金屬和非金屬的六氟化物是含氟化合物中的一個龐大的引人注目的群體,儘管大多數的六氟化物在20世紀初既已發現,但對這些物質的認真研究卻僅始於20世紀40年代。目前已知的18種六氟化物,按照它們的化學性質可分為二組,即非金屬化合物和金屬化合物。第一組以其穩定性著稱,第二組在氟化或水解能力上則又很高的活力。六氟化硫屬非金屬氟化物,經對其物理化學性質的研究,發現六氟化硫具有與氮氣和其他惰性氣體相比擬的極穩定的化學性質。
一、基本熱性
六氟化硫由滷族元素中最活潑的氟原子結合而成。分子結構是六個氟原子處於頂點位置而硫原子處於中心位置的正八面體,S與F原子以共價鍵聯結,鍵距是1.58*10-10M。
六氟化硫在常溫常壓下具有高穩定性,在通常狀態下六氟化硫是一種無色、無味、無毒、不燃的氣體。其分子等值直徑是4.58*10-10M.
六氟化硫氣體的相對分子質量是146.07,空氣相對分子質量是28.8.六氟化硫氣體的密度是6.16G/L(20。C,101 325Pa時),約為空氣密度(1.29G/L)的五倍。由於六氟化硫氣體密度比空氣密度大得多,因此,空氣中的六氟化硫自然下沉,致使下部空間的六氟化硫氣體濃度升高,且不易擴散稀釋。
二、物理化學性質.
在標準狀態下六氟化是一種無色氣體,其密度接近理論值。當冷卻到-63攝氏度時變成無色的固體物質,加壓時可熔化,其三相點參數為T=-50.8攝氏度,P=0.23MPa.
1、溶解度
最早測得六氟化硫在水中的溶解度比氦(HE)、氖(NE)、氙(XE)、氬(AR)等惰性氣體在水中的溶解度低得多。
2、熱穩定性
六氟化硫氣體的化學性質極為穩定,在常溫和較高的溫度下一般不會發生分解反應,其熱分解溫度為500攝氏度。六氟化硫在室溫條件下與大多數化學物質不發生作用。在溫度低於800攝氏度時,六氟化硫為惰性氣體,不燃燒。在赤熱的溫度下,它與氧氣、氫氣、鋁以及其他許多物質不發生作用。但在高溫下則與許多金屬發生反應,但在高溫下則與許多金屬發生反應,而與鹼金屬在200攝氏度左右即可反應,使用溫度在150-200攝氏度時,要慎重選用與六氟化硫接觸的材料。
3、熱傳導性
由於任何物質的傳熱過程都包括熱傳導、熱對流、熱輻射,所以評價傳熱性能的優劣應綜合分析。對於氣體介質而言,它的熱傳效應往往不是單純的傳導作用,還要考慮自然的對流熱傳、分子擴散運動攜帶的能量,以及氣體與熱固體表面接觸膨脹擴散熱傳等。因此綜合考慮六氟化硫氣體的導熱係數、摩爾定壓熱容和表面熱傳係數,可以看到六氟化硫氣體的熱傳導性能雖然差,導熱係數只有空氣的2/3,但它的摩爾定壓熱熔時空氣的3.4倍,其對流散熱能力比空氣大。此外六氟化硫氣體的表面傳熱係數比空氣和氫氣大。表面傳熱係數大,表示熱物體在單位表面積、單位溫差下的散熱效果好,因此六氟化硫氣體的實際散熱能力比空氣好。
4臨界常數
一定溫度下,實際氣體壓力與體積的關係曲線稱為實際氣體的等溫線。實際氣體的等溫線平直部分正好縮成一點時的溫度成為臨界溫度。臨界溫度表示氣體可以被液化的最高溫度。在臨界溫度時使氣體液化所需的最小壓力成為臨界壓力。六氟化硫的臨界壓力和臨界溫度都很高,臨界壓力3.9MPa,臨界溫度為45.6攝氏度。在臨界壓力和臨界溫度下六氟化硫氣體的密度是7.3G/L..
一般的氣體其臨界溫度越低越好,如氮氣,臨界溫度為-146.8攝氏度,表明氮氣只有在低於-146.8時才可以液化。六氟化硫則不然,只有在溫度高於45.6攝氏度才能恆定地保持氣態,六氟化硫則不然,只有在溫度高於45.6攝氏度才能恆定的保持氣態,通常條件下很容易液化,所以六氟化硫氣體不是與高溫高壓下使用。