Fluorid sírový

Fluorid sírový (též hexafluorid síry, někdy označovaný podle vzorce SF6) je bezbarvá, plynná, anorganická chemická látka se vzorcem SF₆. Tato látka je nepolární a má vysokou hustotu, asi šestkrát vyšší, než je hustota vzduchu. Na rozdíl od ostatních fluoridů síry není jedovatý, proto se používá při různých fyzikálních pokusech a je v elektrotechnickém průmyslu používán jako izolační plyn. Podle IPCC je SF6 skleníkovým plynem a za posledních 16 let se jeho koncentrace v ovzduší téměř zdvojnásobila (viz graf). Evropská komise navrhla v roce 2023 zakázat jeho používání.^[2]

Graf množství fluoridu sírového ve vzduchu (měření na hoře Mauna Loa)

Fluorid sírový
Vzorec
3D model
Obecné
Systematický název	Fluorid sírový, hexafluorid síry
Ostatní názvy	hexafluor-λ6-sulfan
Anglický název	sulfur hexafluoride
Sumární vzorec	SF6
Vzhled	Bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS	2551-62-4
Číslo RTECS	VZ4725000
Vlastnosti
Molární hmotnost	146,06 g/mol
Teplota tání	sublimace: −64 °C; 209 K
Teplota varu	−50,8 °C; 222,3 K
Hustota	6,63 kg/m3
Struktura
Krystalová struktura	Kosočtverečná
Bezpečnost
GHS04 GHS07 [1] Varování[1]
R-věty	Žádné
S-věty	S38
NFPA 704	0 0 0
Teplota vznícení	Není vznětlivý
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Výroba

Roku 1901 Henri Moissan a Paul Lebeau objevili, že fluorid sírový vzniká, společně s fluoridem siřičitým (SF₄) a dekafluoridem disíry (S₂F₁₀), reakcí síry a fluoru (avšak je kontaminován ostatními fluoridy a fluorem, dále probíhá čištění).

S₈ + 24 F₂ → 8 SF₆

Dále je potřeba odstranit ostatní produkty, které jsou jedovaté. Zahříváním se rozpadne dekafluorid disíry, a fluorid siřičitý se odstraňuje reakcí s hydroxidem sodným (NaOH), kde vznikají fluorid sodný (NaF) a síran sodný (Na₂SO₄).

S₂F₁₀ → SF₄ + SF₆

SF₄ + 6 NaOH → Na₂SO₃ + 4 NaF + 3 H₂O

2 F₂ + 4 NaOH → 4 NaF + 2 H₂O + O₂

Fluorid sírový je inertní, nereaguje dokonce ani s roztaveným sodíkem, ale je schopen exotermně reagovat s lithiem.

Použití

Ročně se vyrobí asi 8 000 tun této látky. Asi 70 % se využije v elektrotechnickém průmyslu jako dielektrikum (elektrický izolant), dále se využívá při odlévání reaktivních kovů, např. hořčíku, a na plynnou výplň oken. V medicíně se využívá jako negativní kontrastní látka při ultrasonografii ve formě mikrobublinek obalených fosfolipidovou membránou.^[3]

Zákaz používání

Kvůli vysokému vlivu plynu SF₆ na skleníkový efekt bude jeho použití zakázáno.^[2] Proto jsou hledány náhrady za SF₆, které jsou ale dražší, nedosahují tak dobrých izolačních schopností a vyžadují změny konstrukce dotčených elektrických zařízení.^[4]

Změna hlasu

Fluorid sírový je schopen při vdechnutí měnit hlas. Helium má nízkou molární hmotnost, asi 4 g/mol, což je nižší než vzduch, který má hmotnost (výpočtem) asi 30 g/mol, tedy i nižší hustotu. Hélium tedy zvyšuje frekvenci hlasu. Naopak fluorid sírový, který má molární hmotnost asi 146 g/mol, několikanásobně snižuje frekvenci hlasu, tedy vytváří hlubší hlas. Hluboký hlas zůstane po mnohem delší dobu než vysoký hlas u hélia, jelikož tento těžký plyn se z plic špatně dostává pryč, na rozdíl od helia, které je lehčí než vzduch. Rychlost zvuku ve fluoridu sírovém je asi 2,3krát nižší než ve vzduchu.^[5][6]