Фторид серы(VI): различия между версиями

Фторид серы(VI)
Фторид серы(VI)
Общие
Систематическое; наименование	Фторид серы(VI)
Традиционные названия	гексафторид серы, шестифтористая сера, элегаз
Хим. формула	SF6
Рац. формула	SF6
Физические свойства
Состояние	газ
Молярная масса	146,06 г/моль
Плотность	Газ: 6,164 г/л; Жидкость: 1,33 г/см³
Энергия ионизации	19,3 ± 0,1 эВ и 15,33 эВ
Термические свойства
	Температура
• плавления	−50,8 °C
• сублимации	−83 ± 1 ℉ и −63,8 °C
• кипения	сублимация; при −63,9 °C
Мол. теплоёмк.	97,15 Дж/(моль·К)
Теплопроводность	0,012058 Вт/(м·K)
	Энтальпия
• образования	−1219 кДж/моль
Давление пара	21,5 ± 0,1 атм
Структура
Координационная геометрия	октаэдрическая
Кристаллическая структура	орторомбическая
Дипольный момент	0 Д
Классификация
Рег. номер CAS	2551-62-4
PubChem	17358
Рег. номер EINECS	219-854-2
SMILES	FS(F)(F)(F)(F)F
InChI	InChI=1S/F6S/c1-7(2,3,4,5)6 SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N
RTECS	WS4900000
ChEBI	30496
Номер ООН	1080
ChemSpider	16425
Безопасность
Токсичность	малотоксичен или нетоксичен
Пиктограммы СГС
NFPA 704	0 1 0
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на Викискладе

Интерактивная навигация по истории

(Показать все непатрулированные изменения)

[непроверенная версия]

← Предыдущая правка

Содержимое удалено Содержимое добавлено

ВизуальныйВики-текст

Линейный

Текущая версия от 23:38, 14 декабря 2024

Гексафтори́д се́ры (также элега́з или шестифто́ристая се́ра, SF₆) — неорганическое вещество, при стандартных условиях представляет собой тяжёлый газ (в 5 раз тяжелее воздуха). Применяется в электротехнике.

Методы получения

Возможно получать гексафторид серы из простых веществ:

{\mathsf {S+3F_{2}\rightarrow SF_{6}}}

Также гексафторид серы образуется при разложении сложных фторидов серы:

{\mathsf {S_{2}F_{10}\rightarrow SF_{6}+SF_{4}}}

Соединение было впервые получено и описано в 1900 году Анри Муассаном в ходе работ по изучению химии фтора.

Физико-химические свойства

Практически бесцветный газ, без запаха и вкуса.

Обладает высоким пробивным напряжением (89 кВ/см — примерно в 3 раза выше, чем у воздуха при нормальном давлении).

Охлаждение газа при атмосферном давлении приводит к конденсации в бесцветное твёрдое вещество при −63,8 °C. Твёрдый гексафторид серы может быть расплавлен под давлением при −50,8 °C. Параметры тройной точки: t = −50,8 °C, P = 2,3 атм^[3].

В твёрдой фазе при T = 94,30 К — происходит эндотермическое фазовое превращение^[3].

Плохо растворим в воде (1 объём ${\ce {SF_6}}$ в 200 объёмах воды), этаноле и диэтиловом эфире^[4], хорошо растворим в нитрометане.

Плотность элегаза при температуре 20 °C и давлении 753,5 мм рт. ст. составляет 6,093 кг/м³^[3].

Твёрдый гексафторид серы имеет плотность 2,683 г/см³ при −195 °C, 2,51 г/см³ при −50 °C^[3].

Относительная диэлектрическая проницаемость — 1,0021. Полное число степеней свободы молекулы элегаза равно 21, из них три степени свободы — в поступательном движении, три — во вращательном, а остальные — в колебательном. Диаметр молекулы равен 5,33 Å.

Поверхностное натяжение жидкого гексафторида серы составляет 11,63 мН/м (−50 °C), 8,02 мН/м (−20 °C)^[3].

Вязкость газообразного элегаза несколько ниже вязкости воздуха: 15,37 мкПа·с (+22,5 °C), 18,71 мкПа·с (+100 °C)^[3].

Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К): 1,32 (ж., +20 °C), 1,36 (ж., +30 °C), 1,43 (ж., +50 °C)^[3], 0,0138 (г., +27,5 °C, 1 атм.)^[5].

В составе молекулы 21,95 % серы и 78,05 % фтора по массе.

