Гексафтори́д сі́рки (також елегаз або шестифториста сірка, SF6) — неорганічна речовина, один з фторидів сірки, при нормальних умовах — важкий газ, вп'ятеро важчий за повітря. Сполуку було вперше отримано і описано в 1900 році Анрі Муассаном в ході робіт з вивчення хімії фтору.
Гексафторид сірки | |
---|---|
Назва за IUPAC | сульфур(VI) флуорид, сульфур гексафлуорид |
Систематична назва | гексафторид сірки, гексафлуоро-λ6-сульфан |
Інші назви | шестифториста сірка, елегаз (електротехнічний газ) |
Властивості | |
Молекулярна формула | F6S |
Молярна маса | 146,0554 г/моль |
Зовнішній вигляд | газ |
Запах | без запаху |
Густина | Газ: 6,164 г/л, Рідина: 1,33 г/см³ |
Тпл | −50,8 °C |
Ткип | сублімація при −63,9 °C |
Розчинність (вода) | 1 об'єм SF6 у 200 об'ємах води |
Розчинність (етиловий спирт) | погано |
Розчинність (діетиловий ефір) | погано |
Розчинність (нітрометан) | добре |
Структура | |
Кристалічна структура | орторомбічна |
Координаційна геометрія | октаедрічна |
Геометрія | октаедр |
Дипольний момент | 0 D |
Небезпеки | |
MSDS | External MSDS |
S-фрази | S38 |
NFPA 704 | 0 1 2 |
Ідентифікатори | |
Абревіатури | SF6 |
Номер CAS | 2551-62-4 |
PubChem | 17358 |
Номер EINECS | 219-854-2 |
Номер EC | 219-854-2 |
DrugBank | DB11104 |
KEGG | D05962 |
Назва MeSH | Sulfur+hexafluoride |
ChEBI | 30496 |
RTECS | WS4900000 |
Код ATC | V08DA05 |
SMILES | FS(F)(F)(F)(F)F |
InChI | 1S/F6S/c1-7(2,3,4,5)6 Key: SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N |
Номер Бельштейна | 7247840 |
Номер Гмеліна | 2752 |
3DMet | |
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
Примітки картки |
Методи отримання
Можливе отримання гексафториду сірки з простих речовин:
- S + 3F2 → SF6
Також гексафторид сірки утворюється при розкладанні складних фторидів сірки:
- S2F10 → SF6 + SF4
Фізико-хімічні властивості
Практично безбарвний газ, має високу пробивну напругу (89 кВ/см). Електрична міцність елегазу залежить від тиску, вона в 2–4 рази вище, ніж у повітря.
У ньому міститься 21,95 % сірки і 78,05 % фтору. При нормальному тиску елегаз може перебувати в будь-якому з трьох агрегатних станів при температурі до мінус 50,8 °С.
Погано розчинний у воді (1 об'єм SF6 в 200 об'ємах води), етиловому спирті і діетиловому ефірі, добре розчинний у нітрометані.
Густина елегазу при T = 273 K і тиску р = 0,1 МПа становить 6,56 кг/м³. Відносна діелектрична проникність — 1,0021. Повне число ступенів свободи молекули елегазу дорівнює 21, з них три ступені свободи — у поступальному русі, три — в обертальному, а решта — в коливальному. Діаметр молекули дорівнює 5,33 Å.
Хімічні властивості
Гексафторид сірки — досить інертна сполука, не реагує з водою, ймовірно через кінетичні фактори, бо вільна енергія Гіббса реакції істотно негативна. Не реагує також з розчинами HCl і NaOH, однак при дії відновників можуть протікати деякі реакції.
Взаємодія з металевим натрієм проходить тільки при нагріванні, проте вже при 64 °C взаємодіє з розчином натрію в аміаку.
