Hexafluoruro de azufre

El hexafluoruro de azufre es completamente no tóxico, y de hecho se ha utilizado médicamente con humanos en casos que implican neumoperitoneo, la introducción de gas en la cavidad abdominal. Puede actuar como un simple asfixiante al desplazar la cantidad de oxígeno del aire necesaria para mantener la vida.
Se pueden producir fluoruros de azufre inferiores, algunos de los cuales son tóxicos, si el hexafluoruro de azufre se somete a una descarga eléctrica. El personal debe protegerse contra la inhalación del gas después de una descarga eléctrica.
La ACGIH recomienda un Valor Límite Umbral-Promedio Ponderado en el Tiempo (TLV-TWA) de 1000 ppm (5970 mg/m3 ) para el hexafluoruro de azufre. El TLV- TWA es la concentración media ponderada en el tiempo para una jornada laboral normal de 8 horas y una semana laboral de 40 horas, a la que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente, día tras día, sin que se produzcan efectos adversos.
La OSHA indica un Límite de Exposición Permisible de Media Ponderada en el Tiempo de 8 horas (TWA-PEL) de 1000 ppm (6000 mg/m3 ) para el hexafluoruro de azufre. El TWA-PEL es el límite de exposición que no debe ser superado por el TWA de 8 horas en cualquier turno de trabajo de 8 horas de una semana laboral de 40 horas.

Método de fabricación

El hexafluoruro de azufre se fabrica comercialmente mediante la fluoración directa del azufre fundido. Se eliminan algunos fluoruros de mayor y menor toxicidad formados en el proceso, y el producto comercial tiene una pureza superior al 99,5 por ciento molar. También existe un grado de grabado de alta pureza para la industria electrónica. Las impurezas comunes incluyen pequeñas cantidades de tetrafluoruro de carbono, nitrógeno y vapor de agua.

Toxicidad intravenosa aguda

DL50 de conejo: 5790 mg/kg

Características de almacenamiento

Ventilación del tesoro secado a baja temperatura; manipular con cuidado.

Descripción

El hexafluoruro de azufre es un gas incoloro, inodoro, no tóxico y no inflamable que tiene una alta resistencia dieléctrica y sirve ampliamente como gas aislante en equipos eléctricos. A presiones atmosféricas se sublima directamente de la fase sólida a la fase gaseosa y no tiene una fase líquida estable a menos que esté bajo una presión superior a 32 psia (221 kPa, abs). Se envía como gas comprimido licuado a su presión de vapor de 298 psig a 70°F (2050 kPa a 21,1°C).
Es uno de los gases químicamente más inertes que se conocen, es completamente estable en presencia de la mayoría de los materiales hasta temperaturas de unos 400°F (204°C) y no ha mostrado ninguna descomposición o reacción en cuarzo a 900°F (482°C). El hexafluoruro de azufre es ligeramente soluble en agua y aceite. No se produce ningún cambio en el pH cuando se satura el agua destilada con hexafluoruro de azufre.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas del hexafluoruro de azufre son muy estables. Y en comparación con el hexafluoruro de selenio, la tasa de hidrólisis del hexafluoruro de azufre es extremadamente baja, esto se debe al pequeño radio del átomo de azufre, lo que resulta en seis átomos de flúor forman un obstáculo estérico más grande alrededor. Sin embargo, el radio del átomo de flúor no es grande, por lo que la fuerza de repulsión entre los seis átomos de flúor no es demasiado grande, el enlace S-F no es fácil de disociar. La entalpía de formación del hexafluoruro de azufre es de 1220 kJ/mol, pero la entalpía de formación del hexafluoruro de azufre es de 74 kJ/mol. Por lo tanto, el radio del átomo de flúor y el radio del átomo de azufre causan la gran estabilidad de la molécula de hexafluoruro de azufre juntos–las moléculas mismas son difíciles de desconectar el enlace y romper y el grupo de ataque es difícil de acercarse al átomo central, en la termodinámica y cinética, ambos son estables. Los estudios han dicho que el hexafluoruro de azufre puede estar presente de forma estable en la atmósfera durante miles de años.