Термодинамические величины

Свойство	Значение при н. у. (газ)
Энтальпия образования	−1219 кДж/моль
Энтропия образования	291,6 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость	97,15 Дж/(моль·К)^[6]
Теплопроводность	12,058 мВт/(м·К)^[6]
Критическая температура	318,697...318,712 К (45,547...45,562 °С)^[3]
Критическое давление	3,71 МПа (по разным данным, от 37,113 до 38,27 атм^[3])
Критический объём	198,0 см³/моль^[3]
Критическая плотность	0,73...0,7517 г/см³^[3]
Теплота плавления	1,1...1,39 ккал/моль^[3]
Теплота сублимации (при −63,8 °C)	5,64...5,57 ккал/моль^[3]

Химические свойства

Гексафторид серы — достаточно инертное соединение, наименее активное химически среди всех фторидов серы, не реагирует с чистой водой из-за кинетических факторов. Не реагирует также с растворами HCl, NaOH и NH₃, однако при действии восстановителей могут протекать некоторые реакции. Не взаимодействует с галогенами, фосфором, мышьяком, углеродом, кремнием, бором, медью и серебром при температуре красного каления. Не подвергается воздействию нагретых CuO, PbCrO₄ и расплавленного KOH^[3], но при температуре выше +300°C реагирует с водой под избыточным давлением. Реакцию следует проводить при температуре не выше +370°C:

${\mathsf {SF_{6}+4H_{2}O\xrightarrow {>+300^{o}C,p} \ H_{2}SO_{4}+6HF\uparrow }}$

Взаимодействие с металлическим натрием проходит только при нагревании последнего до температуры кипения, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в аммиаке: : ${\mathsf {SF_{6}+8Na\rightarrow Na_{2}S+6NaF}}$

Гексафторид серы реагирует с литием с выделением большого количества тепла:

{\mathsf {SF_{6}+6Li\rightarrow S+6LiF}}

При этом продукты реакции — элементарная сера и фторид лития — имеют меньший объём, чем исходные вещества, что нашло применение в некоторых экзотических тепловых двигателях (см. ниже).

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

{\mathsf {2SF_{6}+6H_{2}S\rightarrow S_{8}+12HF}}

{\mathsf {SF_{6}+8HI\rightarrow 6HF+H_{2}S+4I_{2}}}

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

{\mathsf {SF_{6}+PF_{3}\rightarrow PF_{5}+SF_{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^[7];
для улучшения звукоизоляции в стеклопакетах;
в полупроводниковой промышленности для плазмохимического травления кремния;
как окислитель в некоторых экзотических тепловых двигателях — например, в паротурбинной установке американской малогабаритной 324-мм противолодочной торпеды Mark 50, где он используется для окисления металлического лития.

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)^[8]. Потребность в элегазе появилась в стране в начале 1980-х годов и была связана с разработкой и освоением электрооборудования для передач постоянного тока сверхвысокого напряжения. Его промышленное производство в РФ было освоено в 1998 году на Кирово-Чепецком химическом комбинате^[9].

Электрическая прочность при атмосферном давлении и зазоре 1 см составляет 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^[10].

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 небольшую 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 довольно высока, однако он нашёл достаточно широкое применение в технике, особенно в высоковольтной электротехнике. Он прежде всего используется как диэлектрик, то есть в качестве основной изоляции для комплектных распределительных устройств, высоковольтных измерительных трансформаторов тока и напряжения и др^[11]. Также элегаз используется как среда дугогашения в высоковольтных выключателях^[12].

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^{[источник не указан 4144 дня]}.

Регламентирующие стандарты

IEC

IEC 60376:2005 — Технические условия на элегаз (SF6) технического сорта для электрического оборудования.
IEC 60480:2004 — Руководство по проверке и обработке серы шестифтористой (SF6), взятой из электротехнического оборудования, и технические условия на её повторное использование.

EN^[англ.]

EN 60376:2005 — Технические условия на элегаз (SF6) технического сорта для электрического оборудования.
EN 60480:2004 — Руководство по проверке и обработке элегаза (SF6), взятого из электротехнического оборудования, и технические условия на его повторное использование.

Вредное воздействие

По степени воздействия на организм человека относится к малоопасным химическим веществам (класс опасности IV согласно ГОСТ 12.1.007-76).

Имеется возможность отравления продуктами распада элегаза (низшими фторидами), образующимися, например, при работе дугогасительных камер в высоковольтных выключателях.

Потенциал разрушения озонового слоя ODP = 0.

Сильнейший известный парниковый газ, потенциал глобального потепления GWP = 24 900. Из-за небольших объёмов изготовления вклад в глобальное потепление не превышает 0,2 %. Регламентируется Киотским протоколом.

Дополнительная информация

Если наполнить гексафторидом серы открытый сверху сосуд (так как газ тяжелее воздуха, то он не будет «выливаться» из сосуда) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную, например, из фольги, то лодочка будет держаться на поверхности и не «утонет». Этот опыт был показан в передаче «Разрушители легенд» как фокус с «прозрачной водой»^[14].

Также высокая плотность газа приводит к комичному эффекту при его вдыхании — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу Дарта Вейдера. Опыт также демонстрировался в «Разрушителях легенд»^[15]. Аналогичный эффект создаёт и ксенон. А гелий, который в 6 раз легче воздуха, при вдыхании, наоборот, создаёт тонкий и писклявый голос.

