Hexafluorură de sulf

Hexafluorura de sulf (formula chimică SF₆) este un compus anorganic, un gaz de seră, incolor, inodor, neinflamabil și un izolator electric excelent. SF₆ are o geometrie octaedrică, constând din șase atomi de fluor atașați la un singur atom de sulf. Compusul are o moleculă hipervalentă. Tipic pentru un gaz nepolar, acesta este greu solubil în apă, dar destul de solubil mai ales în solvenți organici nepolari. În general, este transportată ca gaz comprimat lichefiat. Are o densitate de 6,12 g/l^[4] la condiții de nivel al mării, considerând mai mare decât densitatea aerului (1,225 g/l).

Hexafluorură de sulf
Nume IUPAC	Hexafluorură de sulf Hexafluoro-λ6-sulfan
Identificare
SMILES FS(F)(F)(F)(F)F[1]
Număr CAS	2551-62-4
ChEMBL	CHEMBL1796998
PubChem CID	17358
Informații generale
Formulă chimică	SF6
Aspect	gaz incolor
Masă molară	145,96249 u.a.m.[2]
Proprietăți
Starea de agregare	gaz
Punct de topire	−64 °C
Punct de fierbere	−51 °C
Solubilitate	0,003 gram per 100 gram of solvent[3]
Structură cristalină	Sistem cristalin ortorombic
Presiune de vapori	21,5 atm[3]
NFPA 704
0 1 0
Sunt folosite unitățile SI și condițiile de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.
Modifică date / text

Sinteză

Reacții

Hexafluorura de sulf poate fi preparată din elemente prin expunerea sulfului la fluor. Aceasta metodă a fost utilizată și de către descoperitorii Henri Moissan și Paul Lebeau în 1901. Unele fluoruri de sulf sunt cogenerate, dar acestea sunt eliminate prin încălzirea amestecului pentru a disproporționa orice compus din S₂F₁₀ (care este foarte toxic) și apoi se spală produsul cu hidroxidul de sodiu (NaOH) pentru a distruge SF₄ rămas. Ca urmare, prin folosirea bromului, hexafluorura de sulf poate fi sintetizată din tetrafluorură de sulf (SF₄) și CoF₃ la temperaturi mai scăzute (de exemplu, -100 de grade Celsius), după cum urmează:

${\displaystyle \mathrm {2CoF3+SF_{4}+(Br_{2})\rightarrow SF_{6}+2\,CoF_{2}+(Br_{2})} }$^[5]

Practic, nu există nicio reacție chimică pentru SF₆. O contribuție majoră la inerția hexafluorurii de sulf (SF₆) este împiedicarea sterică a atomului de sulf, întrucât acestea mai grele decât grupa 16, cum ar fi SeF₆, sunt mai reactive decât hexafluorura de sulf, ca urmare a unor obstacole sterice mai mici (a se vedea exemplul de hidroliză)^[6]. Nu reacționează cu sodiul topit sub punctul de fierbere,^[7] dar reacționează exotermic cu litiul.

Aplicații

Mai mult de 10.000 de tone de hexafluorură de sulf sunt produse pe an, dintre care majoritatea (peste 8.000 de tone) se utilizează ca mediu dielectric gazos^[8] în industria electrică. Alte utilizări principale includ un gaz nobil pentru turnarea magneziului și o umplutură inertă pentru ferestrele dotate cu termopan.

