Википедија

Сулфур хексафлуорид

хемиско соединение

Сулфур хексафлуорид ― неорганско соединение со формулата SF6. Тоа е безбоен, без мирис, незапалив и нетоксичен гас. SF6 има октаедрална геометрија, која се состои од шест атоми на флуор прикачени на средиштен атом на сулфур. Тоа е хипервалентна молекула.

Сулфур хексафлуорид
Skeletal formula of sulfur hexafluoride with assorted dimensions
Skeletal formula of sulfur hexafluoride with assorted dimensions
Просторен модел на сулфур хексафлуорид
Просторен модел на сулфур хексафлуорид
Топчесто-стапчест модел на сулфур хексафлуорид
Назив според МСЧПХ
Сулфур хексафлуорид
Систематско име Hexafluoro-λ6-sulfane[1]
Други називи

Елагас

Есафлон
Сулфур(VI) флуорид

Сулфурен флуорид

Назнаки
2551-62-4 Ок
ChEBI CHEBI:30496 Ок
ChemSpider 16425 Ок
EC-број 219-854-2
2752
3Д-модел (Jmol) Слика
KEGG D05962 Н
MeSH Sulfur+hexafluoride
PubChem 17358
RTECS-бр. WS4900000
UNII WS7LR3I1D6 Н
ОН-бр. 1080
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед безбоен гас
Мирис odorless[2]
Густина 6.17 g/L
Точка на топење
Точка на вриење
Критична точка (T, P) 45,51 ± 0,1 °C, 3,749 ± 0,01 MPa[3]
0.003% (25 °C)[2]
Растворливост малку растворлив во вода, многу растворлив во етанол, хексан, бензен
Парен притисок 2.9 MPa (at 21.1 °C)
−0 cm3/mol
Топлинска спроводливост
  • 13.45 mW/(m·K) at 25 °C[4]
  • 11.42 mW/(m·K) at 0 °C
Вискозност 15.23 μPa·s[5]
Структура
Кристална структура Орторомпски, oP28
Oh
Орторомпски шестаголен
Геометрија на молекулата Октахедрален
Диполен момент 0 D
Термохемија
Ст. енталпија на
образување ΔfHo298 		−1209 kJ·mol−1[6]
Стандардна моларна
ентропија So298 		292 J·mol−1·K−1[6]
Специфичен топлински капацитет, C 0.097 kJ/(mol·K) (постојан притисок)
Pharmacology
ATC код V08DA05
Податоци за дозволи
Опасност
GHS-ознаки:[7]
Пиктограми
 GHS04: Гас под притисок
Сигнални зборови
 Внимание
Изјави за опасност
 H280
Изјави за претпазливост
 P403[?]
NFPA 704
NIOSH (здравствени граници во САД):
PEL (дозволива)
 TWA 1000 ppm (6000 mg/m3)[2]
REL (препорачана)
 TWA 1000 ppm (6000 mg/m3)[2]
IDLH (непосредна опасност)
 N.D.[2]
Безбедносен лист External MSDS
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Вообичаено за неполарен гас, SF6 е слабо растворлив во вода, но доста растворлив во неполарни органски растворувачи. Има густина од 6,12 г/Л при услови на морското ниво, значително повисока од густината на воздухот (1,225 г/Л). Воглавно е пренесуван како течен компримиран гас.

SF6 е 23.500 пати помоќен од јаглерод диоксидот како greenhouse gas но постои во релативно мали концентрации во атмосферата. Неговата концентрација во земјината тропосфера достигнала 10.63 делови од трилион во 2021 година, кревајќи на 0.39 делови од трилион/годишно.[8] Зголемувањето во текот на претходните 40 години било поттикнато во голем дел од проширувањето на електроенергетскиот сектор, вклучително и избегани емисии на гасот SF6 содржан во неговите средни и високо волтни трафостаници. Употребата во производството на магнезиум, алуминиум и електроника, исто така, го забрза атмосферскиот раст.[9]

Синтеза и реакции

уреди

Сулфур хексафлуорид на Земјата постои првенствено како вештачки индустриски гас, но исто така е откриено дека се јавува природно.[10]

SF6 може да биде подготвен од елементите преку изложување на S8 кон F2. Исто така, ова бил методот користен од страна на пронаоѓачите Анри Моасан и Пол Лебо во 1901 година. Некои други сулфур флуориди се заедно створени, но овие се извадени со загревањето на смесата за да диспропорционира било кој S2F10 (кој е многу токсичен) и потоа чистејќи го производот со NaOH за да биде уништен останатиот SF4.