Примечания

↑ ¹ ² ³ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0576.html
↑ ¹ ² David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ Опаловский А. А., Лобков Е. У. Гексафторид серы (рус.) // Успехи химии. — 1975. — Т. 44, вып. 2. — С. 193—213. — doi:10.1070/RC1975v044n02ABEH002249. Архивировано 1 апреля 2022 года.
↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4038.html Свойства гексафторида серы на сайте «Химик.ру»]
↑ Kestin J., Imaishi N. Thermal conductivity of sulfur hexafluoride (англ.) // International Journal of Thermophysics. — 1985. — Vol. 6, no. 2. — P. 107—118. — ISSN 0195-928X. — doi:10.1007/BF00500026. [исправить]
↑ ¹ ² Sulfur hexafluoride (неопр.). Air Liquide Gas Encyclopedia. Дата обращения: 22 февраля 2013. Архивировано 31 марта 2012 года.
↑ Применение шестифтористой серы (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2007. Архивировано 17 декабря 2007 года.
↑ Гохберг Б. М. Ленинградский физико-технический институт Академии наук СССР (рус.) // Успехи физических наук. — 1940. — Т. XXIV, вып. 1. — С. 11-20. Архивировано 4 марта 2016 года. См. стр. 16-17, раздел «Электрическая прочность газов»
↑ Уткин В. В. Завод у двуречья. Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б. П. Константинова: строительство, развитие, люди. — Киров: ОАО «Дом печати — Вятка», 2007. — Т. 4 (1973—1992), часть 1. — С. 66—67. — 144 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-85271-293-6.
↑ Коробейников С.М., д.ф.м.н., профессор. Диэлектрические материалы. 4.1.2. Электроотрицательные газы, применение газообразных диэлектриков. (рус.) Дата обращения: 2 июня 2011. Архивировано 6 октября 2014 года.
↑ ЗВА :: Измерительные трансформаторы с газовой изоляцией (неопр.). Дата обращения: 16 декабря 2009. Архивировано из оригинала 27 мая 2011 года.
↑ Применение SF₆ в высоковольтной электронике. (неопр.) Дата обращения: 9 июля 2009. Архивировано 15 июля 2009 года.
↑ Элегаз. Свойства (неопр.). Дата обращения: 17 июля 2012. Архивировано 6 января 2012 года.
↑ Фрагмент передачи «Разрушители мифов» (неопр.). Дата обращения: 20 декабря 2022. Архивировано 20 декабря 2022 года.
↑ Фрагмент передачи «Разрушители мифов» (неопр.). Дата обращения: 20 декабря 2022. Архивировано 6 июня 2017 года.

Литература

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

См. также

Тетрафторид серы — SF₄
Декафторид дисеры — S₂F₁₀

[_54d30ddcac91a5a3-1] ¹ ² ³ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0576.html

[_baaf115870f6371b-2] ¹ ² David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5

[opa75-3] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ Опаловский А. А., Лобков Е. У. Гексафторид серы (рус.) // Успехи химии. — 1975. — Т. 44, вып. 2. — С. 193—213. — doi:10.1070/RC1975v044n02ABEH002249. Архивировано 1 апреля 2022 года.

[4] [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4038.html Свойства гексафторида серы на сайте «Химик.ру»]

[5] Kestin J., Imaishi N. Thermal conductivity of sulfur hexafluoride (англ.) // International Journal of Thermophysics. — 1985. — Vol. 6, no. 2. — P. 107—118. — ISSN 0195-928X. — doi:10.1007/BF00500026. [исправить]

[Air_Liquide-6] ¹ ² Sulfur hexafluoride (неопр.). Air Liquide Gas Encyclopedia. Дата обращения: 22 февраля 2013. Архивировано 31 марта 2012 года.

[elegas-7] Применение шестифтористой серы (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2007. Архивировано 17 декабря 2007 года.

[8] Гохберг Б. М. Ленинградский физико-технический институт Академии наук СССР (рус.) // Успехи физических наук. — 1940. — Т. XXIV, вып. 1. — С. 11-20. Архивировано 4 марта 2016 года. См. стр. 16-17, раздел «Электрическая прочность газов»

[9] Уткин В. В. Завод у двуречья. Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б. П. Константинова: строительство, развитие, люди. — Киров: ОАО «Дом печати — Вятка», 2007. — Т. 4 (1973—1992), часть 1. — С. 66—67. — 144 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-85271-293-6.

[10] Коробейников С.М., д.ф.м.н., профессор. Диэлектрические материалы. 4.1.2. Электроотрицательные газы, применение газообразных диэлектриков. (рус.) Дата обращения: 2 июня 2011. Архивировано 6 октября 2014 года.

[11] ЗВА :: Измерительные трансформаторы с газовой изоляцией (неопр.). Дата обращения: 16 декабря 2009. Архивировано из оригинала 27 мая 2011 года.

[12] Применение SF₆ в высоковольтной электронике. (неопр.) Дата обращения: 9 июля 2009. Архивировано 15 июля 2009 года.

