اقرأ في هذا المقال
- سداسي فلوريد الكبريت
- خصائص سداسي فلوريد الكبريت
- طريقة تصنيع سداسي فلوريد الكبريت
- استخدامات سادس فلوريد الكبريت
في الكيمياء إن مركب سادس فلوريد الكبريت وفي الإنجليزية: (Sulfur hexafluoride) عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي يمتلك الصيغة الكيميائية والجزيئية التالية: (SF6)، وهو غاز لا لون له ولا رائحة وغير سام، كما أنه غير قابل للاشتعال ويمتلك قوة عازلة عالية ويعمل على نطاق واسع كغاز عازل في المعدات الكهربائية.
سداسي فلوريد الكبريت
- إن سادس فلوريد الكبريت هو غاز عديم اللون والرائحة، في الضغط الجوي العالي يتسامى مباشرة من الحالة الصلبة إلى الطور الغازي ولا يحتوي على طور سائل ثابت إلا تحت ضغط يزيد عن 32 رطل / بوصة مربعة (221 كيلو باسكال، ABS)، ويتم شحنه كغاز مضغوط مسال عند ضغط بخار يبلغ 298 رطل لكل بوصة مربعة عند 70 درجة فهرنهايت (2050 كيلو باسكال عند 21.1 درجة مئوية).
- يعد سادس فلوريد الكبريت أحد أكثر الغازات الخاملة كيميائيًا المعروفة، وهو مستقر تمامًا في وجود معظم المواد لدرجات حرارة تبلغ حوالي 400 درجة فهرنهايت (204 درجة مئوية)، ولم يظهر أي انهيار أو تفاعل في الكوارتز عند 900 درجة فهرنهايت (482 درجة مئوية)، وهو قابل للذوبان بشكل طفيف في كلا من الماء والزيت، علما أنه لا يحدث أي تغيير في الرقم الهيدروجيني عندما يتشبع الماء المقطر بسداسي فلوريد الكبريت.
خصائص سداسي فلوريد الكبريت
- إن الخصائص الكيميائية لسداسي فلوريد الكبريت مستقرة للغاية، وبالمقارنة مع سداسي فلوريد السيلينيوم فإن معدل التحلل المائي لسداسي فلوريد الكبريت منخفض للغاية، ويرجع ذلك إلى ذرة الكبريت ذات نصف القطر الصغير، والتي ينتج عنها ست ذرات فلور تشكل عائقًا فائقًا أكبر حولها، ومع ذلك فإن نصف قطر ذرة الفلور ليس كبيرًا، وبالتالي فإن قوة التنافر بين ذرات الفلور الست ليست كبيرة جدًا وليس من السهل فصل رابطة (S-F).
- وبناء على المحتوى الحراري لتكوين سداسي فلوريد الكبريت فإن نصف قطر ذرة الفلور ونصف قطر ذرة الكبريت يتسببان في الاستقرار الشديد لجزيء سداسي فلوريد الكبريت معًا ويصعب فصل الجزيئات نفسها عن الرابطة وتفتت، ويصعب اقتراب مجموعة الهجوم من الذرة المركزية وفي الديناميكا الحرارية والحركية كلاهما مستقر، وقد قالت الدراسات إن سداسي فلوريد الكبريت يمكن أن يكون موجودًا بثبات في الغلاف الجوي لآلاف السنين.
- سداسي فلوريد الكبريت غاز يمتلك كثافة مقدارها 6.41 جم لكل لتر، وهو حوالي خمس مرات أثقل من الهواء، تسييل عند -50.7 درجة مئوية (نقطة ثلاثية)، وكثافة السائل 1.88 جم لكل مل عند -50.7 درجة مئوية، ويحدث التسامي عند -63.8 درجة مئوية، أما عند درجة الحرارة الحرجة 45.54 درجة مئوية، والضغط الحرج 37.13 وحدة ضغط جوي، وهو قليل الذوبان في الماء، ولكنه قابل للذوبان في الإيثانول.
- يخضع سداسي فلوريد الكبريت لتفاعلات كيميائية فقط في ظل ظروف قاسية نسبيًا، وهو مقاوم للاشتعال ولكنه قد يصبح قابل للاشتعال في درجات حرارة عالية جدًا، وقد يكون مقاوم لتقليل الأكسدة إلا في أشد الظروف قسوة، قد يكون غير سام، ولكنه قد يسبب الاختناق، وقد يؤدي ملامسة الغاز المسال شديد البرودة مع الماء إلى غليان قوي أو عنيف له وتبخر سريع للغاية بسبب الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة، وإذا كان الماء ساخنًا فهناك احتمال أن يحدث انفجار سائل “شديد الحرارة”.
