Hexafluorure de soufre

Propriétés chimiques de l’hexafluorure de soufre, utilisations, production

Propriétés chimiques

L’hexafluorure de soufre est un gaz incolore, inodore, non toxique et ininflammable qui possède une rigidité diélectrique élevée et sert largement de gaz isolant dans les équipements électriques. À la pression atmosphérique, il passe directement de la phase solide à la phase gazeuse et ne présente pas de phase liquide stable à moins d’être soumis à une pression supérieure à 32 psia (221 kPa, abs). Il est expédié sous forme de gaz comprimé liquéfié à sa pression de vapeur de 298 psig à 70 °F (2050 kPa à 21,1 0C).
L’un des gaz les plus chimiquement inertes connus, il est complètement stable en présence de la plupart des matériaux jusqu’à des températures d’environ 400 °F (204 °C) et n’a montré aucune dégradation ou réaction dans le quartz à 900 °F (482 °C). L’hexafluorure de soufre est légèrement soluble dans l’eau et l’huile. Aucun changement de pH ne se produit lorsque de l’eau distillée est saturée d’hexafluorure de soufre.

structure de l’hexafluorure de soufre

GRADES DISPONIBLES

L’hexafluorure de soufre est disponible pour un usage commercial et industriel dans différentes qualités (minimum 99,8 % en moles) ayant sensiblement les mêmes proportions de composants d’un producteur à l’autre.

Utilisations

Effets physiologiques

L’hexafluorure de soufre est totalement non toxique, et a d’ailleurs été utilisé médicalement chez l’homme dans des cas de pneumopéritoine, c’est-à-dire l’introduction de gaz dans la cavité abdominale. Il peut agir comme un simple asphyxiant en déplaçant la quantité d’oxygène dans l’air nécessaire au maintien de la vie.
Des fluorures inférieurs de soufre, dont certains sont toxiques, peuvent être produits si l’hexafluorure de soufre est soumis à une décharge électrique. Le personnel doit se prémunir contre l’inhalation de ce gaz après une décharge électrique.
L’ACGIH recommande une valeur limite d’exposition moyenne pondérée dans le temps (TLV-TWA) de 1000 ppm (5970 mg/m3) pour l’hexafluorure de soufre. La TLV- TWA est la concentration moyenne pondérée dans le temps pour une journée de travail normale de 8 heures et une semaine de travail de 40 heures, à laquelle presque tous les travailleurs peuvent être exposés de manière répétée, jour après jour, sans effet néfaste.
OSHA liste une limite d’exposition admissible moyenne pondérée dans le temps sur 8 heures (TWA-PEL) de 1000 ppm (6000 mg/m3) pour l’hexafluorure de soufre. La TWA-PEL est la limite d’exposition qui ne doit pas être dépassée par la TWA de 8 heures dans tout poste de travail de 8 heures d’une semaine de travail de 40 heures.

MODES DE FABRICATION

L’hexafluorure de soufre est fabriqué commercialement par fluoration directe du soufre fondu. Certains fluorures toxiques supérieurs et inférieurs formés au cours du processus sont éliminés, et le produit commercial est pur à plus de 99,5 % en moles. Un agent de gravure de haute pureté est également disponible pour l’industrie électronique. Les impuretés courantes comprennent de petites quantités de tétrafluorure de carbone, d’azote et de vapeur d’eau.

Toxicité aiguë par voie intraveineuse

DL50 de lapin : 5790 mg/kg

Caractéristiques de stockage

Ventilation du Trésor séchage à basse température ; Manipuler délicatement.

Description

L’hexafluorure de soufre est un gaz incolore, inodore,non toxique et ininflammable qui possède une rigidité diélectrique élevée et sert largement de gaz isolant dans les équipements électriques. À la pression atmosphérique, il passe directement de la phase solide à la phase gazeuse et ne présente pas de phase liquide stable à moins d’être soumis à une pression supérieure à 32 psia (221 kPa, abs). Il est expédié sous forme de gaz comprimé aliphatique à sa pression de vapeur de 298 psig à 70°F (2050 kPa à 21,1°C).

C’est l’un des gaz les plus chimiquement inertes connus, il est complètement stable en présence de la plupart des matériaux jusqu’à des températures d’environ 400°F (204°C) et n’a montré aucune dégradation ou réaction dans le quartz à 900°F (482°C). L’hexafluorure de soufre est légèrement soluble dans l’eau et l’huile. Aucun changement de pH ne se produit lorsque l’eau distillée est saturée d’hexafluorure de soufre.