[13] Элегаз. Свойства (неопр.). Дата обращения: 17 июля 2012. Архивировано 6 января 2012 года.

[ship-14] Фрагмент передачи «Разрушители мифов» (неопр.). Дата обращения: 20 декабря 2022. Архивировано 20 декабря 2022 года.

[voice-15] Фрагмент передачи «Разрушители мифов» (неопр.). Дата обращения: 20 декабря 2022. Архивировано 6 июня 2017 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

@@ Строка 66: / Строка 66: @@
  | СГС                       = {{СГС|Восклицательный знак|Баллон}}
 }}
-'''Гексафторид серы''' (также '''элегаз''' или '''шестифтористая сера''', '''SF<sub>6</sub>''') — неорганическое вещество, при [[Стандартные условия|стандартных условиях]] представляет собой тяжёлый [[газ]] (в {{num|5|раз}} тяжелее [[воздух]]а). Соединение было впервые получено и описано в 1900 году [[Муассан, Анри|Анри Муассаном]] в ходе работ по изучению химии [[фтор]]а.
+'''Гексафтори́д се́ры''' (также '''элега́з''' или '''шестифто́ристая се́ра''', '''SF<sub>6</sub>''') — неорганическое вещество, при [[Стандартные условия|стандартных условиях]] представляет собой тяжёлый [[газ]] (в {{num|5|раз}} тяжелее [[воздух]]а). Применяется в электротехнике.
 == Методы получения ==
@@ Строка 74: / Строка 74: @@
 Также гексафторид серы образуется при разложении сложных фторидов серы:
 : <math>\mathsf{S_2F_{10} \rightarrow SF_6 + SF_4}</math>
+Соединение было впервые получено и описано в 1900 году [[Муассан, Анри|Анри Муассаном]] в ходе работ по изучению химии [[фтор]]а.
 == Физико-химические свойства ==
-Практически бесцветный газ, без запаха и вкуса. Обладает высоким [[Электрический пробой|пробивным]] напряжением ({{num|89|кВ/см}} — примерно в {{num|3|раза}} выше, чем у [[воздух]]а при нормальном давлении).
+Практически бесцветный газ, без запаха и вкуса.
+Обладает высоким [[Электрический пробой|пробивным]] напряжением ({{num|89|кВ/см}} — примерно в {{num|3|раза}} выше, чем у [[воздух]]а при нормальном давлении).
+Охлаждение газа при атмосферном давлении приводит к конденсации в бесцветное твёрдое вещество при −63,8 °C. Твёрдый гексафторид серы может быть расплавлен под давлением при −{{nobr|50,8 °C}}. Параметры [[Тройная точка|тройной точки]]: {{nobr|{{math|''t''}} {{=}} −50,8 °C}}, {{nobr|{{math|''P''}} {{=}} 2,3 атм}}<ref name=opa75/>.
+В твёрдой фазе при {{nobr|{{math|''T''}} {{=}} 94,30 К}} — происходит эндотермическое фазовое превращение<ref name=opa75/>.
+Плохо растворим в [[Вода|воде]] ({{num|1|объём}} <chem>SF_6</chem>в {{num|200|объёмах}} воды), [[этанол]]е и [[Диэтиловый эфир|диэтиловом эфире]]<ref>[www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4038.html Свойства гексафторида серы на сайте «Химик.ру»]</ref>, хорошо растворим в [[нитрометан]]е.
+Плотность элегаза при температуре {{num|20|°C}} и давлении {{num|753.5|мм рт. ст.}} составляет {{num|6.093|кг/м³}}<ref name=opa75/>.
+Твёрдый гексафторид серы имеет плотность 2,683 г/см<sup>3</sup> при −195 °C, 2,51 г/см<sup>3</sup> при −50 °C<ref name=opa75/>.
+Относительная диэлектрическая проницаемость — 1,0021. Полное число степеней свободы молекулы элегаза равно{{nbsp}}21, из них три степени свободы — в поступательном движении, три — во вращательном, а остальные — в колебательном. Диаметр молекулы равен {{num|5.33|Å}}.
+[[Поверхностное натяжение]] жидкого гексафторида серы составляет 11,63 мН/м (−50 °C), 8,02 мН/м (−20 °C)<ref name=opa75/>.
+[[Вязкость]] газообразного элегаза несколько ниже вязкости воздуха: 15,37 мкПа·с (+22,5 °C), 18,71 мкПа·с (+100 °C)<ref name=opa75/>.
+[[Коэффициент теплопроводности]], Вт/(м·К):  1,32 (ж., +20 °C), 1,36 (ж., +30 °C), 1,43 (ж., +50 °C)<ref name=opa75/>, 0,0138 (г., +27,5 °C, 1 атм.)<ref>{{cite doi|10.1007/BF00500026}}</ref>.
-Плохо растворим в [[Вода|воде]] ({{num|1|объём}} SF<sub>6</sub> в {{num|200|объёмах}} воды), [[этанол]]е и [[Диэтиловый эфир|диэтиловом эфире]]<ref>[www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4038.html Свойства гексафторида серы на сайте «Химик.ру»]</ref>, хорошо растворим в [[нитрометан]]е.
+В составе молекулы 21,95 % [[Сера|серы]] и 78,05 % [[фтор]]а по массе.
-Плотность элегаза при температуре {{num|273|K}} и давлении {{num|0.1|МПа}} составляет {{num|6.56|кг/м³}}. Относительная диэлектрическая проницаемость — 1,0021. Полное число степеней свободы молекулы элегаза равно{{nbsp}}21, из них три степени свободы — в поступательном движении, три — во вращательном, а остальные — в колебательном. Диаметр молекулы равен {{num|5.33|Å}}.
 === Термодинамические величины ===
@@ Строка 90: / Строка 110: @@
 | [[Энтропия образования]] || 291,6 Дж/(моль·К)
 |-
-| [[Теплоёмкость]] || 97,15 Дж/(моль·К)<ref name="Air Liquide">{{cite web |url=http://encyclopedia.airliquide.com/Encyclopedia.asp?GasID=34 |title=Sulfur hexafluoride |publisher=Air Liquide Gas Encyclopedia |accessdate=22 February 2013 }}</ref>
+| [[Теплоёмкость]] || 97,15 Дж/(моль·К)<ref name="Air Liquide">{{cite web |url=http://encyclopedia.airliquide.com/Encyclopedia.asp?GasID=34 |title=Sulfur hexafluoride |publisher=Air Liquide Gas Encyclopedia |accessdate=2013-02-22 |archive-date=2012-03-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120331215233/http://encyclopedia.airliquide.com/Encyclopedia.asp?GasID=34 |deadlink=no }}</ref>
 |-
 | [[Теплопроводность]] || 12,058 мВт/(м·К)<ref name="Air Liquide" />
 |-
-| [[Критическая точка (термодинамика)|Критическая температура]] || 318,7 К
+| [[Критическая точка (термодинамика)|Критическая температура]] || 318,697...318,712 К (45,547...45,562 °С)<ref name=opa75/>
 |-
-| [[Критическое давление]] || 3,71 МПа
+| [[Критическое давление]] || 3,71 МПа (по разным данным, от 37,113 до 38,27 атм<ref name=opa75/>)
+|-
+| [[Критический объём]] || 198,0 см<sup>3</sup>/моль<ref name=opa75/>
+|-
+| [[Критическая плотность]] || 0,73...0,7517 г/см<sup>3</sup><ref name=opa75/>
+|-
+| [[Теплота плавления]] ||  1,1...1,39 ккал/моль<ref name=opa75/>
+|-
+| [[Теплота сублимации]] (при −63,8 °C) || 5,64...5,57 ккал/моль<ref name=opa75/>
 |}
 == Химические свойства ==
-Гексафторид серы — достаточно инертное соединение, не реагирует с водой, вероятно, из-за кинетических факторов. Не реагирует также с растворами [[Соляная кислота|HCl]] и [[Гидроксид натрия|NaOH]]<ref>[http://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 Успехи химии, 1975, Том 44, Номер 2, Страницы 193—213.]</ref>, однако при действии [[Окислительно-восстановительные реакции|восстановителей]] могут протекать некоторые реакции.
+Гексафторид серы — достаточно инертное соединение, наименее активное химически среди всех фторидов серы, не реагирует с чистой водой из-за кинетических факторов. Не реагирует также с растворами [[Соляная кислота|HCl]], [[Гидроксид натрия|NaOH]] и [[Аммиак|NH<sub>3</sub>]], однако при действии [[Окислительно-восстановительные реакции|восстановителей]] могут протекать некоторые реакции. Не взаимодействует с [[Галогены|галогенами]], [[фосфор]]ом, [[мышьяк]]ом, [[углерод]]ом, [[Кремний|кремнием]], [[бор (элемент)|бором]], [[медь]]ю и [[серебро]]м при температуре красного каления. Не подвергается воздействию нагретых [[Оксид меди(II)|CuO]], [[Хромат свинца(II)|PbCrO<sub>4</sub>]] и расплавленного [[Гидроксид калия|KOH]]<ref name=opa75>{{статья|автор=Опаловский А. А., Лобков Е. У.|заглавие=Гексафторид серы|издание=Успехи химии|год=1975|том=44|выпуск=2|страницы=193—213|ссылка=http://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|doi=10.1070/RC1975v044n02ABEH002249|arxiv=|язык=ru|archivedate=2022-04-01|archiveurl=https://web.archive.org/web/20220401054002/https://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}}</ref>, но при температуре выше +300°C реагирует с водой под избыточным давлением. Реакцию следует проводить при температуре не выше +370°C:
+<math>\mathsf{SF_6 + 4H_2O \xrightarrow{> +300^oC, p}\ H_2SO_4 + 6HF\uparrow} </math>
-В составе молекулы газа 21,95 % [[Сера|серы]] и 78,05 % [[фтор]]а по массе.
-Взаимодействие с металлическим [[Натрий|натрием]] проходит только при нагревании, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в [[аммиак]]е:
+Взаимодействие с металлическим [[Натрий|натрием]] проходит только при нагревании последнего до температуры кипения, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в [[аммиак]]е: : <math>\mathsf{SF_6 + 8Na \rightarrow Na_2S + 6NaF}</math>
-: <math>\mathsf{SF_6 + 8Na \rightarrow Na_2S + 6NaF}</math>
 Гексафторид серы реагирует с [[Литий|литием]] [[Экзотермическая реакция|с выделением большого количества тепла]]:
@@ Строка 111: / Строка 138: @@
