Tung gas – svovlhexafluorid
Hvordan virker det
Du ved måske, at når du indånder lidt helium (He), som også er en inaktiv gas, lyder din stemme som en højtegnet tegneseriefigur. Hvorfor sker det? Lydbølger bevæger sig meget hurtigere gennem helium, end de gør gennem almindelig luft. Helium er meget mindre tæt end almindelig luft, faktisk omkring seks gange mindre tæt.
Så du spekulerer på: “Hvilken inaktiv gas er omkring seks gange tungere end den luft, vi indånder, og vil ikke medføre døden, hvis jeg indånder den – som med CO eller CO2?” Svovlhexafluorid (SF6) er inert, ikke giftig og kan påvirke lyden af din stemme, når den indåndes i små mængder (igen, prøv ikke at gøre det derhjemme!). Når SF6 indåndes, falder tonelejet i en persons stemme drastisk. Lydhastigheden i SF6 er langt langsommere end i luft. Lyd bevæger sig gennem luft med ca. 335 m/s (1100 ft/sek.), men gennem SF6 er den kun ca. 120 m/s (394 ft/sek.). På den anden side kan en heliumstemme høres med ca. 900 m/s (2953 ft/sek.). Det er meget hurtigere!
Som med helium kan en person, der er trænet af en ekspert, indånde en lille mængde svovlhexafluorid uden skade for at demonstrere, hvordan lyd bevæger sig gennem en meget tæt gas. Brug naturligvis ikke nogen mængde SF6 uden den rette uddannelse og de rette forholdsregler.
Sikkerhedsinformation
Selv om helium er en inaktiv gas, som kan indåndes kortvarigt uden risiko for død, anbefaler vi ikke, at du indånder helium eller andre gasser end “almindelig luft”. De videnskabelige lærere og demonstranter i videoen blev uddannet af fagfolk. Prøv ikke dette eksperiment derhjemme (om ikke andet fordi svovlhexafluorid (SF6) er ekstremt dyrt).
Dr. Steve Harris har en rimelig stor erfaring med at bruge gassen i sin praksis. Han har også skrevet udførligt om SF6 og forstår dets egenskaber. “Det skulle være sikkert at indånde SF6 ved hjælp af den måde, som naturvidenskabelige lærere gør i deres demoer, så længe du ikke fylder dine lunger gentagne gange over en kort periode. Du skal være opmærksom på hypoxi (iltmangel) og besvimelse, bortset fra at du ikke vil få meget advarsel, fordi menneskers hypoxi-sensorer ikke er særlig gode.” Han fortsætter: “Træk vejret med ren ilt i ti vejrtrækninger eller deromkring, før du indånder SF6-gassen. Det vil få dine lunger fyldt med næsten 100 % ilt. Det betyder, at du vil have en masse reserve mod blackout, hvis du går for højt op i SF6-indholdet.”
Når du er færdig med dine tests, skal du trække vejret langsomt og dybt ind og ud flere gange for at hjælpe med at fjerne gassen fra dine lunger. Du må ikke hyperventilere, men skal blot indånde og udånde dybt. SF6 skal presses ud af dine lunger et par gange, da det er så tungt.
Real World Applications
SF6 anvendes i vid udstrækning i elektrisk kraftudstyr. Det er farveløst, lugtfrit, ubrændbart og kemisk stabilt. Ved stuetemperatur reagerer det ikke med noget andet. Dens stabilitet er det, der gør den anvendelig i elektrisk udstyr. SF6 er en meget god elektrisk isolator og kan effektivt slukke eller forhindre lysbuer, fordi det ikke leder elektricitet. Det er et isolerende og lysbueslukkende materiale i koblingsudstyr til høj- og mellemspændingsanvendelser. I elektriske energisystemer bruges høj- og mellemspændingskoblingsudstyr til at afbryde strømmen i tilfælde af en fejl for at beskytte mennesker og udstyr. Der kan opstå elektriske lysbueslag mellem kontakterne til afbrydere i dette udstyr. Afbrydere fyldt med SF6 er elektrisk isolerende og kontrollerer effektivt lysbuestrømmene.
SF6 blandes med argon (Ar) og anvendes til at isolere flerlagsvinduer. SF6 anvendes i metalindustrien ved støbning af magnesium. Øjenkirurger bruger det som kølemiddel ved operationer. SF6 kan bruges som brandslukningsmateriale, fordi det er ubrændbart og kølende.