Propiedades físicas

Gas incoloro e inodoro; densidad 6,41 g/L; unas cinco veces más pesado que el aire; se licua a -50,7°C (punto triple); densidad del líquido 1,88 g/mL a -50,7°C; sublima a -63,8°C; temperatura crítica 45,54°C; presión crítica 37,13 atm; volumen crítico 199 cm3/mol; ligeramente soluble en agua; soluble en etanol.

Usos

El hexafluoruro de azufre se utiliza ampliamente como dieléctrico gaseoso en varios tipos de equipos de energía eléctrica, como interruptores, transformadores, condensadores y disyuntores. También se ha utilizado como dieléctrico en frecuencias de microondas y como medio aislante para las fuentes de alimentación de las máquinas de alta tensión.
El hexafluoruro de azufre también se está utilizando en aplicaciones no eléctricas, como el recubrimiento de magnesio fundido, la detección de fugas y el grabado por plasma en la industria de los semiconductores. El hexafluoruro de azufre también tiene algunas aplicaciones médicas limitadas.

Usos

El hexafluoruro de azufre se utiliza ampliamente como dieléctrico graso en varios tipos de equipos eléctricos, como interruptores, transformadores, condensadores y disyuntores. También se ha utilizado como dieléctrico en frecuencias de microondas y como medio aislante para las fuentes de alimentación de las máquinas de alta tensión.
El hexafluoruro de azufre también se está utilizando en aplicaciones no eléctricas, como el recubrimiento de magnesio fundido, la detección de fugas y el grabado por plasma en la industria de los semiconductores.

Usos

Dieléctrico para equipos de alta tensión

Preparación

El hexafluoruro de azufre puede prepararse haciendo reaccionar el flúor con azufre o dióxido de azufre.

Nombre de la marca

SonoVue (para la formulación de microburbujas) (Ausimont).

Perfil de reactividad

Esta sustancia sólo sufre reacciones químicas en circunstancias relativamente graves. Son resistentes a la ignición, aunque pueden volverse inflamables a temperaturas muy altas. Pueden ser resistentes a la reducción por oxidación, excepto en las condiciones más severas. Estos materiales pueden no ser tóxicos. Pueden ser asfixiantes. El contacto del gas licuado muy frío con el agua puede dar lugar a una ebullición vigorosa o violenta del producto y a una vaporización extremadamente rápida debido a las grandes diferencias de temperatura implicadas. Si el agua está caliente, existe la posibilidad de que se produzca una explosión por «recalentamiento» del líquido. Las presiones pueden aumentar hasta niveles peligrosos si el gas líquido entra en contacto con el agua en un recipiente cerrado .

Peligro

Asfixiante.

Peligro para la salud

Los vapores pueden provocar mareos o asfixia sin previo aviso. Los vapores del gas licuado son inicialmente más pesados que el aire y se propagan por el suelo. El contacto con el gas o el gas licuado puede causar quemaduras, lesiones graves y/o congelación. El fuego puede producir gases irritantes, corrosivos y/o tóxicos.

Peligro de incendio

Algunos pueden arder pero ninguno se enciende fácilmente. Los recipientes pueden explotar cuando se calientan. Los cilindros rotos pueden disparar cohetes.

Uso de materiales

El hexafluoruro de azufre no es corrosivo para todos los metales. Puede descomponerse parcialmente si se somete a una descarga eléctrica. Algunos de los productos de descomposición son corrosivos; esta corrosión se ve reforzada por la presencia de humedad o a alta temperatura. El hexafluoruro de azufre se descompone muy ligeramente en presencia de ciertos metales a temperaturas superiores a los 400°F (204°C); este efecto es más pronunciado con los aceros al silicio y al carbono. Esta descomposición, presumiblemente catalizada por los metales, es sólo de varias décimas de 1 por ciento a lo largo de 1 año. La descomposición a temperaturas elevadas no se produce con el aluminio, el cobre, el latón y la plata.
La mayoría de los materiales comunes para juntas, incluidos el teflón, el neopreno y el caucho natural, son adecuados para el servicio de hexafluoruro de azufre.

