WikiSort.ru - Не сортированное

Фторид серы
Общие
Традиционные названия	гексафторид серы, шестифтористая сера, элегаз
Хим. 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[1]
Термические свойства
Т. плав.	−50,8 °C
Т. субл.	−83 ± 1 градус Фаренгейта[1]
Т. кип.	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[1]
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	1S/F6S/c1-7(2,3,4,5)6 SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N
RTECS	WS4900000
ChEBI	30496
Номер ООН	1080
ChemSpider	16425
Безопасность
Токсичность	малотоксичен
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Гексафторид серы (также элегаз или шестифтористая сера, SF₆) — неорганическое вещество, при стандартных условиях представляет собой тяжёлый газ (в 5 раз тяжелее воздуха). Соединение было впервые получено и описано в 1900 году Анри Муассаном в ходе работ по изучению химии фтора.

Методы получения

Возможно получать гексафторид серы из простых веществ:

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

Также гексафторид серы образуется при разложении сложных фторидов серы:

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

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).

Плохо растворим в воде (1 объём SF₆ в 200 объёмах воды), этаноле и диэтиловом эфире^[2], хорошо растворим в нитрометане.

Плотность элегаза при температуре 273 K и давлении 0,1 МПа составляет 6,56 кг/м³. 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.

Химические свойства

Гексафторид серы — достаточно инертное соединение, не реагирует с водой, вероятно, из-за кинетических факторов. Не реагирует также с растворами HCl и NaOH^[4], однако при действии восстановителей могут протекать некоторые реакции.

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

Взаимодействие с металлическим натрием проходит только при нагревании, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в аммиаке:

${\displaystyle {\mathsf {SF_{6}+8Na\rightarrow Na_{2}S+6NaF}}}$

Гексафторид серы реагирует с литием с выделением большого количества тепла:

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

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:

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

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

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

${\displaystyle {\mathsf {SF_{6}+PF_{3}\rightarrow PF_{5}+SF_{4}}}}$

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^[5];
• 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.

При вдыхании наблюдается эффект пониженной тональности голоса, противоположный действию гелия^[6].

Интересные факты

• 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»^[13]. Также, из-за высокой плотности, скорость звука в этом газе значительно выше, чем в воздухе, что приводит к комичному эффекту при вдыхании газа — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу Дарта Вейдера. Опыт также демонстрировался в передаче «Разрушители легенд». Аналогичный эффект создаёт и ксенон. А гелий — который в 6 раз легче воздуха — при вдыхании наоборот создаёт тонкий и писклявый голос.

Примечания

Литература

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

См. также

• Тетрафторид серы — SF₄
• Декафторид дисеры — S₂F₁₀