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| 名前 | |||
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| IUPAC名
六フッ化硫黄
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| 体系的なIUPAC名
ヘキサフルオロ-λ6-スルファン[ 1] | |||
| その他の名前
エラガス
エサフロン | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.018.050 | ||
| EC番号 |
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| 2752 | |||
| ケッグ |
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| メッシュ | 硫黄+六フッ化物 | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1080 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| SF6 6 号 | |||
| モル質量 | 146.05 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色のガス | ||
| 臭い | 無臭[2] | ||
| 密度 | 6.17グラム/リットル | ||
| 融点 | −64 °C; −83 °F; 209 K | ||
| 沸点 | −50.8 °C (−59.4 °F; 222.3 K) | ||
| 臨界点( T , P ) | 45.51 ± 0.1 °C、3.749 ± 0.01 MPa [3] | ||
| 0.003% (25℃) [2] | |||
| 溶解度 | 水にわずかに溶け、エタノール、ヘキサン、ベンゼンに非常に溶けやすい | ||
| 蒸気圧 | 2.9 MPa（21.1 °C時） | ||
磁化率（χ）
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−44.0 × 10 −6 cm 3 /モル | ||
| 熱伝導率 |
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| 粘度 | 15.23μPa·s [5] | ||
| 構造 | |||
| 斜方晶系、oP28 | |||
| おお | |||
| 直交六角形 | |||
| 八面体 | |||
| 0 日 | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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0.097 kJ/(mol·K) (定圧) | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
292 J·モル−1 ·K −1 [6] | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−1209 kJ·モル−1 [6] | ||
| 薬理学 | |||
| V08DA05 ( WHO ) | |||
| ライセンスデータ |
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| 危険 | |||
| GHSラベル: [7] | |||
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| 警告 | |||
| H280 | |||
| P403 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 1000 ppm（6000 mg/m 3）[2] | ||
REL (推奨)
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TWA 1000 ppm（6000 mg/m 3）[2] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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ND [2] | ||
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS | ||
| 関連化合物 | |||
関連するフッ化硫黄
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二フッ化硫黄 | ||
関連化合物
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六フッ化セレン | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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六フッ化硫黄または六フッ化硫黄（英国式綴り）は、化学式 SF 6の無機化合物です。無色、無臭、不燃性、無毒のガスです。SF
6八面体構造をしており、中心の硫黄原子に6つのフッ素原子が結合している。これは超原子価分子である。[要出典]
非極性ガスの典型であるSF
6水にはほとんど溶けませんが、非極性有機溶媒には非常に溶けます。海面状態での密度は6.12 g/Lで、空気の密度（1.225 g/L）よりもかなり高いです。通常は液化圧縮ガスとして貯蔵・輸送されます。[8]
SF
6温室効果ガスとしての二酸化炭素（CO2）の23,500倍の地球温暖化係数（GWP）を持っていますが（100年間のタイムフレームで）、大気中の濃度は比較的低いです。地球の対流圏の濃度は2023年10月に11.50兆分の1（ppt）に達し、0.37 ppt /年で増加しています。[9] 1980年以来の増加は、主に拡大する電力部門、特にSF6貯蔵庫からの漏洩排出によって推進されています。
