СЕРЫ ГЕКСАФТОРИД

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.

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.

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.

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.

Еще по теме:

• Калибр проволокиКакая у вас самая тяжелая конструкция шнура? Удлинительные шнуры могут быть разных размеров и снабжены…
• Пила дисковая RyobiПила дисковая Ryobi – это незаменимый инструмент для людей, занимающихся столярными, ремонтными, отделочными работами и…
• Калибр проволокиКакая у вас самая тяжелая конструкция шнура? Удлинительные шнуры могут быть разных размеров и снабжены…

Фторид серы(VI)

Введение
• 1 Методы получения
• 2 Физико-химические свойства
  • 2.

    1 Термодинамические величины

• 3 Химические свойства
• 4 Применение
• 5 Применение в электротехнике

Примечания
Литература

Гексафторид серы (также элегаз или шестифтористая сера, SF6) — тяжёлый газ, при нормальных условиях в 5 раз тяжелее воздуха. Соединение было впервые получено и описано в 1900 году Анри Муассаном в ходе работ по изучению химии фтора.

1. Методы получения

Возможно получать гексафторид серы из простых веществ:

S + 3F2 → SF6

Также гексафторид серы образуется при разложении сложных фторидов серы:

S2F10 → SF6 + SF4

2. Физико-химические свойства

Практически бесцветный газ, обладающий высоким[сколько?] пробивным напряжением.

В нем содержится 21,95 % серы и 78,05 % фтора. При нормальном давлении элегаз может находиться в любом из трёх агрегатных состояний в зависимости от температуры[сколько?].

Плотность элегаза при T=273 K и давлении р=0.1 МПа составляет 6.56 кг/м³. Абсолютная диэлектрическая постоянная — 1.0021. Полное число степеней свободы молекулы элегаза равно 36, из них три степени свободы — в поступательном движении, три — во вращательном, а остальные — в колебательном. Диаметр молекулы равен 5.33 Å.

2.1. Термодинамические величины

3. Химические свойства

Гексафторид серы — достаточно инертное соединение, не реагирует с водой и растворами HCl и NaOH[3], однако при действии восстановителей могут протекать некоторые реакции.

Взаимодействие с металлическим натрием проходит только при нагревании, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в аммиаке.

SF6 + 8Na → 6NaF + Na2S,

С водородом и кислородом гексафторид не реагирует. Однако, при сильном нагревании (до 400 °C) SF6 взаимодействует с сероводородом, а при 30 °C — с иодоводородом:

2SF6 + 6H2S → S8 + 12 HF;SF6 + 8HI → 6HF + H2S + 4I2.

При повышенном давлении и температуре около 500 °C SF6 окисляет PF3 до PF5:

SF6 + PF3 → PF5 + SF4.

4. Применение

• Как изолятор и теплоноситель в высоковольтной электротехнике;
• Как технологическая среда в электронной и металлургической промышленности;
• В системах газового пожаротушения в качестве пожаротушащего вещества;
• Как хладагент благодаря высокой теплоёмкости, низкой теплопроводности и низкой вязкости;[4]
• Для изменения тембра ых связок (эффект пониженной тональности голоса), противоположно гелию[5].
• Для улучшения звукоизоляции в стеклопакетах.

5. Применение в электротехнике

Название «элегаз» шестифтористая сера получила от сокращения «электрический газ». Уникальные свойства элегаза были открыты в СССР, его применение также началось в Советском Союзе. В 30-х годах известный учёный Б. М. Гохберг в ЛФТИ исследовал электрические свойства ряда газов и обратил внимание на некоторые свойства шестифтористой серы SF6 (элегаза)[6].

Электрическая прочность при атмосферном давлении и зазоре 1 см составляет Е=89 кВ/см. Характерным является очень большой коэффициент теплового расширения и высокая плотность.

Это важно для энергетических установок, в которых проводится охлаждение каких-либо частей устройства, так как при большом коэффициенте теплового расширения легко образуется конвективный поток, уносящий тепло[7].

В центре молекулы элегаза расположен атом серы, а на равном расстоянии от него в вершинах правильного октаэдра располагаются шесть атомов фтора. Это определяет высокую эффективность захвата электронов молекулами, их относительно большую длину свободного пробега и слабую реакционную способность. Поэтому элегаз обладает высокой электрической прочностью.

Элегаз безвреден в смеси с воздухом.

Однако вследствие нарушения технологии производства элегаза или его разложения в аппарате под действием электрических разрядов (дугового, коронного, частичных), в элегазе могут возникать чрезвычайно активные в химическом отношении и вредные для человека примеси, а также различные твёрдые соединения, оседающие на стенах конструкции. Интенсивность образования таких примесей зависит от наличия в элегазе примесей кислорода и особенно паров воды.

Некоторое количество элегаза в электротехнической аппаратуре также разлагается в процессе нормальной работы. Например, коммутация тока 31.5 кА в выключателе 110 кВ приводит к разложению 5-7 см³ элегаза на 1 кДж выделяемой в дуге энергии.

Стоимость элегаза достаточно высока, однако он нашёл достаточно широкое применение в технике, особенно в высоковольтной электротехнике.

Основные преимущества элегаза перед его основным «конкурентом», трансформаторным маслом, это:

• взрыво- и пожаробезопасность;
• снижения массо-габаритных показателей конструкции за счёт уменьшения изоляционных промежутков и улучшенных условий охлаждения токоведущих частей.

Примечания

1. Свойства гексофтрорида серы на сайте «Химик.ру». — www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4038.html
2. Свойства гексофтрорида серы на сайте «Химия и токсикология». — chemister.pp.ru/Database/search.dbp?action=synthesis&dbid=1&id=3470
3. Успехи химии, 1975, Том 44, Номер 2, Страницы 193—213. — www.uspkhim.

   ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=rc&paper_id=2249&year_id=1975&volume=44&issue_id=2&fpage=193&lpage=213

4. Применение шестифтористой серы. — chemindustry.ru/rus/chemicals/Sulfur_Hexafluoride.php
5. Фрагмент передачи «Разрушители мифов». — www..com/watch?v=52UAEQfMTtU
6. Гохберг Б. М.

    Ленинградский физико-технический институт Академии наук СССР — ufn.ru/ufn40/ufn40_5/Russian/r405b.pdf   // Успехи физических наук. — 1940. — В. 1. — Т. XXIV. — С. 11-20. См. стр. 16-17, раздел «Электрическая прочность газов».

7. Коробейников С.М., д.ф.м.н., профессор. Диэлектрические материалы. 4.1.2.

   Электроотрицательные газы, применение газообразных диэлектриков. — sermir.narod.ru/tryd/Posob/gazy.htm  .

8. ЗВА :: Измерительные трансформаторы с газовой изоляцией — zva.uran.biz.ua/ru/articleelegaz/
9. Применение SF6 в высоковольтной электронике. — electricalschool.

   info/main/visokovoltny/359-jelegaz-i-ego-svojjstva.html

Литература

• Гохберг Б. М. Элегаз — электрическая газовая изоляция   // «Электричество». — 1947. — № 3. — С. 15.

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 11.

07.11 05:09:06
Похожие рефераты: Урана гексафторид, Гексафторид ксенона, Гексафторид урана, Оксид серы(VI), Двуокись серы, Диоксид серы, Оксид серы (VI), Оксид серы (IV), Триоксид серы.

Категории: Фториды, Газы, Соединения серы.

Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareA.