Zwaar gas – zwavelhexafluoride
Hoe werkt het
U weet misschien dat wanneer u een beetje helium (He) inademt, wat ook een inert gas is, uw stem klinkt als een hoog tekenfilmfiguurtje. Waarom gebeurt dit? Geluidsgolven verplaatsen zich veel sneller door helium dan door gewone lucht. Helium is veel minder dicht dan gewone lucht, ongeveer zes keer minder dicht.
Dus, u vraagt zich af: “Welk inert gas is ongeveer zes keer zwaarder dan de lucht die wij inademen en leidt niet tot de dood als ik het inadem – zoals bij CO of CO2?” Zwavelhexafluoride (SF6) is inert, niet giftig, en kan de klank van uw stem beïnvloeden als u het in kleine hoeveelheden inademt (nogmaals, probeer dit niet thuis!). Wanneer SF6 wordt ingeademd, daalt de toonhoogte van iemands stem dramatisch. De geluidssnelheid in SF6 is veel langzamer dan in lucht. Geluid verplaatst zich door lucht met een snelheid van ongeveer 335 m/s, maar door SF6 slechts met een snelheid van 120 m/s. Een heliumstem daarentegen is hoorbaar met een snelheid van 900 m/s. Dat is veel sneller!
Zoals bij helium kan iemand die door een deskundige is opgeleid, zonder schade een kleine hoeveelheid zwavelhexafluoride inademen om te demonstreren hoe geluid zich door een zeer dicht gas verplaatst. Gebruik natuurlijk geen enkele hoeveelheid SF6 zonder de juiste opleiding en voorzorgsmaatregelen.
Veiligheidsinformatie
Ondanks het feit dat helium een inert gas is dat kort kan worden ingeademd zonder levensgevaar, raden wij u niet aan helium of enig ander gas dan “gewone lucht” in te ademen. De wetenschapsleraren en demonstrateurs in de video werden opgeleid door professionals. Probeer dit experiment niet thuis uit (al was het maar omdat zwavelhexafluoride (SF6) extreem duur is).
Dr. Steve Harris heeft een behoorlijke hoeveelheid ervaring met het gebruik van het gas in zijn praktijk. Hij heeft ook uitvoerig over SF6 geschreven en kent de eigenschappen ervan. “Het zou veilig moeten zijn om SF6 te inhaleren op de manier waarop wetenschapsleraren dat doen in hun demo’s, zolang je je longen niet herhaaldelijk vult gedurende een korte periode. Je moet oppassen voor hypoxie (zuurstoftekort) en flauwvallen, alleen zul je niet veel waarschuwing krijgen omdat menselijke hypoxie-sensoren niet erg goed zijn.” Hij vervolgt: “Adem ongeveer tien keer zuivere zuurstof in voordat je het SF6-gas inademt. Dan zitten je longen vol met bijna 100% zuurstof. Dat betekent dat je veel reserve hebt tegen een black-out als je te hoog gaat in het SF6-gehalte.”
Als je klaar bent met je tests, adem dan langzaam en een paar keer diep in en uit om te helpen het gas uit je longen te verwijderen. Niet hyperventileren, gewoon diep inademen en uitademen. SF6 moet een paar keer uit uw longen worden geduwd, omdat het zo zwaar is.
Real World Applications
SF6 wordt veel gebruikt in elektrische krachtapparatuur. Het is kleurloos, geurloos, onontvlambaar, en chemisch stabiel. Bij kamertemperatuur reageert het niet met iets anders. Door zijn stabiliteit is het nuttig in elektrische apparatuur. SF6 is een zeer goede elektrische isolator en kan effectief vonken doven of voorkomen omdat het geen elektriciteit geleidt. Het is een isolerend en vlamboogdovend materiaal in schakelapparatuur voor hoog- en middenspanningstoepassingen. In elektrische energiesystemen wordt hoog- en middenspanningsschakelapparatuur gebruikt om de stroom af te sluiten in geval van een storing om mensen en apparatuur te beschermen. Elektrische vlambooginslagen kunnen zich voordoen tussen de stroomonderbrekercontacten in deze apparatuur. Met SF6 gevulde stroomonderbrekers zijn elektrisch isolerend en houden boogvlammen doeltreffend onder controle.
SF6 wordt gemengd met argon (Ar), en gebruikt om ramen met meerdere ruiten te isoleren. SF6 wordt in de metaalindustrie gebruikt bij het gieten van magnesium. Oogchirurgen gebruiken het als koelmiddel bij operaties. SF6 kan als brandblusmiddel worden gebruikt omdat het niet brandbaar en koelend is.