 При этом продукты реакции — элементарная [[сера]] и [[фторид лития]] — имеют меньший объём, чем исходные вещества, что нашло применение в некоторых экзотических [[Тепловой двигатель|тепловых двигателях]] (см. [[#Mark 50|ниже]]).
-С [[водород]]ом и [[кислород]]ом гексафторид не реагирует. Однако, при сильном нагревании (до 400 °C) SF<sub>6</sub> взаимодействует с [[сероводород]]ом, а при 30 °C — с [[иодоводород]]ом:
+С [[водород]]ом и [[кислород]]ом гексафторид не реагирует. Однако при сильном нагревании (до 400 °C) SF<sub>6</sub> взаимодействует с [[сероводород]]ом, а при 30 °C — с [[иодоводород]]ом:
 : <math>\mathsf{2SF_6 + 6H_2S \rightarrow S_8 + 12HF}</math>
 : <math>\mathsf{SF_6 + 8HI \rightarrow 6HF + H_2S + 4I_2}</math>
@@ Строка 122: / Строка 149: @@
 * как технологическая среда в электронной и металлургической промышленности;
 * в системах газового [[пожаротушение|пожаротушения]] в качестве пожаротушащего вещества;
-* как [[Холодильный агент|хладагент]] благодаря высокой [[Теплоёмкость|теплоёмкости]], низкой [[Теплопроводность|теплопроводности]] и низкой [[Вязкость|вязкости]]<ref name=elegas>[http://chemindustry.ru/rus/chemicals/Sulfur_Hexafluoride.php Применение шестифтористой серы]</ref>;
+* как [[Холодильный агент|хладагент]] благодаря высокой [[Теплоёмкость|теплоёмкости]], низкой [[Теплопроводность|теплопроводности]] и низкой [[Вязкость|вязкости]]<ref name=elegas>{{Cite web |url=http://chemindustry.ru/rus/chemicals/Sulfur_Hexafluoride.php |title=Применение шестифтористой серы |access-date=2007-04-20 |archive-date=2007-12-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20071217005838/http://chemindustry.ru/rus/chemicals/Sulfur_Hexafluoride.php |deadlink=no }}</ref>;
 * для улучшения звукоизоляции в стеклопакетах;
 * в полупроводниковой промышленности для плазмохимического травления кремния;
 * как окислитель в некоторых экзотических [[Тепловой двигатель|тепловых двигателях]] — например, в {{якорь2|Mark 50|текст=[[Паровая турбина|паротурбинной установке]] американской малогабаритной 324-мм противолодочной [[торпеда|торпеды]] [[Mark 50 (торпеда)|Mark{{nbsp}}50]], где он используется для окисления металлического [[Литий|лития]]}}.
-При вдыхании наблюдается эффект пониженной тональности голоса, противоположный действию [[гелий|гелия]]<ref name=voice>[https://www.youtube.com/watch?v=52UAEQfMTtU Фрагмент передачи «Разрушители мифов»]</ref>.
 === Применение в электротехнике ===
-Название «элегаз» шестифтористая сера получила от сокращения «электрический газ». Уникальные свойства элегаза были открыты в [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]], его применение также началось в Советском Союзе. В 30-х годах известный учёный [[Гохберг, Борис Михайлович|Б. М. Гохберг]] в [[Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН|ЛФТИ]] исследовал электрические свойства ряда газов и обратил внимание на некоторые свойства шестифтористой серы SF<sub>6</sub> (элегаза)<ref>{{Статья |автор=[[Гохберг, Борис Михайлович|Гохберг Б. М.]] |заглавие=Ленинградский физико-технический институт Академии наук СССР |ссылка=http://ufn.ru/ufn40/ufn40_5/Russian/r405b.pdf |язык=ru |издание=Успехи физических наук |год=1940 |выпуск=1 |том=XXIV |страницы=11-20 }} См. стр. 16-17, раздел «Электрическая прочность газов»</ref>. Потребность в элегазе появилась в стране в начале 1980-х годов и была связана с разработкой и освоением электрооборудования для передач постоянного тока сверхвысокого напряжения. Его промышленное производство в РФ было освоено в 1998 году на [[Кирово-Чепецкий химический комбинат#Освоение элегаза|Кирово-Чепецком химическом комбинате]]<ref>{{книга |автор = Уткин В. В. |заглавие = Завод у двуречья. Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б. П. Константинова: строительство, развитие, люди |том = 4 (1973—1992), часть 1 |место = Киров |издательство = ОАО «Дом печати — Вятка» |год = 2007 |страницы = 66—67 |страниц = 144 |isbn = 978-5-85271-293-6| тираж = 1000 |ref=Уткин, т. 4/1}}</ref>.