Propriétés chimiques

Les propriétés chimiques de l’hexafluorure de soufre sont très stables. Et par rapport à l’hexafluorure de sélénium, le taux d’hydrolyse de l’hexafluorure de soufre est extrêmement faible, cela est dû au petit rayon de l’atome de soufre, ce qui entraîne six atomes de fluor forment un plus grand encombrement stérique autour. Cependant, le rayon de l’atome de fluor n’est pas grand, donc la force de répulsion entre les six atomes de fluor n’est pas trop grande, la liaison S-F n’est pas facile à dissocier. L’enthalpie de formation de l’hexafluorure de soufre est de 1220 kJ/mol, mais l’enthalpie de formation de l’hexafluorure de soufre est de 74 kJ/mol. Ainsi, le rayon de l’atome de fluor et le rayon de l’atome de soufre provoquent la très grande stabilité de la molécule d’hexafluorure de soufre ensemble – les molécules elles-mêmes sont difficiles à déconnecter de la liaison et à décomposer et le groupe d’attaque est difficile à approcher de l’atome central, dans la thermodynamique et la cinétique, ils sont tous deux stables. Des études ont dit que l’hexafluorure de soufre peut être présent de manière stable dans l’atmosphère pendant des milliers d’années.

Propriétés physiques

Gaz incolore et inodore ; densité 6,41 g/L ; environ cinq fois plus lourd que l’air ; se liquéfie à -50,7°C (point triple) ; densité du liquide 1,88 g/mL à -50,7°C ; se sublime à -63,8°C ; température critique 45,54°C ; pression critique 37,13 atm ; volume critique 199 cm3/mol ; légèrement soluble dans l’eau ; soluble dans l’éthanol.

Utilisations

L’hexafluorure de soufre est largement utilisé comme diélectrique gazeux dans divers types d’équipements d’énergie électrique, tels que les appareillages de commutation, les transformateurs, les condensateurs et les disjoncteurs. Il a également été utilisé comme diélectrique à des fréquences micro-ondes et comme milieu isolant pour les alimentations des machines à haute tension.
L’hexafluorure de soufre gagne également en importance dans les applications non électriques, notamment l’inertage du magnésium fondu, la détection des fuites et la gravure au plasma dans l’industrie des semi-conducteurs. L’hexafluorure de soufre a également quelques applications médicales limitées.

Utilisations

L’hexafluorure de soufre est largement utilisé comme diélectrique agasique dans divers types d’équipements électriques, tels que les appareillages de commutation, les transformateurs, les condensateurs et les disjoncteurs. Il a également été utilisé comme diélectrique à des fréquences micro-ondes et comme milieu isolant pour les alimentations électriques des machines à haute tension.
L’hexafluorure de soufre gagne également du terrain dans des applications non électriques, notamment la couverture de magnésium fondu, la détection des fuites et la gravure par plasma dans l’industrie des semi-conducteurs.
L’hexafluorure de soufre a également quelques applications médicales limitées.

Utilisations

Diélectrique pour les équipements haute tension

Préparation

L’hexachlorure de soufre peut être préparé en faisant réagir du fluor avec du soufre ou du dioxyde de soufre.

Nom de marque

SonoVue (pour la formulation à microbulles) (Ausimont).

Profil de réactivité

Cette substance ne subit des réactions chimiques que dans des circonstances relativement graves. Elles sont résistantes à l’inflammation, bien qu’elles puissent devenir inflammables à des températures très élevées. Elles peuvent être résistantes à l’oxydo-réduction, sauf dans les conditions les plus sévères. Ces matériaux peuvent être non toxiques. Elles peuvent être asphyxiantes. Le contact d’un gaz liquéfié très froid avec de l’eau peut entraîner une ébullition vigoureuse ou violente du produit et une vaporisation extrêmement rapide en raison des grandes différences de température en jeu. Si l’eau est chaude, il est possible qu’une explosion de « surchauffe » du liquide se produise. Les pressions peuvent atteindre des niveaux dangereux si le gaz liquide entre en contact avec l’eau dans un récipient fermé .

Danger

Asphyxiant.

Danger pour la santé

Les vapeurs peuvent provoquer des vertiges ou une asphyxie sans avertissement. Les vapeurs de gaz liquéfié sont initialement plus lourdes que l’air et se répandent le long du sol. Le contact avec le gaz ou le gaz liquéfié peut provoquer des brûlures, des blessures graves et/ou des gelures. Un incendie peut produire des gaz irritants, corrosifs et/ou toxiques.

Danger d’incendie

Certains peuvent brûler mais aucun ne s’enflamme facilement. Les contenants peuvent exploser lorsqu’ils sont chauffés. Les cylindres rompus peuvent faire des fusées.

Matériaux utilisés

L’hexafluorure de soufre est non corrosif pour tous les métaux. Il peut être partiellement décomposé s’il est soumis à une décharge électrique. Certains des produits de décomposition sont corrosifs ; cette corrosion est renforcée par la présence d’humidité ou à haute température. L’hexafluorure de soufre se décompose très légèrement en présence de certains métaux à des températures supérieures à 204°C (400°F) ; cet effet est plus prononcé avec le silicium et les aciers au carbone. Cette décomposition, vraisemblablement catalysée par les métaux, ne représente que quelques dixièmes de 1 % sur un an. La décomposition à des températures élevées ne se produit pas avec l’aluminium, le cuivre, le laiton et l’argent.

La plupart des matériaux courants pour les joints, y compris le téflon, le néoprène et le caoutchouc naturel, conviennent au service de l’hexafluorure de soufre.

Profil de sécurité

Ce matériau est chimiquement inerte à l’état pur et est considéré comme physiologiquement inerte également. Cependant, comme on peut l’obtenir habituellement, il peut contenir des quantités variables de fluorures à faible teneur en soufre. Certains d’entre eux sont toxiques, très réactifs chimiquement et corrosifs par nature. Ces matières peuvent s’hydrolyser au contact de l’eau pour donner du fluorure d’hydrogène, qui est hautement toxique et très corrosif. A forte concentration et à l’état pur, il peut agir comme un simple asphyxiant. Incompatible avec le disilane. Réaction vigoureuse avec le disilane. Peut exploser. Chauffé jusqu’à décomposition, émet des fumées très toxiques de Fet SOx.

Exposition potentielle

Peut contenir du pentafluorure de soufre hautement toxique comme impureté. Le SF6 est utilisé dans diverses applications d’énergie électrique comme diélectrique ou isolant gazeux. L’utilisation la plus répandue est celle des transformateurs à haute tension. Le SF6 est également utilisé dans les guides d’ondes, les accélérateurs linéaires de particules, les générateurs Van de Graaff, les lasers à ondes continues pompés chimiquement, les lignes de transmission et les sous-stations de distribution d’énergie. Les applications non électriques comprennent l’utilisation comme atmosphère protectrice pour le moulage des alliages de magnésium et l’utilisation comme détecteur de fuites ou pour le traçage des masses d’air en mouvement. Plusieurs sources indiquent que la substitution du SF6 dans le vitré des singes hiboux entraîne une plus grande perméabilité vasculaire oculaire que celle provoquée par une solution saline. Cela implique que le SF6 pourrait avoir une utilisation importante en chirurgie rétinienne.

Effets physiologiques

L’hexafluorure de soufre n’est absolument pas toxique, et a même été utilisé médicalement chez l’homme dans des cas de pneumopéritoine, c’est-à-dire l’introduction de gaz dans la cavité abdominale. Il peut agir comme un simple asphyxiant en déplaçant la quantité d’oxygène dans l’air nécessaire au maintien de la vie.
Des fluorures inférieurs de soufre, dont certains sont toxiques, peuvent être produits si l’hexafluorure de soufre est soumis à une décharge électrique. Le personnel doit se prémunir contre l’inhalation du gaz après une décharge électrique.
L’ACGIH recommande une valeur limite d’exposition moyenne pondérée dans le temps (TLV-TWA)de 1000 ppm (5970 mg/m3) pour l’hexafluorure de soufre. La TLV- TWA est la concentration moyenne pondérée dans le temps pour une journée de travail normale de 8 heures et une semaine de travail de 40 heures, à laquelle presque tous les travailleurs peuvent être exposés de manière répétée, jour après jour, sans effet néfaste.
OSHA liste une limite d’exposition admissible moyenne pondérée dans le temps (TWA-PEL)de 8 heures de 1000 ppm (6000 mg/m3) pour l’hexafluorure de soufre. La TWA-PEL est la limite d’exposition qui ne doit pas être dépassée par la TWA de 8 heures dans tout poste de travail de 8 heures d’une semaine de travail de 40 heures.

Stockage

Toutes les précautions nécessaires à la manipulation de tout gaz ininflammable doivent être prises.

Envoi

UN1080 Hexafluorure de soufre, Classe de risque : 2.2 ; Étiquettes : 2.2-Gaz comprimé ininflammable. Les bouteilles doivent être transportées en position verticale sécurisée, dans un camion bien ventilé. Protégez la bouteille et les étiquettes contre les dommages physiques. Le propriétaire de la bouteille de gaz comprimé est la seule entité autorisée par la loi fédérale (49CFR) à la transporter et à la remplir. La recharge de bouteilles de gaz comprimé sans l’autorisation écrite expresse du propriétaire constitue une violation des règlements de transport.

Incompatibilités

Peut contenir des impuretés qui provoquent son hydrolyse au contact de l’eau, formant du fluorure d’hydrogène corrosif et toxique. Réaction vigoureuse avec le disilane.

Élimination des déchets

Renvoyer les bouteilles de gaz comprimé rechargeables au fournisseur. Sceller les cylindres non utilisés et les retourner aux fournisseurs.

Propriétés chimiques

Le pentafluorure de soufre et le tétrafluorure de soufre sont classés par l’OSHA comme produits chimiques très dangereux en vertu de sa norme de gestion de la sécurité des processus et comme produits chimiques industriels toxiques en raison de leur nature hautement toxique et de leur production en grandes quantités (29 CFR 1910).

GRADES DISPONIBLES

L’hexafluorure de soufre est disponible pour un usage commercial et industriel dans différentes qualités (minimum99,8 pour cent molaire) ayant à peu près les mêmes proportions de composants d’un producteur à l’autre.