- SF6 + 8Na → Na2S + 6NaF
З воднем і киснем гексафторид не реагує. Однак при сильному нагріванні (до 400 °C) SF6 взаємодіє з сірководнем, а при 30 °C — з йодоводнем:
- 2SF6 + 6H2S → S8 + 12HF
- SF6 + 8HI → 6HF + H2 S + 4I2
При підвищеному тиску і температурі близько 500 °C SF6 окислює PF3 до PF5:
- SF6 + PF3 → PF5 + SF4
Застосування в електротехніці
Назва «елегаз» шестифториста сірка отримала від скорочення «електричний газ». Унікальні властивості елегазу були відкриті в СРСР, його застосування також почалося в Радянському Союзі. У 30-х роках відомий вчений Б. М. Гохберг в ЛФТІ досліджував електричні властивості ряду газів і звернув увагу на деякі властивості шестифтористої сірки SF6 (елегазу). Електрична міцність при атмосферному тиску і зазорі 1 см становить Е = 89 кВ/см. Характерним є дуже великий коефіцієнт теплового розширення і висока густина. Це важливо для енергетичних установок, в яких проводиться охолодження будь-яких частин пристрою, оскільки при великому коефіцієнті теплового розширення легко утворюється конвективний потік, що відносить тепло.
У центрі молекули елегазу розташований атом сірки, а на рівній відстані від нього в вершинах правильного октаедра розташовуються шість атомів фтору. Це визначає високу ефективність захоплення електронів молекулами, їх відносно велику довжину вільного пробігу і слабку реакційну здатність. Тому елегаз має високу електричну міцність.
Елегаз нешкідливий у суміші з повітрям. Однак внаслідок порушення технології виробництва елегазу або його розкладання в апараті під дією електричних розрядів (дугового, коронного, часткових), в елегазі можуть виникати надзвичайно активні в хімічному відношенні і шкідливі для людини домішки, а також різні тверді з'єднання, що осідають на стінах конструкції. Інтенсивність утворення таких домішок залежить від наявності в елегазі домішок кисню і особливо пари води.
Деяка кількість елегазу в електротехнічній апаратурі також розкладається в процесі нормальної роботи. Наприклад, комутація струму 31,5 кА у вимикачі 110 кВ призводить до розкладання 5–7 см³ елегазу на 1 кДж виділеної в дузі енергії.
Вартість елегазу досить висока, однак він знайшов досить широке застосування в техніці, особливо в високовольтній електротехніці. Він насамперед використовується як діелектрик, тобто як основна ізоляція для комплектних розподільчих установок, високовольтних вимірювальних трансформаторів струму та напруги та ін. Також елегаз використовується як середовище дугогасіння у високовольтних елегазових вимикачах.
Основні переваги елегазу перед його основним «конкурентом», трансформаторною оливою, це:
- вибухо- і пожежна безпека;
- зниження масо-габаритних показників конструкції внаслідок зменшення ізоляційних проміжків і поліпшених умов охолодження струмоведучих частин.
Цікаві факти
- Якщо наповнити гексафторидом сірки відкриту зверху посудину (оскільки газ важчий за повітря, то він не буде «виливатися» з посудини), і помістити туди легкий човник, зроблений, наприклад, з фольги, то човник буде утримуватися на поверхні і не «потоне». Цей дослід показали у передачі «Руйнівники міфів» як фокус з «прозорою водою» (випуск 105, 7 сезон.)
Див. також
- Тетрафторид сірки — SF4
- [ru] — S2F10
Примітки
- . The PubChem Project. National Center for Biotechnology Information. Архів оригіналу за 3 листопада 2012. Процитовано 22 лютого 2013.
- . Архів оригіналу за 24 квітня 2015. Процитовано 21 липня 2015.
- . Архів оригіналу за 1 квітня 2022. Процитовано 21 липня 2015.
- Ленінградський фізіко-технічний інститут Академії наук СРСР : [ 4 березня 2016] : ( )[рос.] // Успехи физических наук. — 1940. — Т. XXIV, вып. 1. — С. 11-20. Див. стор. 16-17, розділ «Электрическая прочность газов»
- Визначення терміну згідно діючих (ПУЕ). Розділ 4 «Розподільчі установки і підстанції».С.512)
Джерела
- Элегаз - электрическая газовая изоляция : ( )[рос.] // «Электричество». — 1947. — № 3. — С. 15.
