Gas pesante – Esafluoruro di zolfo
Come funziona
Potresti sapere che quando inali un po’ di elio (He), che è anche un gas inerte, la tua voce suona come un personaggio dei cartoni animati acuto. Perché questo accade? Le onde sonore viaggiano molto più velocemente attraverso l’elio che attraverso l’aria normale. L’elio è molto meno denso dell’aria normale, circa sei volte meno denso, in effetti.
Quindi, ti stai chiedendo: “Quale gas inerte è circa sei volte più pesante dell’aria che respiriamo e non provoca la morte se lo respiro – come con CO o CO2? L’esafluoruro di zolfo (SF6) è inerte, non velenoso, e può influenzare il suono della tua voce se inalato in piccole quantità (di nuovo, non provarlo a casa!). Quando l’SF6 viene inalato, il tono della voce di una persona scende drammaticamente. La velocità del suono nell’SF6 è molto più lenta di quella dell’aria. Il suono viaggia attraverso l’aria a circa 1100 ft/sec (335 m/s) ma attraverso l’SF6 è solo circa 394 ft/sec (120 m/s). D’altra parte, una voce in elio si sente a circa 2953 ft/sec (900 m/s). È molto più veloce!
Come per l’elio, una persona addestrata da un esperto può respirare una piccola quantità di esafluoruro di zolfo senza danni per dimostrare come il suono viaggia attraverso un gas molto denso. Naturalmente, non usate nessuna quantità di SF6 senza un addestramento e precauzioni adeguate.
Informazioni sulla sicurezza
Anche se l’elio è un gas inerte che può essere inalato brevemente senza rischio di morte, non vi consigliamo di respirare elio o qualsiasi altro gas oltre all'”aria normale”. Gli insegnanti di scienze e i dimostratori del video sono stati addestrati da professionisti. Non provate questo esperimento a casa (se non altro perché l’esafluoruro di zolfo (SF6) è estremamente costoso).
Il dottor Steve Harris ha una discreta esperienza nell’uso del gas nella sua pratica. Ha anche scritto molto sull’SF6 e ne comprende le proprietà. “Dovrebbe essere sicuro inalare l’SF6 come fanno gli insegnanti di scienze nelle loro dimostrazioni, a patto che non si riempiano i polmoni ripetutamente per un breve periodo di tempo. Dovete fare attenzione all’ipossia (carenza di ossigeno) e allo svenimento, solo che non avrete molti avvertimenti perché i sensori di ipossia umani non sono molto buoni”. Continua: “Respirate ossigeno puro per una decina di respiri prima di inalare il gas SF6. In questo modo i tuoi polmoni saranno pieni di ossigeno quasi al 100%. Questo significa che avrai un sacco di riserva contro il blackout se vai troppo in alto con il contenuto di SF6.”
Quando hai finito i test, respira lentamente e profondamente dentro e fuori diverse volte per aiutare a rimuovere il gas dai tuoi polmoni. Non iperventilare, inspira ed espira profondamente. L’SF6 ha bisogno di essere spinto fuori dai tuoi polmoni un paio di volte perché è così pesante.
Applicazioni nel mondo reale
L’SF6 è usato ampiamente nelle apparecchiature elettriche. È incolore, inodore, non infiammabile e chimicamente stabile. A temperatura ambiente non reagisce con nient’altro. La sua stabilità è ciò che lo rende utile nelle apparecchiature elettriche. L’SF6 è un ottimo isolante elettrico e può efficacemente estinguere o prevenire gli archi elettrici perché non conduce l’elettricità. È un materiale isolante ed estinguente dell’arco nei quadri elettrici per applicazioni ad alta e media tensione. Nei sistemi di energia elettrica, i dispositivi di commutazione ad alta e media tensione sono utilizzati per interrompere l’alimentazione in caso di guasto per proteggere le persone e le apparecchiature. I colpi di arco elettrico possono verificarsi tra i contatti degli interruttori in queste apparecchiature. Gli interruttori riempiti di SF6 sono elettricamente isolanti e controllano efficacemente l’arco elettrico.
SF6 è mescolato con argon (Ar), e usato per isolare le finestre a più pannelli. L’SF6 è usato nell’industria dei metalli quando si fonde il magnesio. Gli oculisti lo usano come agente di raffreddamento durante le operazioni. L’SF6 può essere usato come materiale antincendio perché non è infiammabile e rinfrescante.