+Название «элегаз» шестифтористая сера получила от сокращения «электрический газ». Уникальные свойства элегаза были открыты в [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]], его применение также началось в Советском Союзе. В 30-х годах известный учёный [[Гохберг, Борис Михайлович|Б. М. Гохберг]] в [[Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН|ЛФТИ]] исследовал электрические свойства ряда газов и обратил внимание на некоторые свойства шестифтористой серы SF<sub>6</sub> (элегаза)<ref>{{Статья |автор=[[Гохберг, Борис Михайлович|Гохберг Б. М.]] |заглавие=Ленинградский физико-технический институт Академии наук СССР |ссылка=http://ufn.ru/ufn40/ufn40_5/Russian/r405b.pdf |язык=ru |издание=Успехи физических наук |год=1940 |выпуск=1 |том=XXIV |страницы=11-20 |archivedate=2016-03-04 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160304070634/http://ufn.ru/ufn40/ufn40_5/Russian/r405b.pdf }} См. стр. 16-17, раздел «Электрическая прочность газов»</ref>. Потребность в элегазе появилась в стране в начале 1980-х годов и была связана с разработкой и освоением электрооборудования для передач постоянного тока сверхвысокого напряжения. Его промышленное производство в РФ было освоено в 1998 году на [[Кирово-Чепецкий химический комбинат#Освоение элегаза|Кирово-Чепецком химическом комбинате]]<ref>{{книга |автор = Уткин В. В. |заглавие = Завод у двуречья. Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б. П. Константинова: строительство, развитие, люди |том = 4 (1973—1992), часть 1 |место = Киров |издательство = ОАО «Дом печати — Вятка» |год = 2007 |страницы = 66—67 |страниц = 144 |isbn = 978-5-85271-293-6| тираж = 1000 |ref=Уткин, т. 4/1}}</ref>.
-Электрическая прочность при атмосферном давлении и зазоре 1 см составляет 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<ref>{{cite web|url=http://sermir.narod.ru/tryd/Posob/gazy.htm|author=Коробейников С.М., д.ф.м.н., профессор.|title=Диэлектрические материалы. 4.1.2. Электроотрицательные газы, применение газообразных диэлектриков.|accessdate=2011-06-02|lang=ru}}</ref>.
+Электрическая прочность при атмосферном давлении и зазоре 1 см составляет 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<ref>{{cite web|url=http://sermir.narod.ru/tryd/Posob/gazy.htm|author=Коробейников С.М., д.ф.м.н., профессор.|title=Диэлектрические материалы. 4.1.2. Электроотрицательные газы, применение газообразных диэлектриков.|accessdate=2011-06-02|lang=ru|archive-date=2014-10-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20141006124423/http://sermir.narod.ru/tryd/Posob/gazy.htm|deadlink=no}}</ref>.
-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.
+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 небольшую 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 ([[Электрическая дуга|дугового]], [[Коронный разряд|коронного]], [[Частичные разряды|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.
@@ Строка 140: / Строка 165: @@
 Некоторое количество элегаза в электротехнической аппаратуре также разлагается в процессе нормальной работы. Например, коммутация тока {{num|31.5|кА}} в выключателе {{num|110|кВ}} приводит к разложению 5—7{{nbsp}}см³ элегаза на {{num|1|кДж}} выделяемой в дуге энергии.
-Стоимость элегаза довольно высока, однако он нашёл достаточно широкое применение в технике, особенно в высоковольтной электротехнике. Он прежде всего используется как [[диэлектрик]], то есть в качестве основной изоляции для [[Комплектное распределительное устройство|комплектных распределительных устройств]], высоковольтных измерительных трансформаторов тока и напряжения и др<ref>{{Cite web |url=http://zva.uran.biz.ua/ru/articleelegaz/ |title=ЗВА :: Измерительные трансформаторы с газовой изоляцией |accessdate=2009-12-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110527203753/http://zva.uran.biz.ua/ru/articleelegaz/ |archivedate=2011-05-27 |deadlink=yes }}</ref>. Также элегаз используется как среда дугогашения в [[Элегазовый силовой выключатель|высоковольтных выключателях]]<ref>[http://electricalschool.info/main/visokovoltny/359-jelegaz-i-ego-svojjstva.html Применение SF<sub>6</sub> в высоковольтной электронике.]</ref>.
