六氟化硫性質、用途與生產工藝
六氟化硫的化學性質十分穩定。和六氟化硒相比,六氟化硫的水解速率極低,這是由于硫原子半徑較小,導致六個氟原子在其周圍形成了較大的位阻。但是氟原子半徑也不是很大,所以六個氟原子之間沒有形成過大的斥力,S-F鍵不易解離。六氟化硫的生成焓是-1220 kJ/mol,而六氯化硫的生成焓是-74 kJ/mol。由此可見,氟原子半徑和硫原子半徑共同導致六氟化硫分子十分穩定——分子自身不易斷鍵分解,并且進攻基團不易靠近中心原子,在熱力學和動力學上皆穩定。有研究稱,六氟化硫在大氣中可以穩定存在上千年之久。
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在VSEPR理論中,六氟化硫分子構型為正八面體,如圖1所示,黃色為硫原子,藍色為氟原子。六氟化硫中的硫原子軌道雜化類型通常被認為是sp3d2。相鄰S-F鍵之間鍵角皆為90°。S-F鍵長約為1.55埃。偶極矩為0,因此為非極性分子。

圖1為六氟化硫球棍模型。
1、由于在水中和空氣中十分穩定并且在空氣中含量極少,六氟化硫被科學家用做示蹤劑,監控海水的流動以及空氣污染物的擴散。
2、六氟化硫具有良好的絕緣性,因此在工業上被用作電介質和絕緣體,尤其是在高壓電路中。
3、在醫療界,六氟化硫被用作麻醉劑。有研究稱其麻醉效果比一氧化氮還要好。
4、六氟化硫氣體穿過橡膠膜的能力比空氣低得多,所以它被用作氣體填充物,用來填充網球、鞋墊。
5、在魔術表演中,由于六氟化硫氣體無色無味且密度大于空氣,魔術師用它來表演物體漂浮,造成物體飄在空氣中的假象。有些滑稽表演中,表演者吸入六氟化硫氣體,然后說話,聲音變得低沉,使得觀眾發笑。這是因為六氟化硫分子量大于空氣平均分子量,聲波在六氟化硫中的頻率顯著降低,幾乎為在空氣中的二分之一,因此聲調降低。
硫單質的化學性質十分活潑,可在氟氣中燃燒生成六氟化硫。這個過程會產生少量S2F10,但是可以通過加熱使其分解為六氟化硫和四氟化硫,然后用NaOH溶液去除四氟化硫,以得到高純度的六氟化硫。
由于紅外吸收強度大,六氟化硫被認定為溫室氣體,并且是最強的溫室氣體?!毒┒甲h定書》寫明了人類必須努力減少六氟化硫的排放。雖然六氟化硫在大氣中非常穩定,但是一旦解離,就會產生S2F10、SF4以及HF等含氟分子,而這些物質都是有腐蝕性和毒性的,其中一些也是溫室氣體。
化學性質
惰性、非燃燒氣體。無色、無臭、無味。 微溶于水、醇及醚,可溶于氫氧化鉀。
用途
在高壓開關中用作滅弧和大容量變壓器絕緣材料。也可用于粒子加速器及避雷器中。利用其化學穩定性好和對設備不腐蝕等特點,在冷凍工業上可用作冷凍劑(操作溫度-45~0℃之間)。由于對α粒子有高度的停止能力,還用于放射化學。此外還作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。
用途
在高壓開關中用作滅弧,在大容量變壓器和高壓電纜中作絕緣材料,也用于粒子加速器及避雷器,還可作冷凍劑
生產方法
直接合成法 經凈化后的氟(含HF≤0.5%)和硫反應生成六氟化硫及少量的S2F10、SF4、SF2和S2F2。經水洗、堿洗除去絕大部分雜質氣體,再經熱解爐分解S2F10成SF6和SF4(300~350℃),然后經堿洗進一步除去雜質,凈化后的SF6氣體經硅膠及分子篩干燥器干燥后,制得六氟化硫產品。其
S+3F2→SF6
類別
有害氣體
毒性分級
低毒
急性毒性
靜脈- 兔子 LD50: 5790 毫克/ 公斤
爆炸物危險特性
受熱、日曬鋼瓶可爆
可燃性危險特性
若含十氟化硫遇水生成有毒氟化氫氣體; 燃燒產生有毒氟化物和硫氧化物煙霧
儲運特性
庫房通風低溫干燥; 輕裝輕卸
滅火劑
霧狀水、砂土
職業標準
TWA 6000 毫克/ 立方米; STEL 7500 毫克/ 立方米
六氟化硫
上下游產品信息
上游原料
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