6中電圧および高電圧スイッチギアに含まれるガス。マグネシウム、アルミニウム、電子機器製造での使用も大気の成長を加速させた。[10] 2005年に発効した1997年の京都議定書は、このガスの排出を制限することになっている。やや漠然とした形で、このガスは炭素排出量取引制度の一部に組み込まれている。一部の国では、これが産業全体の機能不全につながっている。[11]
合成と反応
地球上の六フッ化硫黄は主に合成工業ガスとして存在しますが、天然にも存在することがわかっています。[12]
SF
6Sの暴露によって元素から調製することができる
8Fへ
2これは、1901年に発見者のアンリ・モアッサンとポール・ルボーが使用した方法です。他のフッ化硫黄も同時に生成されますが、混合物を加熱してSを不均化させることで除去されます。
2ふ
10（非常に有毒である）そして、残ったSFを破壊するために製品をNaOHで洗浄する。
4. [説明が必要]
あるいは、臭素を使用すると、 SF4とCoF3から六フッ化硫黄を低温（例えば100℃）で合成することができる。[13]
2 CoF 3 + SF 4 + [Br 2 ] → SF 6 + 2 CoF 2 + [Br 2 ]
SFには実質的に反応化学は存在しない
6SF 6の不活性の主な要因は硫黄原子の立体障害であるが、 SeF 6などのより重い第 16 族の同族元素は、立体障害が少ないためSF 6よりも反応性が高い。 [14] SF 6 は沸点以下では溶融ナトリウムとは反応しないが、 [15]リチウムとは発熱反応を起こす。その不活性の結果、SF
6大気中の寿命は約3200年で、海洋以外に環境への吸収源はない。[16]
アプリケーション
2000年までに、電力産業は生産される六フッ化硫黄の約80％を、主に気体誘電体媒体として使用すると推定されています。[17] 2015年時点での主な用途には、半導体製造用のシリコンエッチング剤やマグネシウム鋳造用の不活性ガスなどがあります。[18]
誘電体媒体
SF
6電気業界では、高電圧六フッ化硫黄遮断器、配電装置、その他の電気機器のガス誘電媒体として使用され、有害なポリ塩化ビフェニル(PCB)を含む可能性のある油入遮断器 (OCB) の代替としてよく使用されます。SF
6加圧されたガスは、空気や乾燥窒素よりもはるかに高い誘電強度を持つため、ガス絶縁開閉装置(GIS)の絶縁体として使用されます。高い誘電強度は、ガスの高電気陰性度と密度の結果です。この特性により、電気装置のサイズを大幅に縮小できます。これにより、GIS は、かなり多くのスペースを占める空気絶縁電気装置とは対照的に、屋内設置などの特定の目的により適しています。
ガス絶縁電気機器は、汚染や気候の影響にも強く、また、制御された動作環境のため、長期動作の信頼性も高くなります。アークにさらされると、SFが化学的に分解されます。
6分解生成物のほとんどはすぐにSFを再形成する傾向があるが
6、これは「自己修復」と呼ばれるプロセスである。 [19] アーク放電またはコロナ放電により、二フッ化硫黄（S
2ふ
10）は、ホスゲンと同様の毒性を持つ非常に有毒なガスである。
2ふ
10流涙や皮膚刺激を引き起こさず、曝露してもほとんど警告が出ない
ことから、第二次世界大戦では潜在的な化学兵器と見なされていました。
SF
6また、ヴァンデグラフ発電機やペレトロンなどの粒子加速器や高電圧透過型電子顕微鏡の高電圧電源における高電圧誘電体としてもよく使用されます。
SFの代替
6絶縁ガスとしては、いくつかのフルオロケトンが含まれる。[20] [21]真空スイッチングとクリーンエア絶縁を組み合わせたコンパクトなGIS技術は、420 kVまでの一部の用途に導入されている 。[22]
医療用途
SF
6網膜剥離修復手術において、網膜孔を塞ぐために気泡の形で使用されます[23]。硝子体内では不活性です[24] 。気泡は酸素と窒素が侵入することで36時間で体積が2倍になり、その後10～14日で血液中に吸収されます[25] 。
SF
6超音波画像の造影剤として使用される。六フッ化硫黄のマイクロバブルは、溶液として末梢静脈に注入して投与される。これらのマイクロバブルは、超音波に対する血管の視認性を高める。この用途は、腫瘍の血管分布の検査に使用されている。[26]血液中では3～8分間可視状態が続き、肺から吐き出される。[27]
トレーサー化合物
六フッ化硫黄は、最初の道路大気拡散モデルの較正に使用されたトレーサーガスであり、この研究プログラムは米国環境保護庁の支援を受けて、カリフォルニア州サニーベールの米国ハイウェイ101で実施されました。[28]ガス状SF
6建物や屋内の換気効率の短期実験や、浸入率の測定にトレーサーガスとして使用される。その使用を推奨する主な要因は2つある。その濃度は、非常に低い濃度でも十分な精度で測定できることと、地球の大気中のSF濃度が無視できるほど低いことである。
6。
2007年3月25日、イギリスのロンドンにあるセント・ジョンズ・ウッド駅で六フッ化硫黄が無毒の試験ガスとして実験された。 [29]ガスは駅構内に放出され、漂う様子が監視された。3月初めにダグラス・アレクサンダー運輸大臣によって発表されたこの実験の目的は、テロ攻撃の際にロンドン地下鉄の駅や建物全体に有毒ガスがどのように広がるかを調査することだった。
六フッ化硫黄は、実験室のヒュームフード封じ込め試験のトレーサーガスとしても日常的に使用されています。このガスは、ASHRAE 110 ヒュームフード認定の最終段階で使用されます。ヒュームフード内でガスの煙が発生し、フードの外側に設置されたガス分析装置で SF 6のサンプルを採取しながら一連のテストが実行され、ヒュームフードの封じ込め特性が検証されます。
これは海洋学におけるトレーサーとして、対流混合や大気と海のガス交換を研究するために効果的に使用されてきた。[30]
その他の用途
- マグネシウム産業はSF
6鋳造中の酸化を防ぐ不活性「カバーガス」として[31]、また製錬を含む他のプロセスで使用されています。[32]かつては最大のユーザーでしたが、回収とリサイクルにより消費量は大幅に減少しました。[10] - 断熱ガラス窓では断熱性能と遮音性能を向上させるために充填材として使用されています。[33] [34]