Алтернативно, со користење на бром, сулфур хексафлуорид може да се синтетизира од SF4 и CoF3 на пониски температури (на пр. 100 °C), како што следува:[11]

2 CoF3 + SF4 + [Br2] → SF6 + 2 CoF2 + [Br2]

Практично нема реакција хемија за SF6. Главниот придонес за инертноста на SF6 е стеричната пречка на сулфурниот атом, додека неговите потешки соседни атоми од групата 16, како што е SeF<sub id="mwbQ">6</sub> се пореактивни од SF6 како резултат на помала стерична пречка.[12] Не реагира со стопениот натриум под неговата точка на вриење,[13] туку реагира егзотермно со литиумот.

Примени

уреди

Електроенергетската индустрија користела околу 80% од сулфур хексафлуорид произведен во 2000 година, главно како гасовита диелектрична средина.[14] Други главни употреби заклучно со 2015 година вклучувале силиконски елаборат за производство на полупроводници и инертен гас за лиење на магнезиум.[15]

Трагачко соединение

уреди

Сулфур хексафлуорид бил трагачкиот гас што бил користен во првата калибрација на моделот за раширување на воздухот на патиштата; оваа истражувачка програма била спонзорирана од Агенцијата за заштита на животната средина на Соединетите Држави и спроведена во Санивејл, Калифорнија на Автопатот 101.[16] Гасовит SF6 е користен како гас за следење во краткорочни опити за ефикасност на вентилација во згради и затворени простории и за одредување на стапките на инфилтрација. Два главни фактори ја препорачуваат неговата употреба: неговата концентрација може да се мери со задоволителна точност при многу ниски концентрации, а атмосферата на Земјата има занемарлива концентрација на SF6.

Сулфур хексафлуоридот бил искористен како нетоксичен тест гас во опит на метро станицата „Сент Џонс Вуд“ во Лондон, Обединетото Кралство на 25 март 2007 година.[17] Гасот бил испуштен низ станицата и бил следен додека се движел наоколу. Целта на опитот, кој претходно во март бил најавен од државниот секретар за транспорт, Даглас Александар, била да се истражи како отровниот гас може да се прошири низ станиците и зградите на лондонското метро за време на терористички напад.

Сулфур хексафлуоридот, исто така, рутински е користен како гас за следење во лабораториското тестирање за задржување на аспираторот. Гасот е користен во последната фаза од квалификацијата на аспираторот ASHRAE 110. Во внатрешноста на аспираторот се создава столб од гас и се врши низа на тестови додека анализатор на гас е поставен надвор од примероците на аспираторот за SF6 за да ги потврди својствата на задржување на аспираторот.

Успешно се користи како трагач во океанографијата за проучување на дијапиктно мешање и размена на гасови од воздух-море.[18]

