גופרית שש-פלואורידית
גופרית שש־פלואורידית (SF6) הוא גז לא אורגני, חסר צבע וריח, בלתי דליק, בעל תכונות חממה ומבודד חשמלי חזק ביותר. הגז אינו מופיע באופן טבעי אלא מופק כולו בתהליכים כימיים. למולקולת הגז גאומטריה מולקולרית מתומנת המורכבת משישה אטומי פלואור המחוברים לאטום גופרית בודד במרכז. הגז אינו מסיס במים. צפיפות הגז בגובה פני הים 6.12 גרם לליטר – כמעט פי 6 מצפיפות האוויר.
 | |
| כתיב כימי |
F₆S  |
|---|---|
| מספר CAS | 2551-62-4 |
  | |
תכונות
עריכהגופרית שש פלואורידית כבדה מאוד מהאוויר, ולכן במידה והגז מצטבר הוא נאגר ברובו במקומות נמוכים: דליפה של הגז בתוך מבנה תוביל להצטברותו במרתף (אם קיים) או בקומה התחתונה. הגז הוא חסר צבע וריח, ולכן הימצאות בסביבה בה הצטבר הגז משמעותה חוסר בחמצן ומובילה לחנק. אי לכך, במבנים בהם קיימות מערכות המכילות את הגז ננקטים אמצעי בטיחות למניעת דליפה ולהצטברותו[1].
מתח הפריצה של הגז הוא 8 קילו-וולט למילימטר, פי 2 מזה של אוויר.
גופרית שש-פלואורידית היא גז החממה היעיל ביותר הידוע לאדם. זמן ההתכלות שלו מעל 1,000 שנה.[2]
הגז כמעט שאינו מגיב כימית, בשל הפרעה סטרית של אטום הגופרית.
יישומים
עריכהבכל שנה מיוצרים מעל 10,000 טון SF6, מהם כ־8,000 טון משמשים לבידוד חשמלי בתעשיית החשמל. שימושים תעשייתיים נוספים הם כגז אינרטי ביציקות מגנזיום, כמילוי לחלונות זכוכית כפולה, ולליטוש בפלזמה (אנ') של פרוסות סיליקון.
תווך דיאלקטרי
עריכההגז משמש בתעשיית החשמל (אנ') כתווך דיאלקטרי גזי עבור מפסקי זרם במתח גבוה, מיתוג ומכשירים חשמליים אחרים. SF6 בלחץ 5–6 בר משמש כמבודד במסדרים חשמליים (אנ') מבודדי גז (GIS) ומאפשר הקטנה משמעותית של גודל הציוד, עקב ההתנגדות הגבוהה יחסית לזו של מבודדים אחרים (אוויר, חנקן, שמן). ציוד חשמלי מבודד גז עמיד יותר להשפעות זיהום ואקלים, וכן אמין יותר בפעולה ארוכת הטווח בשל סביבת ההפעלה המבוקרת שלו. חשיפה לקשת חשמלית אמנם מפרקת את מולקולות ה־SF6, אך רוב מוצרי הפירוק נוטים ליצור מחדש במהירות את ה־SF6 בתהליך של "ריפוי עצמי". יחד עם זאת, תוצר לוואי של התגובה בעת קשת חשמלית הוא S2F10, גז רעיל מאוד, עם רעילות דומה לפוסגן.
בגז נעשה שימוש גם לבידוד באספקת מתח גבוה של מאיצי החלקיקים, כגון במחולל ואן־דה־גראף ופלטרון, וכן במיקרוסקופ אלקטרונים במתח גבוה.
שימוש רפואי
עריכהSF6 משמש כטמפונדה או למילוי בתוך העין לאחר ניתוח של תיקון היפרדות רשתית או מחלות אחרות של העין. בניתוח כריתת הג'ל (אנ'), ניתוח שבו כורתים ושואבים החוצה את הג'ל הטבעי של העין, משמש גז ה־SF6 כחומר מילוי המוזרק לתוך חלל העין כדי לתת לעין להתרפא ובכדי לשמור על המבנה הטבעי של העין. הגז נספג ומסולק לאחר כמספר שבועות ובמקום הגז מייצר הגוף נוזל משלו.
SF6 משמש גם כחומר ניגוד לאולטרה סאונד לצורך הדמיה של כלי דם. מיקרו־בועיות של הגז בתוך נוזל מוזרקות לדם ובכך מבליטות את כלי הדם לאולטרה סאונד. טכניקה זו משמשת בעיקר לזיהוי כלי דם בגידולים.
סינתוז
עריכהניתן להכין SF6 על ידי חשיפה של S8 ל־F2. זוהי גם השיטה בה נקטו מגלי הגז, אנרי מואסאן ופול לבו, ב־1901. בשיטה זו נוצרות גם מולקולות גופרית־פלואור מסוגים אחרים, אך אלו מורחקות על ידי חימום התערובת עד לדיספרופורציונציה של S2F10, ושטיפת התוצרים עם נתרן הידרוקסידי להרחקת מולקולות SF4 . דרך נוספת להפקת הגז עושה שימוש בברום. בדרך זו ניתן להפיק SF6 ממולקולות SF4 ו־CoF3 בטמפרטורות נמוכות (כ־100°C) בתהליך:
- (2CoF3 + SF4 + (Br2) → SF6 + 2CoF2 + (Br2
אסדרה
עריכהבשל היותו גז החממה היעיל ביותר[3] והאפשרות לדליפה מציוד[4] בשנת 2024 הוציא האיחוד האירופי הנחיה לצמצם את השימוש בו ואסר לחלוטין על המשך השימוש בגז בתהליכי יציקת מגנזיום.[5]
קישורים חיצוניים
עריכה- Constantine T. Dervos & Panayota Vassiliou, Sulfur Hexafluoride (SF6): Global Environmental Effects and Toxic Byproduct Formation, Journal of the Air & Waste Management Association, 2000, Published online Dec 27, 2011
הערות שוליים
עריכה- ^ מסמך עקרונות הנדסיים בנושא: מתקני חשמל במתח גבוה, התאגדות מהנדסי חשמל ואלקטרוניקה, מאי 2021
- ^ Sulfur Hexafluoride (SF6) Basics, באתר הסוכנות האמריקאית להגנת הסביבה, 17 ביולי 2024
- ^ Sulfur Hexafluoride (SF6) Basics, באתר הסוכנות האמריקאית להגנת הסביבה, 17 ביולי 2024
- ^ מידת הדליפה תלויה בסוג הציוד, בגילו, בתחזוקתו ובהדרכת העובדים
- ^ Regulation (EU) 2024/573 of the European Parliament and of the Council of 7 February 2024 on fluorinated greenhouse gases, amending Directive (EU) 2019/1937 and repealing Regulation (EU) No 517/2014