Це незавершена стаття про неорганічну сполуку. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Geksaftori d si rki takozh elegaz abo shestiftorista sirka SF6 neorganichna rechovina odin z ftoridiv sirki pri normalnih umovah vazhkij gaz vp yatero vazhchij za povitrya Spoluku bulo vpershe otrimano i opisano v 1900 roci Anri Muassanom v hodi robit z vivchennya himiyi ftoru Geksaftorid sirki Nazva za IUPAC sulfur VI fluorid sulfur geksafluorid Sistematichna nazva geksaftorid sirki geksafluoro l6 sulfan Inshi nazvi shestiftorista sirka elegaz elektrotehnichnij gaz Vlastivosti Molekulyarna formula F6S Molyarna masa 146 0554 g mol Zovnishnij viglyad gaz Zapah bez zapahu Gustina Gaz 6 164 g l Ridina 1 33 g sm Tpl 50 8 C Tkip sublimaciya pri 63 9 C Rozchinnist voda 1 ob yem SF6 u 200 ob yemah vodi Rozchinnist etilovij spirt pogano Rozchinnist dietilovij efir pogano Rozchinnist nitrometan dobre Struktura Kristalichna struktura ortorombichna Koordinacijna geometriya oktaedrichna Geometriya oktaedr Dipolnij moment 0 D Nebezpeki MSDS External MSDS S frazi S38 NFPA 704 0 1 2 Identifikatori Abreviaturi SF6Nomer CAS 2551 62 4PubChem 17358Nomer EINECS 219 854 2Nomer EC 219 854 2DrugBank DB11104KEGG D05962Nazva MeSH Sulfur hexafluorideChEBI 30496RTECS WS4900000Kod ATC V08DA05SMILES FS F F F F FInChI 1S F6S c1 7 2 3 4 5 6 Key SFZCNBIFKDRMGX UHFFFAOYSA NNomer Belshtejna 7247840Nomer Gmelina 27523DMet Yaksho ne zaznacheno inshe dani navedeno dlya rechovin u standartnomu stani za 25 C 100 kPa Instrukciya z vikoristannya shablonu Primitki kartkiMetodi otrimannyaMozhlive otrimannya geksaftoridu sirki z prostih rechovin S 3F2 SF6 Takozh geksaftorid sirki utvoryuyetsya pri rozkladanni skladnih ftoridiv sirki S2F10 SF6 SF4Fiziko himichni vlastivostiPraktichno bezbarvnij gaz maye visoku probivnu naprugu 89 kV sm Elektrichna micnist elegazu zalezhit vid tisku vona v 2 4 razi vishe nizh u povitrya U nomu mistitsya 21 95 sirki i 78 05 ftoru Pri normalnomu tisku elegaz mozhe perebuvati v bud yakomu z troh agregatnih staniv pri temperaturi do minus 50 8 S Pogano rozchinnij u vodi 1 ob yem SF6 v 200 ob yemah vodi etilovomu spirti i dietilovomu efiri dobre rozchinnij u nitrometani Gustina elegazu pri T 273 K i tisku r 0 1 MPa stanovit 6 56 kg m Vidnosna dielektrichna proniknist 1 0021 Povne chislo stupeniv svobodi molekuli elegazu dorivnyuye 21 z nih tri stupeni svobodi u postupalnomu rusi tri v obertalnomu a reshta v kolivalnomu Diametr molekuli dorivnyuye 5 33 A Himichni vlastivostiGeksaftorid sirki dosit inertna spoluka ne reaguye z vodoyu jmovirno cherez kinetichni faktori bo vilna energiya Gibbsa reakciyi istotno negativna Ne reaguye takozh z rozchinami HCl i NaOH odnak pri diyi vidnovnikiv mozhut protikati deyaki reakciyi Vzayemodiya z metalevim natriyem prohodit tilki pri nagrivanni prote vzhe pri 64 C vzayemodiye z rozchinom natriyu v amiaku SF6 8Na Na2S 6NaF Z vodnem i kisnem geksaftorid ne reaguye Odnak pri silnomu nagrivanni do 400 C SF6 vzayemodiye z sirkovodnem a pri 30 C z jodovodnem 2SF6 6H2S S8 12HF SF6 8HI 6HF H2 S 4I2 Pri pidvishenomu tisku i temperaturi blizko 500 C SF6 okislyuye PF3 do PF5 SF6 PF3 PF5 SF4Zastosuvannya v elektrotehniciNazva elegaz shestiftorista sirka otrimala vid skorochennya elektrichnij gaz Unikalni vlastivosti elegazu buli vidkriti v SRSR jogo zastosuvannya takozh pochalosya v Radyanskomu Soyuzi U 30 h rokah