Mediul dielectric

SF₆ este utilizat în industria electrică ca mediu dielectric gazos pentru întrerupătoare de înaltă tensiune, aparate de comutație și alte echipamente electrice, înlocuind adesea întreruptorii de circuit cu ulei (OCB) care pot conține PCB-uri dăunătoare. Gazul sub presiune este folosit ca izolator în aparat de distribuție cu izolație gazoasă (GIS) deoarece are o rezistență dielectrică mult mai mare decât aerul sau azotul uscat. Rezistența dielectrică ridicată este rezultatul electronegativității și densității ridicate ale gazului. Această proprietate face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunii uneltei electrice. Acest lucru face ca GIS să fie mai adecvat pentru anumite scopuri, cum ar fi plasarea în interior, spre deosebire de uneltele electrice izolate cu aer, care necesită cât mai mult spațiu. Echipamentul electric izolat cu gaz este mai rezistent și la efectele poluării și climatului, precum și fiind mai fiabil în ceea ce privește funcționarea pe termen lung datorită mediului de operare controlat. Expunerea la un arc electric străpunge din punct de vedere chimic SF₆, deși majoritatea produselor de descompunere au tendința de a reformata rapid SF₆, printr-un proces denumit "auto-vindecare".^[9] Descărcările de arc electric sau corona pot produce decafluorură disulfurică (S₂F₁₀), un gaz extrem de toxic, cu toxicitate similară cu cea a fosgenului. S₂F₁₀ a fost considerat un agent potențial de război chimic în cel de-al Doilea Război Mondial deoarece nu produce lacrimare sau iritare a pielii, oferind astfel un puțin avertisment de expunere. SF6 este întâlnit și în mod obișnuit ca o înaltă tensiune dielectrică în aprovizionarea de înaltă tensiune a acceleratoarelor de particule, cum ar fi generatoarele Van de Graaff, instalațiile de Pelletron și microscoapele electronice de înaltă tensiune.

Bibliografie

• Christophorou, Loucas G., Isidor Sauers, ed. (1991). Gaseous Dielectrics VI. Plenum Press. ISBN 0-306-43894-1.Mentenanță CS1: Utilizează parametrul editori (link)
• Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry Academic Press: San Diego, 2001. ISBN: 0-12-352651-5.
• Khalifa, Mohammad (1990). High-Voltage Engineering: Theory and Practice. New York: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-8128-7. OCLC 20595838.
• Maller, V. N.; Naidu, M. S. (1981). Advantages in High Voltage Insulation and Arc Interruption in SF₆ and Vacuum. Oxford; New York: Pergamon Press. ISBN 0-08-024726-1. OCLC 7866855.
• SF₆ Reduction Partnership for Electric Power Systems

Referințe

1. „Hexafluorură de sulf”, SULFUR HEXAFLUORIDE (în engleză), PubChem, accesat în 19 noiembrie 2016
2. „Hexafluorură de sulf”, SULFUR HEXAFLUORIDE (în engleză), PubChem, accesat în 4 octombrie 2016
3. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0576.html Lipsește sau este vid: |title= (ajutor)
4. „Sulfur Hexafluoride SF6 Safety Data Sheet SDS P4657” (PDF). Praxair, Inc. 1979.
5. Winter R.W., Pugh J.R. and Cook P.W. (Jan. 9-14, 2011). “SF₅Cl, SF₄ and SF₆: Their Bromine−facilitated Production & a New Preparation Method for SF₅Br”. 20th Winter Fluorine Conference.
6. Duward Shriver; Peter Atkins (2010). Inorganic Chemistry. W. H. Freeman. p. 409. ISBN 1429252553.
7. Raj, Gurdeep (2010). Advanced Inorganic Chemistry: Volume II (ed. 12th). GOEL Publishing House. p. 160. Extract of page 160
8. Constantine T. Dervos; Panayota Vassilou (2012). Sulfur Hexafluoride: Global Environmental Effects and Toxic Byproduct Formation. Taylor and Francis.
9. Jakob, Fredi; Perjanik, Nicholas. „Sulfur Hexafluoride, A Unique Dielectric” (PDF). Analytical ChemTech International, Inc. Arhivat (PDF) din originalul de la 4 martie 2016.

Vezi și

• Tetrafluorură de sulf

Legături externe

• Fluoride and compounds fact sheet— National Pollutant Inventory
• High GWP Gases and Climate Change Agenția de Protecție a Mediului - site-ul EPA
• International Conference on SF₆ and the Environment (related archive)
• CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards