六氟化硫的化學(xué)性質(zhì)
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六氟化硫的化學(xué)性質(zhì)（sf6報(bào)警器）
六氟化硫是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、不燃的惰性氣體，它的分子量為146.07，在20℃和0.1 MPa時(shí)密度為6.1kg/m3，約為空氣密度的5倍。六氟化硫在常溫常壓下為氣態(tài)，其臨界溫度為45.6℃，三相點(diǎn)溫度為-50.8℃，常壓下升華點(diǎn)溫度為-63.8℃。六氟化硫分子結(jié)構(gòu)呈八面體排布，鍵合距離小、鍵合能高，因此其穩(wěn)定性很高，在溫度不超過(guò)180℃時(shí)，它與電氣結(jié)構(gòu)材料的相容性和氮?dú)庀嗨啤?/span>
SF6氣體已有百年歷史，它是法國(guó)兩位化學(xué)家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體，1940年前后，美國(guó)軍方將其用于曼哈頓計(jì)劃（核軍事）。
SF6是強(qiáng)電負(fù)性氣體，它的分子極易吸附自由電子而形成質(zhì)量大的負(fù)離子，削弱氣體中碰撞電離過(guò)程，因此其電氣絕緣強(qiáng)度很高，在均勻電場(chǎng)中約為空氣絕緣強(qiáng)度的2.5倍。SF6氣體在t≈2000K時(shí)出現(xiàn)熱分解高峰，因此在交流電弧電流過(guò)零時(shí)，SF6對(duì)弧道的冷卻作用比空氣強(qiáng)得多，其滅弧能力約為空氣的100倍。由于SF6氣體具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，它從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始被用作高壓斷路器的滅弧介質(zhì)。在超高壓和特高壓斷路器中，SF6作為滅弧介質(zhì)，已取代油，并已大量取代了壓縮空氣。SF6http://www.menniang.cn/
簡(jiǎn)介
從60年代中期起，SF6被廣泛用作高壓電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)。SF6氣體絕緣的全封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備比常規(guī)的敞開(kāi)式高壓配電裝置占地面積小得多，且其運(yùn)行不受外界氣象和環(huán)境條件的影響，因此不僅廣泛用于超高壓和特高壓電力系統(tǒng)，而且已開(kāi)始用于配電網(wǎng)絡(luò)(SF6氣體絕緣的開(kāi)關(guān)柜和環(huán)網(wǎng)供電單元)。SF6氣體絕緣的管道輸電線的優(yōu)點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、傳輸容量大，且可用于高落差場(chǎng)合，因此常用于水電站出線，取代常規(guī)的充油電纜。SF6氣體絕緣的變壓器具有防火防爆的優(yōu)點(diǎn)，這種配電變壓器特別適用于人口稠密的地區(qū)和高層建筑的供電。SF6氣體絕緣的超高壓變壓器已研制成功，全氣體絕緣變電所將是變電技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。
化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。微溶于水、醇及醚，可溶于氫氧化鉀。不與氫氧化鈉、液氨及鹽酸起化學(xué)的反應(yīng)。300℃以下干燥環(huán)境中與銅、銀、鐵、鋁不反應(yīng)。500℃以下對(duì)石英不起作用。250℃時(shí)與金屬鈉反應(yīng)，-64℃時(shí)在液氨中反應(yīng)。與硫化氫混合加熱則分解。200℃時(shí)，在特定的金屬如鋼及硅鋼存在下，能促使其緩慢分解。
物性數(shù)據(jù)編輯
錫紙漂浮在六氟化硫氣體上
錫紙漂浮在六氟化硫氣體上
1、性狀：無(wú)色無(wú)味氣體。
2、熔點(diǎn)（℃）：-51
3、沸點(diǎn)（℃）：-64（升華）
4、相對(duì)密度（水=1）：1.67（-100℃）
5、相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：6.602