- أما عن التأثيرات الفسيولوجية فإن سداسي فلوريد الكبريت غير سام تمامًا، وفي الواقع تم استخدامه طبيًا مع البشر في الحالات التي تنطوي على استرواح الصفاق وإدخال الغاز في تجويف البطن، يمكن أن يكون بمثابة خنق بسيط عن طريق إزاحة كمية الأكسجين في الهواء اللازمة لدعم الحياة، ويتوفر سادس فلوريد الكبريت للاستخدام التجاري والصناعي بدرجات مختلفة (بحد أدنى 99.8 في المائة مول) له نفس نسب المكونات من منتج إلى آخر.
طريقة تصنيع سداسي فلوريد الكبريت
يتكون سادس فلوريد الكبريت تجاريًا عن طريق الفلورة المباشرة للكبريت المنصهر، وتتم إزالة بعض الفلوريدات ذات السمية العالية والمنخفضة المتكونة في العملية ويكون المنتج التجاري نقيًا بنسبة تزيد عن 99.5 في المائة، وتتوفر أيضًا درجة عالية النقاء لصناعة الإلكترونيات، وتشمل الشوائب الشائعة كميات صغيرة من رباعي فلوريد الكربون والنيتروجين وبخار الماء، وعند التخزين يجب تهوية الخزانة بالتجفيف بدرجة حرارة منخفضة.
استخدامات سادس فلوريد الكبريت
- لسادس فلوريد الكبريت دور كدواء التخدير إذ أن له تأثير تخدير أفضل من أكسيد النيتريك، وله دور في عمليات إصلاح انفصال الشبكية إذ يعمل على توفير سدادة أو سدادة لثقب الشبكية على شكل فقاعة غاز، وله دور في التصوير بالموجات فوق الصوتية عامل التباين إذ أنه يعزز رؤية الأوعية الدموية بالموجات فوق الصوتية، وله دور في النقش بالبلازما بأشباه الموصلات إذ يعمل على تكسير منتج فلور البلازما يمكن أن يؤدي الحفر.
- له دور في صب معادن المغنيسيوم والألمنيوم الأوكسجين خانق إذ أنه خامل وغير أكال وسام، كما وله دور في أنظمة الميكروويف عالية الطاقة تضغط على موجهات الموجات وتعزل الدليل الموجي مما يمنع الانحناء الداخلي، وله دور في الأسلحة الكيميائية وإنتاج المواد الأولية لعزل الكبريت.
- يستخدم سداسي فلوريد الكبريت في تطبيقات الطاقة الكهربائية المختلفة كعازل غازي، والاستخدام الأكثر شمولاً هو في محولات الجهد العالي، ويستخدم سداسي فلوريد الكبريت أيضًا في الأدلة الموجية ومسرعات الجسيمات الخطية وفي مولدات فان دي غراف وفي أشعة الليزر ذات الموجة المستمرة التي يتم ضخها كيميائيًا، وفي خطوط النقل ومحطات توزيع الطاقة، كما ويكتسب سداسي فلوريد الكبريت أيضًا استخدامه في التطبيقات غير الكهربائية بما في ذلك تغطية المغنيسيوم المصهور واكتشاف التسرب وحفر البلازما في صناعة أشباه الموصلات، وكجواء وقائي لصب سبائك المغنيسيوم واستخدامها ككاشف للتسرب أو في تتبع الكتل الهوائية المتحركة.
- كما أن لسادس فلوريد الكبريت دور في المعدات الكهربائية قواطع الدائرة ذات الجهد العالي والمفاتيح الكهربائية المعزولة والمحولات والمكثفات وقواطع الدائرة بالغاز وسيط عازل غازي، إذ أن لديه قوة عازلة أعلى بكثير من الهواء أو النيتروجين الجاف، وله دور في مراقبة تدفق المياه وانتشار ملوثات الهواء عامل التتبع، كما ويتنفس فناني الأداء بعضًا من غاز سادس فلوريد الكبريت لجعل الصوت منخفضًا وعميقًا، كما تم استخدامه كعزل كهربائي عند ترددات الميكروويف وكوسيط عازل لإمدادات الطاقة للآلات عالية الجهد.
- تشير العديد من المصادر إلى أن الاستبدال الزجاجي لسداسي فلوريد الكبريت في قرود البومة يؤدي إلى زيادة نفاذية الأوعية الدموية في العين عن تلك التي يسببها المحلول الملحي، وهذا يعني أن سداسي فلوريد الكبريت يمكن أن يكون له استخدام مهم في جراحة الشبكية، كما ويحتوي سداسي فلوريد الكبريت أيضًا على بعض التطبيقات الطبية المحدودة، وهو عازل لمعدات الجهد العالي.