Други употреби

уреди
Менување на човечки глас со сулфур хексахлуорид и хелиум.
Тешкиот концентриран гас прави лесните предмети лебдат.
  • Индустријата за магнезиум користи SF6 како инертен „гас за покривање“ за да се спречи оксидација за време на лиење.[19] Некогаш најголемиот корисник, потрошувачката значително била намалена со фаќањето и рециклирањето.[9]
  • Изолираните слоевите прозорци го користеле како исполнувач за да ги подобрат изведбите на топлинска и звучна изолација.[20][21]
  • плазмата од SF6 е користена во индустријата за полупроводници како офорт во постапки како што е длабоко реактивно-јонско гравирање. Мал дел од SF6 се распаѓа во плазмата на сулфур и флуор, при што јоните на флуор вршат хемиска реакција со силициум.[22]
  • На автомобилските гуми наполнети со него им треба подолго време за да се издишат од дифузија низ гума поради поголемата големина на молекулата.[20]
  • Nike исто така го користеле за да добијат патент и да ги исполнат меките делови во сите нивни чевли со брендот „Air“ од 1992 до 2006 година.[23] 277 тони биле искористени за време на врвот на работа во 1997 година.[20]
  • Погонскиот систем со затворен торпедото Марк 50 на Воената морнарица на Соединетите Држави е напојуван со сулфур хексафлуорид во егзотермна реакција со цврст литиум.[24]
  • Со него се под притисок брановодите во микробрановите системи со висока моќност. Гасот електрично го изолира брановодот, спречувајќи внатрешен лак.
  • Електростатичните звучници го користеле поради неговата висока диелектрична јачина и високата молекуларна тежина.[25]
  • Хемиското оружје дисулфур декафлуорид е произведувано со него како суровина.
  • За забавни цели, кога се дише, SF6 предизвикува гласот да стане значително подлабок, поради неговата густина што е многу повисока од воздухот. Овој феномен е поврзан со попознатиот ефект на дишењето хелиум со мала густина, што предизвикува нечиј глас да стане многу повисок. И двата од овие ефекти треба да се обидат само со претпазливост бидејќи овие гасови го поместуваат кислородот што белите дробови се обидуваат да го извлечат од воздухот. Сулфур хексафлуорид е исто така слаб анестетик.[26][27]
  • За научни или „магични“ изведби како што е „невидлива вода“ бидејќи брод од лесна фолија може да се плови во резервоар, како и балон исполнет со воздух.
  • Користен за мерења на репер и калибрација во опитите со асоцијативно и дисоцијативно прицврстување на електрони.[28][29]

Физиолошки ефекти и мерки на претпазливост

уреди
Човековиот глас е здебелен со вдихување на гасот.

Сулфур хексафлуорид е нетоксичен гас, но со поместување на кислородот во белите дробови, тој исто така носи ризик од асфиксија ако се вдишува премногу.[30] Бидејќи е погуст од воздухот, значителна количина на гас, кога ќе се ослободи, ќе се насели во ниските области и ќе претставува значителен ризик од асфиксија ако се влезе во областа. Тоа е особено важно за неговата употреба како изолатор во електрична опрема бидејќи работниците може да бидат во ровови или јами под опремата што содржи SF6.[31] Како и кај сите гасови, густината на SF6 влијае на фреквенциите на резонанца на гласниот тракт, со што драстично се менуваат гласните квалитети на звукот или темброт на оние кои го вдишуваат. Тоа не влијае на вибрациите на гласните набори. Густината на сулфур хексафлуорид е релативно висока на собна температура и притисок поради големата моларна маса на гасот. За разлика од хелиумот, кој има моларна маса од околу 4 g/mol и го крева гласот, SF6 има моларна маса од околу 146 g/mol, а брзината на звукот низ гасот е околу 134 m/s на собна температура, спуштајќи го гласот. За споредба, моларната маса на воздухот, која е околу 80% азот и 20% кислород, е приближно 30 g/mol што доведува до брзина на звукот од 343 m/s.[32]

Сулфур хексафлуорид има анестетичка моќ малку пониска од азот оксид;[33] тој е класифициран како слаб анестетик.[34]

