Tung gas – svavelhexafluorid
Hur fungerar det
Du kanske vet att när du andas in lite helium (He), som också är en inert gas, låter din röst som en högt tonad seriefigur. Varför händer detta? Ljudvågor färdas mycket snabbare genom helium än genom vanlig luft. Helium är mycket mindre tätt än vanlig luft, ungefär sex gånger mindre tätt.
Så du undrar: ”Vilken inert gas är ungefär sex gånger tyngre än luften vi andas och leder inte till döden om jag andas in den – som CO eller CO2?”. Svavelhexafluorid (SF6) är inert, inte giftig och kan påverka röstljudet när den inandas i små mängder (men försök inte heller detta hemma!). När SF6 inandas sjunker tonhöjden på en persons röst dramatiskt. Ljudets hastighet i SF6 är mycket långsammare än i luft. Ljudet färdas genom luft med ungefär 1100 ft/sek (335 m/s) men genom SF6 är det bara ungefär 394 ft/sek (120 m/s). Å andra sidan hörs en heliumröst vid cirka 2953 ft/sek (900 m/s). Det är mycket snabbare!
Som med helium kan en person som tränats av en expert andas in en liten mängd svavelhexafluorid utan skada för att demonstrera hur ljud färdas genom en mycket tät gas. Använd naturligtvis inte någon mängd SF6 utan lämplig utbildning och försiktighetsåtgärder.
Säkerhetsinformation
Även om helium är en inert gas som kan inandas kortvarigt utan risk för dödsfall, rekommenderar vi inte att du andas in helium eller någon annan gas än ”vanlig luft”. Vetenskapslärarna och demonstratörerna i videon har utbildats av yrkesmän. Prova inte detta experiment hemma (om inte annat för att svavelhexafluorid (SF6) är extremt dyrt).
Dr. Steve Harris har en hel del erfarenhet av att använda gasen i sin praktik. Han har också skrivit mycket om SF6 och förstår dess egenskaper. ”Det borde vara säkert att inhalera SF6 med hjälp av det sätt som vetenskapslärare gör i sina demonstrationer så länge du inte fyller dina lungor upprepade gånger under en kort tidsperiod. Du måste akta dig för hypoxi (syrebrist) och svimning, förutom att du inte kommer att få någon större förvarning eftersom människans hypoxi-sensorer inte är särskilt bra.” Han fortsätter: ”Andas rent syre i tio andetag eller så innan du andas in SF6-gasen. Då blir dina lungor fulla av nästan 100 procent syre. Det betyder att du har mycket reserv mot blackout om du går för högt upp i SF6-halten.”
När du är klar med testerna ska du andas långsamt och djupt in och ut flera gånger för att hjälpa till att avlägsna gasen från dina lungor. Hyperventilera inte, utan andas bara in och ut djupt. SF6 måste tryckas ut ur lungorna några gånger eftersom den är så tung.
Real World Applications
SF6 används flitigt i elektrisk kraftutrustning. Den är färglös, luktfri, obrännbar och kemiskt stabil. Vid rumstemperatur reagerar den inte med något annat. Det är dess stabilitet som gör den användbar i elektrisk utrustning. SF6 är en mycket bra elektrisk isolator och kan effektivt släcka eller förhindra ljusbågar eftersom den inte leder elektricitet. Det är ett isolerande och bågsläckande material i ställverk för hög- och mellanspänningstillämpningar. I elektriska kraftsystem används hög- och mellanspänningsställverk för att bryta strömmen vid fel för att skydda människor och utrustning. Elektriska bågar kan uppstå mellan brytarkontakterna i denna utrustning. Brytare fyllda med SF6 är elektriskt isolerande och kontrollerar effektivt ljusbågar.
SF6 blandas med argon (Ar) och används för att isolera flerglasfönster. SF6 används inom metallindustrin vid gjutning av magnesium. Ögonkirurger använder det som kylmedel vid operationer. SF6 kan användas som brandsläckningsmaterial eftersom det är obrännbart och kylande.