+Стоимость элегаза довольно высока, однако он нашёл достаточно широкое применение в технике, особенно в высоковольтной электротехнике. Он прежде всего используется как [[диэлектрик]], то есть в качестве основной изоляции для [[Комплектное распределительное устройство|комплектных распределительных устройств]], высоковольтных измерительных трансформаторов тока и напряжения и др<ref>{{Cite web |url=http://zva.uran.biz.ua/ru/articleelegaz/ |title=ЗВА :: Измерительные трансформаторы с газовой изоляцией |accessdate=2009-12-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110527203753/http://zva.uran.biz.ua/ru/articleelegaz/ |archivedate=2011-05-27 |deadlink=yes }}</ref>. Также элегаз используется как среда дугогашения в [[Элегазовый силовой выключатель|высоковольтных выключателях]]<ref>{{Cite web |url=http://electricalschool.info/main/visokovoltny/359-jelegaz-i-ego-svojjstva.html |title=Применение SF<sub>6</sub> в высоковольтной электронике. |access-date=2009-07-09 |archive-date=2009-07-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090715042535/http://electricalschool.info/main/visokovoltny/359-jelegaz-i-ego-svojjstva.html |deadlink=no }}</ref>.
 Основные преимущества элегаза перед его основным «конкурентом», [[трансформаторное масло|трансформаторным маслом]], это:
@@ Строка 155: / Строка 180: @@
 === Вредное воздействие ===
-{{mainref|<ref>[http://elegas.ru/elegaz_opt.htm Элегаз. Свойства]</ref>}}
+{{mainref|<ref>{{Cite web |url=http://elegas.ru/elegaz_opt.htm |title=Элегаз. Свойства |access-date=2012-07-17 |archive-date=2012-01-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120106082622/http://elegas.ru/elegaz_opt.htm |deadlink=no }}</ref>}}
 По степени воздействия на организм человека относится к малоопасным химическим веществам ([[класс опасности]] IV согласно ГОСТ 12.1.007-76).
@@ Строка 162: / Строка 187: @@
 Потенциал разрушения озонового слоя ODP = 0.
-Сильнейший известный парниковый газ, потенциал глобального потепления GWP = {{num|24900}}. Из-за небольших объёмов изготовления вклад в глобальное потепление не превышает 0,2 %. Регламентируется [[Киотский протокол|Киотским протоколом]].
+Сильнейший известный парниковый газ, [[потенциал глобального потепления]] GWP = {{num|24900}}. Из-за небольших объёмов изготовления вклад в глобальное потепление не превышает 0,2 %. Регламентируется [[Киотский протокол|Киотским протоколом]].
 == Дополнительная информация ==
-Если наполнить гексафторидом серы открытый сверху сосуд (так как газ тяжелее воздуха, то он не будет «выливаться» из сосуда) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную, например, из фольги, то лодочка будет держаться на поверхности и не «утонет». Этот опыт был показан в передаче «[[Разрушители легенд]]» как фокус с «прозрачной водой»<ref>Выпуск 105. Вирусное видео. 6 сезон</ref>.
+Если наполнить гексафторидом серы открытый сверху сосуд (так как газ тяжелее воздуха, то он не будет «выливаться» из сосуда) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную, например, из фольги, то лодочка будет держаться на поверхности и не «утонет». Этот опыт был показан в передаче «[[Разрушители легенд]]» как фокус с «прозрачной водой»<ref name="ship">{{Cite web|url=https://www.youtube.com/watch?t=416&v=i0q6qBJRZF8|title=Фрагмент передачи «Разрушители мифов»|access-date=2022-12-20|archive-date=2022-12-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20221220073803/https://www.youtube.com/watch?t=416&v=i0q6qBJRZF8|url-status=live}}</ref>.
-Также высокая плотность газа приводит к комичному эффекту при его вдыхании — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу Дарта Вейдера. Опыт также демонстрировался в «Разрушителях легенд». Аналогичный эффект создаёт и [[ксенон]]. А [[гелий]], который в 6 раз легче воздуха, при вдыхании, наоборот, создаёт тонкий и писклявый голос.
+Также высокая плотность газа приводит к комичному эффекту при его вдыхании — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу [[Дарт Вейдер|Дарта Вейдера]]. Опыт также демонстрировался в «Разрушителях легенд»<ref name="voice">{{Cite web|url=https://www.youtube.com/watch?v=T35VYJ-VELk|title=Фрагмент передачи «Разрушители мифов»|archive-url=https://web.archive.org/web/20170606050127/https://www.youtube.com/watch?v=52UAEQfMTtU|archive-date=2017-06-06|access-date=2022-12-20|deadlink=no}}</ref>. Аналогичный эффект создаёт и [[ксенон]]. А [[гелий]], который в 6 раз легче воздуха, при вдыхании, наоборот, создаёт тонкий и писклявый голос.
 == Примечания ==
@@ Строка 184: / Строка 209: @@
 [[Категория:Изоляционные материалы]]
 [[Категория:Парниковые газы]]
+[[Категория:Газы]]
 {{спам-ссылки|1=

Фторид серы(VI): различия между версиями

Текущая версия от 23:38, 14 декабря 2024

Содержание

Методы получения