Поврзано

уреди

Наводи

уреди
  1. ↑ „Sulfur Hexafluoride - PubChem Public Chemical Database“. PubChem. National Center for Biotechnology Information. Архивирано од изворникот 3 ноември 2012. Посетено на 23 февруари 2023.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 „Џебен водич за опасните хемиски материи #0576“. Национален институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH). (англиски)
  3. ↑ Horstmann, Sven; Fischer, Kai; Gmehling, Jürgen (2002). „Measurement and calculation of critical points for binary and ternary mixtures“. AIChE Journal. 48 (10): 2350–2356. doi:10.1002/aic.690481024. ISSN 0001-1541.
  4. ↑ Assael, M. J.; Koini, I. A.; Antoniadis, K. D.; Huber, M. L.; Abdulagatov, I. M.; Perkins, R. A. (2012). „Reference Correlation of the Thermal Conductivity of Sulfur Hexafluoride from the Triple Point to 1000 K and up to 150 MPa“. Journal of Physical and Chemical Reference Data. 41 (2): 023104–023104–9. Bibcode:2012JPCRD..41b3104A. doi:10.1063/1.4708620. ISSN 0047-2689. S2CID 18916699.
  5. ↑ Assael, M. J.; Kalyva, A. E.; Monogenidou, S. A.; Huber, M. L.; Perkins, R. A.; Friend, D. G.; May, E. F. (2018). „Reference Values and Reference Correlations for the Thermal Conductivity and Viscosity of Fluids“. Journal of Physical and Chemical Reference Data. 47 (2): 021501. Bibcode:2018JPCRD..47b1501A. doi:10.1063/1.5036625. ISSN 0047-2689. PMC 6463310. PMID 30996494.
  6. ↑ 6,0 6,1 Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. стр. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
  7. ↑ GHS: Запис на Schwefelhexafluorid во Базата на супстанции GESTIS на Институтот за безбедност и здравје при работа, посет. 23 декември 2021 г.
  8. ↑ „Trends in Atmospheric Sulpher Hexaflouride“. US National Oceanic and Atmospheric Administration. Посетено на 23 февруари 2023.
  9. ↑ 9,0 9,1 Simmonds, P. G., Rigby, M., Manning, A. J., Park, S., Stanley, K. M., McCulloch, A., Henne, S., Graziosi, F., Maione, M., and 19 others (2020) "The increasing atmospheric burden of the greenhouse gas sulfur hexafluoride (SF6)".
  10. ↑ Busenberg, E. and Plummer, N. (2000). „Dating young groundwater with sulfur hexafluoride: Natural and anthropogenic sources of sulfur hexafluoride“. Water Resources Research. American Geophysical Union. 36 (10): 3011–3030. Bibcode:2000WRR....36.3011B. doi:10.1029/2000WR900151.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
  11. ↑ Winter, R. W.; Pugh, J. R.; Cook, P. W. (9–14 јануари 2011). SF5Cl, SF4 and SF6: Their Bromine−facilitated Production & a New Preparation Method for SF5Br. 20th Winter Fluorine Conference.
  12. ↑ Duward Shriver; Peter Atkins (2010). Inorganic Chemistry. W. H. Freeman. стр. 409. ISBN 978-1429252553.
  13. ↑ Raj, Gurdeep (2010). Advanced Inorganic Chemistry: Volume II (12. изд.). GOEL Publishing House. стр. 160.
  14. ↑ Constantine T. Dervos; Panayota Vassilou (2000). „Sulfur Hexafluoride: Global Environmental Effects and Toxic Byproduct Formation“. Journal of the Air & Waste Management Association. Taylor and Francis. 50 (1): 137–141. doi:10.1080/10473289.2000.10463996. PMID 10680375.
  15. ↑ Deborah Ottinger; Mollie Averyt; Deborah Harris (2015). „US consumption and supplies of sulphur hexafluoride reported under the greenhouse gas reporting program“. Journal of Integrative Environmental Sciences. Taylor and Francis. 12 (sup1): 5–16. doi:10.1080/1943815X.2015.1092452.
  16. ↑ C Michael Hogan (10 септември 2011). „Air pollution line source“. Encyclopedia of Earth. Архивирано од изворникот на 29 мај 2013. Посетено на 23 февруари 2023.
  17. ↑ „'Poison gas' test on Underground“. BBC News. 25 март 2007. Архивирано од изворникот на 15 февруари 2008. Посетено на 23 февруари 2023.