Perfil de seguridad

Este material es químicamente inerte en estado puro y se considera fisiológicamente inerte también. Sin embargo, tal y como se obtiene habitualmente, puede contener cantidades variables de los fluoruros de bajo azufre. Algunos de ellos son tóxicos, muy reactivos químicamente y corrosivos por naturaleza. Estos materiales pueden hidrolizarse en contacto con el agua para producir fluoruro de hidrógeno, que es altamente tóxico y muy corrosivo. En altas concentraciones y cuando es puro puede actuar como un simple asfixiante. Incompatible con el disilano. Reacción vigorosa con el disilano. Puede explotar. Cuando se calienta hasta la descomposición emite humos altamente tóxicos de F y SOx.

Exposición potencial

Puede contener pentafluoruro de azufre altamente tóxico como impureza. El SF6 se utiliza en varias aplicaciones de energía eléctrica como dieléctrico o aislante gaseoso. El uso más extendido es en transformadores de alta tensión. El SF6 también se utiliza en guías de ondas, aceleradores de partículas lineales, generadores Van de Graaff, láseres de onda continua bombeados químicamente, líneas de transmisión y subestaciones de distribución de energía. Las aplicaciones no eléctricas incluyen el uso como atmósfera protectora para la fundición de aleaciones de magnesio y el uso como detector de fugas o en el rastreo de masas de aire en movimiento. Varias fuentes señalan que la sustitución vítrea del SF6 en los monos búho da lugar a una mayor permeabilidad vascular ocular que la causada por la solución salina. Esto implica que el SF6 podría tener un uso importante en la cirugía de la retina.

Efectos fisiológicos

El hexafluoruro de azufre no es en absoluto tóxico y, de hecho, se ha utilizado médicamente en seres humanos en casos de neumoperitoneo, la introducción de gas en la cavidad abdominal. Puede actuar como un simple asfixiante al desplazar la cantidad de oxígeno en el aire necesaria para mantener la vida.
Se pueden producir fluoruros de azufre más bajos, algunos de los cuales son tóxicos, si el hexafluoruro de azufre se somete a una descarga eléctrica. El personal debe protegerse contra la inhalación del gas después de una descarga eléctrica.
La ACGIH recomienda un Valor Límite Umbral-Promedio Ponderado en el Tiempo (TLV-TWA) de 1000 ppm (5970 mg/m3) para el hexafluoruro de azufre. El TLV- TWA es la concentración media ponderada en el tiempo para una jornada laboral normal de 8 horas y una semana laboral de 40 horas, a la que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente, día tras día, sin que se produzcan efectos adversos.
La OSHA establece un Límite de Exposición Permisible (TWA-PEL) de 8 horas de media ponderada en el tiempo de 1000 ppm (6000 mg/m3) para el hexafluoruro de azufre. El TWA-PEL es el límite de exposición que no debe ser superado por el TWA de 8 horas en cualquier turno de trabajo de 8 horas de una semana laboral de 40 horas.

Almacenamiento

Deben tomarse todas las precauciones necesarias para la manipulación de cualquier gas no inflamable.

Envío

UN1080 Hexafluoruro de azufre, Clase de peligro: 2.2; Etiquetas: 2.2-Gas comprimido no inflamable. Los cilindros deben ser transportados en una posición vertical segura, en un camión bien ventilado. Proteger el cilindro y las etiquetas de daños físicos. El propietario del cilindro de gas comprimido es la única entidad autorizada por la ley federal (49CFR) para transportarlos y rellenarlos. Es una violación de las regulaciones de transporte rellenar cilindros de gas comprimido sin el permiso expreso por escrito del propietario.

Incompatibilidades

Puede contener impurezas que hacen que se hidrolice en contacto con el agua, formando fluoruro de hidrógeno corrosivo y tóxico. Reacción vigorosa con el disilano.

Eliminación de residuos

Devolver las botellas de gas comprimido rellenables al proveedor. Sellar los cilindros no utilizados y devolverlos a los proveedores.

Propiedades químicas

El pentafluoruro de azufre y el tetrafluoruro de azufre están clasificados por la OSHA como productos químicos altamente peligrosos en virtud de su norma de gestión de la seguridad de los procesos y como productos químicos industriales tóxicos sobre la base de su naturaleza altamente tóxica y su producción en grandes cantidades (29 CFR 1910).

GRADOS DISPONIBLES

El hexafluoruro de azufre está disponible para uso comercial e industrial en varios grados (mínimo99,8 por ciento molar) que tienen prácticamente las mismas proporciones de componentes de un productor a otro.