6、飽和蒸氣壓（kPa）：2450（25℃）
7、臨界溫度（℃）：45.6
8、臨界壓力（MPa）：3.76
9、辛醇/水分配系數(shù)：1.68
10、溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚
11、汽化熱（Kg/mol）：23.59（升華熱）
12、熔化熱（Kg/mol）：5.82
13、黏度（mPa·s，氣體）：0.01576
14、黏度（mPa·s，液體）：0.277
15、折射率（氣體）：1.000783
毒理學(xué)數(shù)據(jù)
1、急性毒性：兔子靜脈注射LD50：5790mg/kg。
2、六氟化硫是一種窒息劑，在高濃度下會(huì)呼吸困難、喘息、皮膚和黏膜變藍(lán)、全身痙攣。 吸入80%六氟化硫+20%的氧氣的混合氣體幾分鐘后，人體會(huì)出現(xiàn)四肢麻木，甚至窒息死亡 。我國(guó)規(guī)定，操作間空氣中六氟化硫氣體的允許濃度不大于6g/m3或空氣中氧含量應(yīng)大于18%；短期接觸，空氣中六氟化硫氣體的允許濃度不大于7.5g/m3。六氟化硫在藥理上是惰性氣體，低毒但對(duì)人體有窒息作用。在生活或使用過(guò)程中會(huì)分解一些痕量的有毒硫的低氟化合物和氟氧化合物。
3、急性毒性LD50：5790mg/kg（兔靜脈）。
制備編輯
1、直接合成法 經(jīng)凈化后的氟（含HF≤0．5%）和硫反應(yīng)生成六氟化硫及少量的S2F10、SF4、SF2和S2F2。經(jīng)水洗、堿洗除去絕大部分雜質(zhì)氣體，再經(jīng)熱解爐分解S2F10成SF6和SF4（300～350℃），然后經(jīng)堿洗進(jìn)一步除去雜質(zhì)，凈化后的SF6氣體經(jīng)硅膠及分子篩干燥器干燥后，制得六氟化硫產(chǎn)品。
將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無(wú)水氟化氫中，以鎳為陽(yáng)極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫。或氟和硫直接反應(yīng)制備六氟化硫。還可以金屬氧化物為催化劑于300℃下用空氣氧化四氟化硫，或者在500～2000℃使氟化硫熱解。
2、以長(zhǎng)約300mm直徑25mm的鎳管為反應(yīng)器，將盛有硫粉的鎳舟置于其中，反應(yīng)管與一石英阱連接，石英阱以液態(tài)氧冷卻。裝置的末端與一裝有新脫水的KF的鐵制干燥管相連，以隔離空氣中的濕氣。硫在氟氣流中燃燒，生成的產(chǎn)物凝聚在冷阱中。隨后進(jìn)行純化，使產(chǎn)物氣化并通過(guò)10%的KOH熱溶液（不用NaOH）洗滌除去其中的雜質(zhì)（HF，SF2，SF4，SOF2，S2F10）。然后用P4O10干燥產(chǎn)物氣體，并在室溫下通過(guò)活性炭除去S2F10。
3、使SO2在過(guò)量的F2中燃燒可生成SF6。反應(yīng)溫度約650℃，產(chǎn)物在冷阱中凝聚，其中除SF6外主要雜質(zhì)是SO2F2。純化時(shí)將其通過(guò)裝有水和熱的10%KOH溶液的洗滌瓶，最后用P4O10干燥。
4.元素氟和硫直接反應(yīng)法。
直接電解法 將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無(wú)水氟化氫中，以鎳為陽(yáng)極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫。用硫化氫與無(wú)水氫氟酸電解時(shí)，以鎳作極，鐵作陰極，溫度為－10～20℃，電壓為7～20V。電解產(chǎn)物應(yīng)除去雜質(zhì);催化氧化法 金屬氧化物為催化劑，于300℃下，用空氣氧化四氟化硫，該法缺點(diǎn)是收率過(guò)低。
熱解法，在500～2000℃使SF4熱解，但該法的轉(zhuǎn)換率及收率皆低，采用微波放電分解SF4亦可。氟化鈷法 將硫磺或其他硫化物在三氟化鈷和二氯化鈷存在下與過(guò)量氟作用以制備六氟化硫。二氧化硫與氟燃燒法。聯(lián)產(chǎn)法 氯氟代甲烷和六氟化硫聯(lián)產(chǎn)，氟化碳（COF2）與六氟化硫聯(lián)產(chǎn)。
作用用途編輯
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