vidomij vchenij B M Gohberg v LFTI doslidzhuvav elektrichni vlastivosti ryadu gaziv i zvernuv uvagu na deyaki vlastivosti shestiftoristoyi sirki SF6 elegazu Elektrichna micnist pri atmosfernomu tisku i zazori 1 sm stanovit E 89 kV sm Harakternim ye duzhe velikij koeficiyent teplovogo rozshirennya i visoka gustina Ce vazhlivo dlya energetichnih ustanovok v yakih provoditsya oholodzhennya bud yakih chastin pristroyu oskilki pri velikomu koeficiyenti teplovogo rozshirennya legko utvoryuyetsya konvektivnij potik sho vidnosit teplo U centri molekuli elegazu roztashovanij atom sirki a na rivnij vidstani vid nogo v vershinah pravilnogo oktaedra roztashovuyutsya shist atomiv ftoru Ce viznachaye visoku efektivnist zahoplennya elektroniv molekulami yih vidnosno veliku dovzhinu vilnogo probigu i slabku reakcijnu zdatnist Tomu elegaz maye visoku elektrichnu micnist Elegaz neshkidlivij u sumishi z povitryam Odnak vnaslidok porushennya tehnologiyi virobnictva elegazu abo jogo rozkladannya v aparati pid diyeyu elektrichnih rozryadiv dugovogo koronnogo chastkovih v elegazi mozhut vinikati nadzvichajno aktivni v himichnomu vidnoshenni i shkidlivi dlya lyudini domishki a takozh rizni tverdi z yednannya sho osidayut na stinah konstrukciyi Intensivnist utvorennya takih domishok zalezhit vid nayavnosti v elegazi domishok kisnyu i osoblivo pari vodi Deyaka kilkist elegazu v elektrotehnichnij aparaturi takozh rozkladayetsya v procesi normalnoyi roboti Napriklad komutaciya strumu 31 5 kA u vimikachi 110 kV prizvodit do rozkladannya 5 7 sm elegazu na 1 kDzh vidilenoyi v duzi energiyi Vartist elegazu dosit visoka odnak vin znajshov dosit shiroke zastosuvannya v tehnici osoblivo v visokovoltnij elektrotehnici Vin nasampered vikoristovuyetsya yak dielektrik tobto yak osnovna izolyaciya dlya komplektnih rozpodilchih ustanovok visokovoltnih vimiryuvalnih transformatoriv strumu ta naprugi ta in Takozh elegaz vikoristovuyetsya yak seredovishe dugogasinnya u visokovoltnih elegazovih vimikachah Osnovni perevagi elegazu pered jogo osnovnim konkurentom transformatornoyu olivoyu ce vibuho i pozhezhna bezpeka znizhennya maso gabaritnih pokaznikiv konstrukciyi vnaslidok zmenshennya izolyacijnih promizhkiv i polipshenih umov oholodzhennya strumoveduchih chastin Cikavi faktiYaksho napovniti geksaftoridom sirki vidkritu zverhu posudinu oskilki gaz vazhchij za povitrya to vin ne bude vilivatisya z posudini i pomistiti tudi legkij chovnik zroblenij napriklad z folgi to chovnik bude utrimuvatisya na poverhni i ne potone Cej doslid pokazali u peredachi Rujnivniki mifiv yak fokus z prozoroyu vodoyu vipusk 105 7 sezon Div takozhTetraftorid sirki SF4 ru S2F10Primitki The PubChem Project National Center for Biotechnology Information Arhiv originalu za 3 listopada 2012 Procitovano 22 lyutogo 2013 Arhiv originalu za 24 kvitnya 2015 Procitovano 21 lipnya 2015 Arhiv originalu za 1 kvitnya 2022 Procitovano 21 lipnya 2015 Leningradskij fiziko tehnichnij institut Akademiyi nauk SRSR 4 bereznya 2016 ros Uspehi fizicheskih nauk 1940 T XXIV vyp 1 S 11 20 Div stor 16 17 rozdil Elektricheskaya prochnost gazov Viznachennya terminu zgidno diyuchih PUE Rozdil 4 Rozpodilchi ustanovki i pidstanciyi S 512 DzherelaElegaz elektricheskaya gazovaya izolyaciya ros Elektrichestvo 1947 3 S 15 Ce nezavershena stattya pro neorganichnu spoluku Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi