölçüde daha fazla yer kaplayan hava yalıtımlı elektrik donanımının aksine, iç mekan yerleşimi gibi belirli amaçlar için daha uygun hale getirir.
Gaz yalıtımlı elektrikli dişli, kontrollü çalışma ortamı sayesinde uzun süreli çalışmalarda daha güvenilir olmasının yanı sıra kirlilik ve iklim etkilerine karşı da daha dayanıklıdır. Bir yaya maruz kalma, SF'yi kimyasal olarak bozar
6ayrışma ürünlerinin çoğu hızlı eğiliminde olsa yeniden form SF
6, "kendi kendini iyileştirme" olarak adlandırılan bir süreç. Ark veya korona disülfür dekaflorür üretebilir ( S
2F
10), Bir yüksek derecede toksik benzer toksisite ile gaz, fosgen . S
2F
10Dünya Savaşı'nda potansiyel bir kimyasal savaş ajanı olarak kabul edildi, çünkü lakrimasyon veya cilt tahrişi oluşturmaz, bu nedenle çok az maruz kalma uyarısı sağlar.
bilimkurgu
6Van de Graaff jeneratörleri ve Pelletronlar ve yüksek voltajlı transmisyon elektron mikroskopları gibi partikül hızlandırıcıların yüksek voltaj beslemelerinde yüksek voltajlı bir dielektrik olarak yaygın olarak karşılaşılır .
SF'ye alternatifler
6dielektrik gaz olarak birkaç floroketon içerir. Vakum anahtarlamayı temiz hava yalıtımıyla birleştiren kompakt GIS teknolojisi, 420 kV'a kadar olan bir dizi uygulama için tanıtıldı .
tıbbi kullanım
bilimkurgu
6gaz kabarcığı şeklinde retina dekolmanı onarım operasyonlarında bir retina deliğinin tamponadını veya tıpasını sağlamak için kullanılır . Vitreus odasında inerttir ve 10-14 gün içinde kana emilmeden önce hacmini 36 saat içinde iki katına çıkarır.
bilimkurgu
6ultrason görüntüleme için bir kontrast maddesi olarak kullanılır . Kükürt heksaflorür mikro-kabarcıkları, bir periferik damara enjeksiyon yoluyla çözelti içinde uygulanır. Bu mikro kabarcıklar, kan damarlarının ultrasona görünürlüğünü artırır. Bu uygulama, tümörlerin vaskülaritesini incelemek için kullanılmıştır. Kanda 3-8 dakika görünür kalır ve akciğerler tarafından solunur.
İzleyici bileşik
Sülfür heksaflorür, ilk karayolu hava dağılım modeli kalibrasyonunda kullanılan izleyici gazdı ; bu araştırma programı ABD Çevre Koruma Ajansı tarafından desteklendi ve Sunnyvale, California'da US Highway 101 üzerinde yürütüldü . gazlı SF
6binalarda ve kapalı mahfazalarda kısa süreli havalandırma verimliliği deneylerinde ve sızma oranlarını belirlemek için izleyici gaz olarak kullanılır . İki ana faktör kullanımını önerir: konsantrasyonu, çok düşük konsantrasyonlarda tatmin edici bir doğrulukla ölçülebilir ve Dünya atmosferi ihmal edilebilir bir SF konsantrasyonuna sahiptir.
6.
Kükürt hekzaflorid bir deneyde bir toksik olmayan bir test gazı olarak kullanılmıştır St. John Wood metro istasyonu içinde Londra'da benzin istasyonu boyunca serbest bırakıldı 25 Mart 2007 tarihinde, İngiltere ve bunun etrafında sürüklendi olarak izlenir. Mart ayının başlarında Ulaştırmadan Sorumlu Devlet Bakanı Douglas Alexander tarafından açıklanan deneyin amacı, bir terör saldırısı sırasında zehirli gazın Londra Metrosu istasyonlarına ve binalarına nasıl yayılabileceğini araştırmaktı .
Kükürt heksaflorür ayrıca laboratuvar çeker ocak muhafaza testlerinde izleyici gaz olarak rutin olarak kullanılır. Gaz, ASHRAE 110 davlumbaz kalifikasyonunun son aşamasında kullanılır . Davlumbazın içinde bir gaz bulutu üretilir ve davlumbazın muhafaza özelliklerini doğrulamak için SF 6 için davlumbaz numunelerinin dışında bir gaz analizörü düzenlenirken bir dizi test yapılır .
Diapiknal karıştırma ve hava-deniz gazı değişimini incelemek için oşinografide izleyici olarak başarıyla kullanılmıştır .
Diğer kullanımlar
- Magnezyum sanayi kullanan SF
6döküm sırasında oksidasyonu önlemek için inert bir "kapak gazı" olarak . Bir zamanlar en büyük kullanıcı olan tüketim, yakalama ve geri dönüşüm sayesinde büyük ölçüde azaldı. - Yalıtımlı cam pencereler, ısı ve akustik yalıtım performanslarını iyileştirmek için dolgu maddesi olarak kullanmıştır.
-
bilimkurgu
6 Plazma kullanılan yarı iletken bir şekilde sanayi asitlenmesi gibi işlemlerde derin reaktif iyon dağlama . SF'nin küçük bir kısmı
6 Plazmada sülfür ve flora ayrışır ve flor iyonları silikonla kimyasal reaksiyona girer. - Bununla doldurulmuş lastiklerin , daha büyük molekül boyutundan dolayı , difüzyondan kauçuğun havasının sönmesi daha uzun sürer .
- Nike de aynı şekilde 1992'den 2006'ya kadar tüm "Air" markalı ayakkabılarında bir patent almak ve yastık torbalarını doldurmak için kullandı. 1997'deki zirvede 277 ton kullanıldı.
- Amerika Birleşik Devletleri Deniz Kuvvetleri 'nin Mark 50 torpido kapalı Rankine döngüsünü sevk sistemi bir kükürt heksaflorid tarafından desteklenmektedir ekzotermik reaksiyonu katı ile lityum .
- Yüksek güçlü mikrodalga sistemlerindeki dalga kılavuzları bununla basınçlandırılır. Gaz, dalga kılavuzunu elektriksel olarak yalıtarak dahili ark oluşumunu engeller.
- Elektrostatik hoparlörler , yüksek dielektrik mukavemeti ve yüksek moleküler ağırlığı nedeniyle kullanmıştır.
- Kimyasal silah disülfit dekafluorür bir şekilde onunla üretilen hammadde .
- Eğlence amaçlı, solunduğunda SF
6bu videoda görüldüğü gibi yoğunluğunun havadan çok daha yüksek olması nedeniyle sesin önemli ölçüde derinleşmesine neden olur . Bu, birinin sesinin çok daha yüksek çıkmasına neden olan düşük yoğunluklu helyum solumanın daha iyi bilinen etkisiyle ilgilidir . Bu gazlar , akciğerlerin havadan çıkarmaya çalıştığı oksijenin yerini aldığından , bu etkilerin her ikisi de yalnızca dikkatle denenmelidir . Kükürt heksaflorür de hafif anesteziktir. - Bilim gösterileri / sihir için "görünmez su" olarak, hafif bir folyo tekne, hava dolu bir balon gibi bir tankta yüzebilir.
Sera gazı
Kükürt heksaflorid (SF 6 İleri Küresel Atmosferik Gazlar Experiment (ile ölçülen) AGAGE alt atmosferde (in) troposfer dünya çapında istasyonlarda). Bolluklar, kirlilik içermeyen aylık ortalama mol fraksiyonları olarak trilyon başına parça olarak verilmiştir .
Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneline göre , SF
6CO2'nin 23.900 katı küresel ısınma potansiyeli ile değerlendirilen en güçlü sera gazıdır .
2100 yıllık bir süre boyunca karşılaştırıldığında. Kükürt heksaflorür, troposfer ve stratosferde etkisizdir ve son derece uzun ömürlüdür ve tahmini atmosferik ömrü 800-3,200 yıldır.
SF 6 ölçümleri , küresel ortalama karışım oranının , sanayileşme öncesinde yaklaşık katrilyonda yaklaşık 54 parça olan sabit bir temelden Nisan 2020 itibariyle trilyonda 10 parçanın (ppt) üzerine çıktığını ve yaklaşık 0.35 ppt (3.5) arttığını göstermektedir. yüzde) yıllık. Ortalama küresel SF 6 konsantrasyonları, 1980'lerde ve 1990'larda, çoğunlukla magnezyum üretiminde ve elektrik tesisatları ve elektronik üreticileri tarafından kullanılmasının bir sonucu olarak yılda yaklaşık yüzde yedi arttı . SF küçük miktarlarda verilen 6 ile karşılaştırıldığında serbest bıraktı karbon dioksit , küresel ısınmaya genel bireysel katkı ancak bu ve benzeri insan yapımı halojene gazların toplu katkı yıl itibariyle yüzde 10 ile ilgili ulaştı yüzde 0.2'den az, olduğu tahmin edilmektedir 2020. Alternatifler test ediliyor.
