Sumporov heksafluorid

Sumporov heksafluorid
Opće
Sistematsko ime	sumporov (VI) fluorid
Druga imena	Sumporov heksafluorid
Molekularna formula	SF6
SMILES notacija	FS(F)(F)(F)(F)F
Molarna masa	146.06 g/mol
Izgled	bezbojni plin bez mirisa
CAS broj	[2551-62-4]
Svojstva
Gustoća i agregatno stanje	5.11 (gustoće zraka)
Topljivost u vodi	loša
Talište	-64 °C (209 K) (sublimira), Raspada se pri 500 °C (773 K)
Vrelište	Sublimira pri standardnom pritisku
Struktura
Koordinacijska geometrija	oktaedralna
Dipolni moment	0 D
Opasnosti
MSDS	External MSDS
Glavne opasnosti	visoko inertan, prilično siguran
NFPA 704
RTECS broj	WS4900000
Povezani spojevi
Povezani spojevi	SF4, CF4
Osim ako je drukčije naznačeno, podaci su dani za materijali pri standardnim uvjetima (pri 25 °C, 100 kPa)

Sumporov heksafluorid je anorganski spoj, formule SF₆. Ovaj spoj je plin pri standardnim uvjetima. SF₆ ima oktaedralni geometrijski raspored koji se sastoji od šest fluorovih atoma povezanih sa središnjim sumporovim atomom. To je plin bez boje i mirisa te je također nezapaljiv i netoksičan. Tipično za nepolarni plin, SF₆ se loše otapa u vodi, ali je topiv u nepolarnim organskim otapalima. Obično se transportira kao ukapljeni komprimirani plin. Ima gustoća 6.13 g/L pri uvjetima pri razini mora.

Sinteza i kemija

SF₆ se može pripraviti od elemenata od kojih se sastoji, tj. ekspozicijom sumpora atmosferi fluora. Pri procesu se također stvaraju neki drugi sumporni fluoridi, kao što je S₂F₁₀ koji se |disproporcionira zagrijavanjem ili SF₄ koji se uništava utrljavanjem NaOH nakon disproporcioniranja S₂F₁₀.

SF₆ je vrlo inertan te praktično ne postoji nikakva nijedan kemijska reakcija u kojoj sudjeluje. Ne reagira sa rastaljenim natrijem.

Počevši s SF₄, može se pripremiti SF₅Cl, koji je strukturalno sličan SF₆. SF₅Cl je unatoč tome jak oksidant i lako se hidrolizira u sulfat.

Važne karakteristike

Zbog svoje velike gustoće (šest puta teži nego zrak), SF₆ se lako pretače u posude. Štoviše, lagani predmeti (lako drvo, aluminijska folija) mogu čak lebdejeti na plinu.

Primjene

SF₆ se koristi u elektroindustriji kao plinski dielektrični medij za visokonaponske (1 kV i više) prekidače, sklopnu opremu i drugu električnu opremu, pri čemu često zamjenjuje štetne PBC-ove. Komprimirani SF₆ se koristi kao izolator u plinom izoliranoj sklopnoj opremi (gas insulated switchgear - GIS) zbog puno veće dielektrične otpornosti nego što je ona zraka ili dušika. Ovo omogućava znatna smanjenja u fizičkoj veličini električnih postojenja. Radi svoje visoke dielektrične otpornosti, SF₆ omogućava smještanje sklopne opreme u zatvorene prostore, za razliku od zrakom izoliranih postrojenja koja zauzimaju mnogo više prostora. Plinom izolirana sklopna postrojenja su mnogo otpornija na utjecaje zagađenja i klime. Samim time što je postrojenje u kontroliranim radnim uvjetima, ima duži radni vijek od običnih postrojenja. SF₆ također ima poželjno svojstvo "samozacijeljivanja." Iako većina produkata raspada, se brzo reformira u SF₆, električni luk unutar SF₆ može proizveti disumporov dekafluorid, S₂F₁₀, visoko toksičan plin, sličan po svojstvima fosgenu. S₂F₁₀ je za vrijeme Drugog svjetskog rata bio razmatran kao bojni otrov jer ne uzrokuje suzenje ili nadraženost kože, smanjujući vrijeme upozorenja o opasnosti.

Plazma SF₆ se također koristi u poluvodičkoj industriji kao kliše, a i u industriji magnezija. Uspješno se koristi kao marker u oceanografiji u proučavanju miješanja plinova u vodi. Također, SF₆ je nusproizvod u proizvodnji aluminija.

Radi činjenice da se krvotok relativno sporo apsorbira SF₆, koristi se kao dugotrajni tampon retinalne šupljine pri operacijama koje zahtijevaju odstranjivanje rožnice.

Osim toga, još jedna medicinska primjena SF₆ je funkcija kontrasnog agenta za ultrazvučne snimke. Mikro mjehurići sumporovog heksafluorida u otopini se ubrizgavaju u periferalnu venu. Ovi mikro mjehurići poboljšavaju vidljivost krvnih zrnaca na ultrazvuku. Ova metoda se, između ostalog, koristi za proučavanje vaskularnih tumora.

Plinoviti SF₆ se često koristi za kratkotrajne eksperimente učinkovitosti ventilacije velikih zgrada, njihove izoliranosti i mjere vanjskih utjecaja. SF₆ se koristi za te svrhe iz više razloga: koncentracije SF₆ je vrlo lako izmjeriti, čak i pri vrlo niskim koncentracijama. Također, Zemljina atmosfera sadrži zanemarive količine SF₆. Zbog njegove vrlo velike gustoće (5 puta teži od zraka), potrebno je primjeniti posebne metode miješanja.

Staklenički plin

Međunarodni odbor za klimatske promjene je ocijenio SF₆ kao najpotentniji staklenički plin sa potencijalom globalnog zatopljenja 22,000 puta većim od potencijala CO₂ gledano u periodu od 100 godina (za zemlje koje svoje emisije plinova prijavljuju UNFCCC-u, po Kyoto protokolu, SF₆ ima potencijal 23900.) Unatoč tome, zbog omjera miješanja SF₆ sa zrakom koji je manji od onog CO₂ ( oko 4 ppt 1990. naspram 365 ppm), doprinos SF₆ globalnom zatopljavanju je relativno malen.

Fiziološki utjecaji i upozorenja

SF₆ može utjecati na ton nečijeg glasa ako se inhalira u malim količinama - ton glasa osobe koja je udahnula SF₆ se dramatično produbi. Iako inhaliranje SF₆ se može doimati kao zabavno, stvarno udisanje sumporovog heksafluorida može biti opasno, jer, kao i svi plinovi osim kisika, SF₆ zamjenjuje kisik potreban za disanje (ovaj fenomen je poznat kao asfiksijacija). Postoji mit koji kaže da je SF₆ pretežak da bi ga pluća samo odstranjivala iz organizma, pa je zato, nakon udisanja SF₆, potrebno sagnuti se tako da trup bude paralelno s zemljom, kako bi se plin "izlio" iz pluća. U stvarnosti, pluća plinove miješaju vrlo učinkovito i brzo, tako da bi sav SF₆ bio izdahnut u vremenu jednog ili dva izdisaja. Općenito, gusti plinovi bez mirisa u malim prostorima predstavljaju veliku opasnost od gušenja.

Daljnje čitanje

• Gaseous Dielectrics VI. Plenum Press. 1991. ISBN 0-306-43894-1 
• Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
• Khalifa, from Maller and Naidu (1981)

Vanjske poveznice

• National Pollutant Inventory - Fluoride and compounds fact sheet
• High GWP Gases and Climate Change from the U.S. EPA website.