- SF
6 プラズマは半導体産業において、深部反応性イオンエッチングなどのプロセスにおけるエッチング剤として使用されている。SF
6プラズマ中で硫黄とフッ素に分解され、フッ素イオンがシリコンと化学反応を起こします。[35] - これを充填したタイヤは分子サイズが大きいため、ゴムを通じた拡散により空気が抜けるのに時間がかかります。 [33]
- ナイキも同様に特許を取得し、1992年から2006年まで「エア」ブランドのすべてのシューズのクッションバッグに使用しました。[36] 1997年のピーク時には277トンが使用されました。[33]
- アメリカ海軍のマーク50魚雷の閉鎖型ランキンサイクル推進システムは、固体リチウムとの発熱反応で六フッ化硫黄を動力源としている。[37]
- 高出力マイクロ波システムの導波管は、このガスで加圧されます。このガスは導波管を電気的に絶縁し、内部アークの発生を防ぎます。
- 静電型スピーカーでは、誘電強度が高く分子量が大きいため、この材料が使用されています。[38]
- これを原料として化学兵器である十フッ化二硫黄が生産される。
- 娯楽目的で、息を吸うと、SF
6ヘリウムガスは空気よりも密度が高いため、声の低さが著しく増す。この現象は、低密度ヘリウムガスを吸入すると声が高くなるというよく知られた効果と関連している。これらの効果は両方とも、肺が空気から抽出しようとしている酸素をこれらのガスが置き換えるため、注意して試す必要がある。六フッ化硫黄には軽い麻酔作用もある。[39] [40] - 軽いホイルボートや空気で満たされた風船をタンクに浮かべることができるため、「目に見えない水」としての科学デモンストレーション/マジックに使用できます。
- これは、結合性および解離性電子付着（DEA）実験におけるベンチマークおよび較正測定に使用されます[41] [42]
温室効果ガス
-
-
![地球の対流圏におけるSF6の存在量と増加率（1978-2018年）[10]](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/7/7b/AGAGE_sulfur_hexafluroride_growth.png/500px-AGAGE_sulfur_hexafluroride_growth.png)
SFの豊富さと成長率
6地球の対流圏（1978-2018年）[10] -
SF 6の大気濃度と類似の人工ガスの濃度の比較 (右のグラフ)。対数スケールに注意してください。
気候変動に関する政府間パネル（SF）によると、
6最も強力な温室効果ガスです。その地球温暖化係数はCOの23,900倍です。
2100年間で比較すると、六フッ化硫黄は対流圏と成層圏では不活性であり、非常に長寿命で、大気中の寿命は800～3,200年と推定されています。[ 44]
SF 6の測定によると、その世界平均混合比は、工業化前の安定したベースである約54兆分の1 [12]から、2023年10月現在では11.5兆分の1 (ppt) を超えており、年間約0.4 ppt (3.5%) 増加しています。 [9] [45]世界のSF 6の平均濃度は、1980年代から1990年代にかけて年間約7%増加しましたが、これは主にマグネシウム製造や電力会社、電子機器メーカーでの使用によるものです。二酸化炭素に比べて放出されるSF 6の量が少ないことを考えると、SF 6が地球温暖化に与える全体的な寄与は0.2%未満と推定されていますが、[46] SF 6と類似の人造ハロゲン化ガスを合わせた寄与は、2020年時点で約10%に達しています。 [47]代替品がテストされています。[48] [49]
ヨーロッパでは、SF
6Fガス指令の対象となり、いくつかの用途での使用が禁止または規制される。[50] 2006年1月1日以降、SF
6はトレーサーガスとしての使用が禁止されており、高電圧スイッチギアを除くすべての用途で禁止されています。[51] 2013年には、米国エネルギー省が、高電圧絶縁体としてガスを使用しているプリンストンプラズマ物理研究所などの米国内の研究所での漏れを特定して修理するための3年間の取り組みが実を結び、年間の漏れを1,030キログラム（2,280ポンド）削減したと報告されました。これは、購入量と在庫量を比較し、差額が漏れであると仮定し、漏れの場所を特定して修理することによって行われました。[52]
生理学的影響と注意事項
六フッ化硫黄は無毒のガスですが、肺の中の酸素と置き換わるため、多量に吸入すると窒息の危険があります。 [53]六フッ化硫黄は空気よりも密度が高いため、放出されるとかなりの量のガスが低地に沈み、そこに入ると窒息の危険が高くなります。これは、作業員がSFを含む機器の下の溝やピットにいる可能性があるため、電気機器の絶縁体として使用する場合に特に当てはまります。
6. [54]
すべてのガスと同様に、 SFの密度は
6声道の共鳴周波数に影響を及ぼし、吸入した人の声質、つまり音色を劇的に変化させます。声帯の振動には影響しません。六フッ化硫黄の密度は、ガスのモル質量が大きいため、常温および常圧では比較的高くなります。モル質量が約 4 g/mol で声の音程を上げるヘリウムとは異なり、SF
6窒素のモル質量は約146g/molで、室温での音速は約134m/sなので、声の音程は低くなります。比較すると、窒素が約80%、酸素が約20%の空気のモル質量は約30g/molで、音速は343m/sになります。[55]
六フッ化硫黄は亜酸化窒素よりもわずかに麻酔力が弱いため[56]、軽度の麻酔薬として分類されています。[57]
参照
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さらに読む
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- マット・マクグラス（2019年9月13日）。「気候変動：電気業界の『汚い秘密』が温暖化を加速させる」BBCニュース。 2019年9月14日閲覧。
外部リンク
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