Avrupa'da, SF
6çeşitli uygulamalar için kullanımını yasaklayan veya kontrol eden F-Gas direktifinin kapsamına girer . 1 Ocak 2006'dan beri, SF
6izleyici gaz olarak ve yüksek gerilim şalt cihazları hariç tüm uygulamalarda yasaklanmıştır . 2013 yılında Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı'nın gazın yüksek voltaj yalıtkanı olarak kullanıldığı Princeton Plazma Fizik Laboratuvarı gibi Amerika Birleşik Devletleri'ndeki laboratuvarlarında sızıntıları tespit etmek ve gidermek için üç yıllık bir çabanın olduğu bildirildi. verimli oldu ve yıllık sızıntıları 1.030 kilogram (2.280 pound) azalttı. Bu, satın alımları envanterle karşılaştırarak, farkın sızdırıldığı varsayılarak ve ardından sızıntıları bulup düzelterek yapıldı.
Fizyolojik etkiler ve önlemler
Kükürt heksaflorür toksik olmayan bir gazdır, ancak akciğerlerdeki oksijenin yerini alarak çok fazla solunması halinde asfiksi riskini de taşır . Havadan daha yoğun olduğu için, önemli miktarda gaz salındığında alçakta kalan alanlara yerleşecek ve alana girilirse önemli bir boğulma riski oluşturacaktır. İşçiler SF içeren ekipmanın altındaki hendeklerde veya çukurlarda olabileceğinden, bu özellikle elektrikli ekipmanda yalıtkan olarak kullanımıyla ilgilidir.
6.
Tüm gazlarda olduğu gibi, SF'nin yoğunluğu
6ses yolunun rezonans frekanslarını etkiler, böylece onu soluyanların ses kalitesini veya tınısını büyük ölçüde değiştirir . Ses tellerinin titreşimlerini etkilemez. Kükürt heksaflorürün yoğunluğu, gazın büyük molar kütlesi nedeniyle oda sıcaklığında ve basıncında nispeten yüksektir . Molar kütlesi yaklaşık 4 g/mol olan ve sesi yükselten helyumun aksine , SF
6yaklaşık 146 g/mol'lük bir molar kütleye sahiptir ve gazın içinden geçen ses hızı oda sıcaklığında yaklaşık 134 m/s'dir ve sesi alçaltmaktadır. Karşılaştırma için, yaklaşık %80 nitrojen ve %20 oksijen olan havanın molar kütlesi yaklaşık 30 g/mol'dür ve bu da 343 m/s'lik bir ses hızına yol açar.
Kükürt heksaflorür, nitröz oksitten biraz daha düşük anestezik etkiye sahiptir ; hafif bir anestezik olarak sınıflandırılır.
Ayrıca bakınız
- selenyum heksaflorür
- Tellür heksaflorür
- uranyum heksaflorür
- hipervalent molekül
- Halokarbon — başka bir büyük sera gazı grubu
- Triflorometilkükürt pentaflorür , benzer bir gaz
Referanslar
daha fazla okuma
- "Kükürt heksaflorür" . Air Liquide Gaz Ansiklopedisi. 31 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi . Erişim tarihi: 22 Şubat 2013 .
- Christophorou, Loucas G.; Isidor Sauers , ed. (1991). Gazlı Dielektrikler VI . Plenum Basın. ISBN'si 978-0-306-43894-3.
- Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). İnorganik Kimya . San Diego: Akademik Basın. ISBN'si 0-12-352651-5.
- Halife, Muhammed (1990). Yüksek Gerilim Mühendisliği: Teori ve Uygulama . New York: Marcel Dekker. ISBN'si 978-0-8247-8128-6. OCLC 20595838 .
- Maller, VN; Naidu, MS (1981). SF 6 ve Vakumda Yüksek Gerilim Yalıtımı ve Ark Kesintisinde Avantajlar . Oxford; New York: Bergama Basını. ISBN'si 978-0-08-024726-7. OCLC 7866855 .
- Elektrik Güç Sistemleri için SF 6 İndirim Ortaklığı
- Matt McGrath (13 Eylül 2019). "İklim değişikliği: Elektrik endüstrisinin 'kirli sırrı' ısınmayı artırıyor" . BBC Haber . 14 Eylül 2019'da alındı .