  18. ↑ Fine, Rana A. (15 декември 2010). „Observations of CFCs and SF6 as Ocean Tracers“. Annual Review of Marine Science. 3 (1): 173–195. doi:10.1146/annurev.marine.010908.163933. ISSN 1941-1405. PMID 21329203.
  19. ↑ Scott C. Bartos (февруари 2002). „Update on EPA's manesium industry partnership for climate protection“ (PDF). US Environmental Protection Agency. Архивирано од изворникот (PDF) на 10 октомври 2012. Посетено на 23 февруари 2023.
  20. ↑ 20,0 20,1 20,2 J. Harnisch and W. Schwarz (4 февруари 2003). „Final report on the costs and the impact on emissions of potential regulatory framework for reducing emissions of hydrofluorocarbons, perfluorocarbons and sulphur hexafluoride“ (PDF). Ecofys GmbH.
  21. ↑ Hopkins, Carl (2007). Sound insulation - Google Books. стр. 504–506. ISBN 9780750665261.
  22. ↑ Y. Tzeng; T.H. Lin (September 1987). „Dry Etching of Silicon Materials in SF6 Based Plasmas“ (PDF). Journal of the Electrochemical Society. Архивирано од изворникот (PDF) на 6 April 2012. Посетено на 22 February 2013.
  23. ↑ Stanley Holmes (24 септември 2006). „Nike Goes For The Green“. Bloomberg Business Week Magazine. Архивирано од изворникот на 3 јуни 2013. Посетено на 23 февруари 2023.
  24. ↑ Hughes, T.G.; Smith, R.B.; Kiely, D.H. (1983). „Stored Chemical Energy Propulsion System for Underwater Applications“. Journal of Energy. 7 (2): 128–133. Bibcode:1983JEner...7..128H. doi:10.2514/3.62644.
  25. ↑ Dick Olsher (26 октомври 2009). „Advances in loudspeaker technology - A 50 year prospective“. The Absolute Sound. Архивирано од изворникот на 14 декември 2013. Посетено на 23 февруари 2023.
  26. ↑ Edmond I Eger MD; и др. (10 септември 1968). „Anesthetic Potencies of Sulfur Hexafluoride, Carbon Tetrafluoride, Chloroform and Ethrane in Dogs: Correlation with the Hydrate and Lipid Theories of Anesthetic Action“. Anesthesiology: The Journal of the American Society of Anesthesiologists. Anesthesiology - The Journal of the American Society of Anesthesiologists, Inc. 30 (2): 127–134.
  27. ↑ Sound Like Darth Vader with Sulfur Hexafluoride. Imagination Station. 27 јануари 2015. https://www.youtube.com/watch?v=A7XdOyZIkko. 
  28. ↑ Braun, M; Marienfeld, S; Ruf, M-W; Hotop, H (26 мај 2009). „High-resolution electron attachment to the molecules CCl4and SF6over extended energy ranges with the (EX)LPA method“. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics (англиски). 42 (12): 125202. Bibcode:2009JPhB...42l5202B. doi:10.1088/0953-4075/42/12/125202. ISSN 0953-4075.
  29. ↑ Fenzlaff, Marita; Gerhard, Rolf; Illenberger, Eugen (1 јануари 1988). „Associative and dissociative electron attachment by SF6 and SF5Cl“. The Journal of Chemical Physics. 88 (1): 149–155. Bibcode:1988JChPh..88..149F. doi:10.1063/1.454646. ISSN 0021-9606.
  30. ↑ „Sulfur Hexafluoride“. Hazardous Substances Data Bank. U.S. National Library of Medicine. Архивирано од изворникот на 9 мај 2018. Посетено на 23 февруари 2023.
  31. ↑ „Guide to the safe use of SF6 in gas“. UNIPEDE/EURELECTRIC. Архивирано од изворникот на 2013-10-04. Посетено на 23 февруари 2023.
  32. ↑ „Physics in Speech“. University of New South Wales. Архивирано од изворникот на 21 February 2013. Посетено на 22 February 2013.
  33. ↑ Adriani, John (1962). The Chemistry and Physics of Anesthesia (2. изд.). Illinois: Thomas Books. стр. 319. ISBN 9780398000110.
  34. ↑ Weaver, Raymond H.; Virtue, Robert W. (1 ноември 1952). „The mild anesthetic properties of sulfur hexafluoride“. Anesthesiology (англиски). 13 (6): 605–607. doi:10.1097/00000542-195211000-00006. PMID 12986223.

Дополнителна книжевност

уреди

Надворешни врски

уреди
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Сулфур_хексафлуорид&oldid=5223075“