Raskas kaasu – rikkiheksafluoridi
Miten se toimii
Tietäisit ehkä, että kun hengität hieman heliumia (He), joka on myös inertti kaasu, äänesi kuulostaa korkealta piirroshahmolta. Miksi näin tapahtuu? Ääniaallot kulkevat heliumin läpi paljon nopeammin kuin tavallisen ilman läpi. Helium on paljon vähemmän tiheää kuin tavallinen ilma, itse asiassa noin kuusi kertaa vähemmän tiheää.
Ajattelet siis: ”Mikä inertti kaasu on noin kuusi kertaa painavampi kuin hengittämämme ilma eikä aiheuta kuolemaa, jos hengitän sitä – kuten hiilidioksidia tai hiilidioksidia?”. Rikkiheksafluoridi (SF6) on inertti, ei myrkyllinen, ja se voi vaikuttaa äänenkäyttöön, kun sitä hengitetään pieniä määriä (Jälleen kerran, älä kokeile tätä kotona!). Kun SF6:ta hengitetään, ihmisen äänen korkeus laskee dramaattisesti. Äänen nopeus SF6:ssa on paljon hitaampi kuin ilmassa. Ääni kulkee ilmassa noin 335 m/s (1100 ft/s), mutta SF6:ssa vain 120 m/s (394 ft/s). Toisaalta heliumin ääni kuuluu noin 900 m/s (2953 ft/s). Se on paljon nopeampaa!
Kuten heliumin kohdalla, asiantuntijan kouluttama henkilö voi hengittää pienen määrän rikkiheksafluoridia vahingoittumatta osoittaakseen, miten ääni kulkee hyvin tiheän kaasun läpi. Älä tietenkään käytä mitään määrää SF6:ta ilman asianmukaista koulutusta ja varotoimenpiteitä.
Turvallisuustietoa
Vaikka helium on inertti kaasu, jota voi hengittää lyhytaikaisesti ilman kuolemanvaaraa, emme suosittele heliumin tai minkään muunkaan kaasun hengittämistä ”tavallisen ilman” lisäksi. Videolla esiintyvät luonnontieteiden opettajat ja demonstraattorit ovat ammattilaisten kouluttamia. Älä kokeile tätä kokeilua kotona (jos ei muusta syystä niin siksi, että rikkiheksafluoridi (SF6) on erittäin kallista).
Tohtori Steve Harrisilla on melko paljon kokemusta kaasun käytöstä vastaanotollaan. Hän on myös kirjoittanut SF6:sta laajasti ja ymmärtää sen ominaisuudet. ”SF6:n hengittämisen pitäisi olla turvallista käyttää tiedeopettajien demoissaan käyttämää tapaa, kunhan et täytä keuhkojasi toistuvasti lyhyen ajan kuluessa. Sinun on varottava hypoksiaa (hapenpuutetta) ja pyörtymistä, paitsi että et saa paljon varoitusta, koska ihmisen hypoksia-anturit eivät ole kovin hyviä.” Hän jatkaa: ”Hengitä puhdasta happea noin kymmenen hengenvetoa ennen kuin hengität SF6-kaasua. Silloin keuhkosi ovat täynnä lähes 100-prosenttista happea. Se tarkoittaa, että sinulla on paljon reserviä tajuttomuutta vastaan, jos SF6-pitoisuus nousee liian korkeaksi.”
Kun olet lopettanut testit, hengitä hitaasti ja syvään sisään ja ulos useita kertoja auttaaksesi poistamaan kaasun keuhkoistasi. Älä hyperventiloi, hengitä vain syvään sisään ja ulos. SF6 on työnnettävä keuhkoistasi ulos muutaman kerran, koska se on niin raskas.
Real World Applications
SF6:ta käytetään paljon sähkövoimalaitteissa. Se on väritöntä, hajutonta, palamatonta ja kemiallisesti vakaata. Huoneenlämmössä se ei reagoi minkään muun kanssa. Sen vakaus tekee siitä hyödyllisen sähkölaitteissa. SF6 on erittäin hyvä sähköeriste, ja sillä voidaan tehokkaasti sammuttaa tai estää valokaaria, koska se ei johda sähköä. Se on eristävä ja valokaarta sammuttava materiaali korkea- ja keskijännitesovellusten kytkinlaitteissa. Sähkövoimajärjestelmissä korkea- ja keskijännitekytkinlaitteita käytetään katkaisemaan virta vian sattuessa ihmisten ja laitteiden suojelemiseksi. Näiden laitteiden katkaisijakoskettimien koskettimien välissä voi tapahtua valokaari-iskuja. SF6:lla täytetyt katkaisijat ovat sähköisesti eristäviä ja hillitsevät tehokkaasti valokaaria.
SF6 sekoitetaan argoniin (Ar), ja sitä käytetään monikerroksisten ikkunoiden eristämiseen. SF6:ta käytetään metalliteollisuudessa magnesiumia valettaessa. Silmäkirurgit käyttävät sitä jäähdytysaineena leikkauksissa. SF6:ta voidaan käyttää sammutusaineena, koska se on palamatonta ja jäähdyttävää.