ARZĂTOR BUNSEN: CARACTERISTICI, FUNCȚII, EXEMPLE DE UTILIZARE - CHIMIE - 2025

Arzător Bunsen este un instrument de laborator capabil să furnizeze o sursă de căldură în mod eficient și în condiții de siguranță printr - o flacără, care este produsul combustia unui gaz , care este de obicei metan, sau un amestec de propan și butan. Acest instrument este în sine sinonim cu știința și chimia.

Numele său vine de la chimistul german Robert Bunsen, care a fost responsabil, împreună cu tehnicianul Peter Desaga, pentru implementarea și îmbunătățirea sa bazată pe un model proiectat deja de Michael Faraday. Această brichetă este mică și ușoară, deci poate fi deplasată aproape oriunde unde există un cilindru de gaz și conexiuni optime.

Arzător Bunsen încălzind soluția într-un balon. Sursa: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Mai sus este în acțiune arzătorul Bunsen. Rețineți că setarea nu este chiar cea a unui laborator. Flacăra albastră încălzește conținutul balonului pentru a dezvolta o reacție chimică sau pur și simplu pentru a dizolva mai rapid un solid. Prin urmare, utilizarea principală a acestui instrument este încălzirea simplă a unei suprafețe, a unei probe sau a unui material.

Cu toate acestea, arzătorul Bunsen este utilizat și pentru o mare varietate de metode și procese, cum ar fi testarea flăcării, sterilizarea, distilarea, arderea și descompunerea. Încă de la școala medie, a fost cauza uimirii și fricii în rândul elevilor, pentru a deveni ulterior un instrument de utilizare de rutină.

Istorie

Originile acestei brichete iconice datează din 1854, într-unul din laboratoarele Universității din Heidelberg, unde a lucrat Robert Bunsen. Până atunci, instalațiile universitare aveau deja un sistem de conducte de gaz și brichete mai rudimentare cu care să poată experimenta.

Cu toate acestea, aceste brichete, proiectate de Michael Faraday, au generat flăcări foarte strălucitoare și „murdare”, ceea ce înseamnă că au depus pete de cărbune pe suprafața pe care au atins-o. Aceste flăcări, pe lângă camuflarea culorilor pe care anumite substanțe le eliberează atunci când sunt încălzite, nu erau suficient de fierbinți.

Astfel, Robert Bunsen, împreună cu tehnicianul german, Peter Desaga, au decis să implementeze îmbunătățiri la brichetele Faraday. Pentru a realiza acest lucru, ei au căutat să facă gazul să ardă cu un flux de aer mai mare, mai mare decât cel care circulă în mod liber în laborator. În acest fel, s-a născut arzătorul Bunsen-Desaga.

De atunci, laboratoarele au avut o mână mai ușoară, care permite obținerea unei flăcări mult mai fierbinți și „mai curate”. De asemenea, datorită acestei lumini, au fost stabilite bazele sau originile spectroscopiei.

Caracteristici și părți ale arzătorului Bunsen

- instrument

Desen al părților arzătorului Bunsen. Sursa: Pearson Scott Foresman / Domeniu public

Imaginea de mai sus arată o ilustrație a arzătorului Bunsen. Se indică respectivele prize pentru aer și gaze.

Gazul trece prin interiorul unui furtun de cauciuc de la robinetul de gaz, situat în același blat de laborator, până la intrarea brichetei. În zona inferioară a brichetei, chiar deasupra suportului în formă de inel, există o supapă sau o roată care nivelează debitul de gaz care va ieși din duza mai ușoară.

În schimb, aerul intră mai ușor prin găurile circulare (sau dreptunghiulare) din gulerul său. Pe măsură ce gulerul este rotit, va intra mai mult aer în găuri și se va amesteca cu gazul. Acest amestec aer-gaz se va ridica de-a lungul barilului sau coloanei, pentru a ieși în sfârșit prin duza mai ușoară.

Întreaga brichetă este realizată dintr-un metal ușor, cum ar fi aluminiu, și este suficient de mică pentru a se potrivi pe orice raft sau sertar.

- Apel

Reduce

Flacăra obținută de arzătorul Bunsen poate varia în culori în funcție de cantitatea de aer care intră. Sursa: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Prin plasarea unei surse de căldură chiar la înălțimea duzei mai ușoare, fie folosind o chibrit aprins sau o scânteie, amestecul aer-gaz se va aprinde și va începe arderea. Astfel va apărea flacăra Cu toate acestea, caracteristicile vizuale și chimice ale acestei flăcări depind de raportul aer-gaz.

Dacă gulerul este închis, împiedicând pătrunderea aerului prin găurile sale, va exista un amestec bogat în gaz, care abia va arde cu oxigenul din aerul din jur. Această flacără corespunde la 1 (imaginea superioară) și este cunoscută sub numele de flacără „sigură” și „murdară”, deoarece este cea mai puțin caldă și cea care produce și cea mai mare cantitate de funingine. Rețineți cât de strălucitor este și de asemenea culorile galben-portocaliu.

Luminozitatea acestei flăcări se datorează particulelor de funingine, formate practic din atomi de carbon, absorbind căldura și dând lumină și culoare. Cu cât este mai deschisă intrarea gazului, cu atât această flacără va fi mai mare.

Această flacără este, de asemenea, cunoscută că se reduce, deoarece oferă carbon sub formă de particule de funingine, care sunt capabile să reducă unele substanțe.

oxidant

Pe măsură ce gulerul se rotește, găurile prin care trece aerul se deschid, crescând astfel cantitatea de aer din amestecul gazos rezultat. Drept urmare, flacăra galbenă va deveni tot mai albăstruie (de la 2 la 4), până la un punct în care poate părea transparentă dacă fundalul și puritatea amestecului o permit.

Flacăra 4 este cea mai dorită și utilă în laborator, deoarece este cea mai tare și poate oxida perfect proba care este pusă în contact cu ea. Din acest motiv, această flacără este cunoscută a fi oxidantă, deoarece produsele de ardere (în esență dioxidul de carbon și vaporii de apă) nu interferează cu oxigenul înconjurător și substanțele care trebuie oxidate.

Funcții / utilizări

Un arzător Bunsen încălzind un balon. Sursa: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Din secțiunea anterioară se poate concluziona că flacăra este cel mai important element sau caracteristică a arzătorului Bunsen. De fapt, aceasta definește funcțiile sau utilizările respective ale acestui instrument, care pe scurt nu sunt altceva decât încălzirea unei suprafețe, a unui material sau a unei probe.

Totuși, acest lucru nu înseamnă că poate fi folosit pentru a încălzi totul în laborator. Pentru început, punctul de topire al materialului trebuie să fie peste 1500 ºC, temperatura maximă la care poate ajunge flacăra. În caz contrar, se va topi și va provoca un dezastru pe bancul de lucru.

În al doilea rând, temperatura flăcării este atât de mare încât este capabilă să aprindă vaporii oricărui solvent organic, ceea ce ar crește pericolele de incendiu. Prin urmare, trebuie încălzite numai lichide cu puncte de fierbere ridicate și volatilitate redusă.

Din acest motiv, apa este un exemplu de lichid ideal care trebuie încălzit prin utilizarea unui arzător Bunsen. De exemplu, este obișnuit să se încălzească sticle de distilare, pahare, flacoane sau vase, care conțin soluții apoase.

Exemple de utilizare

Combustie

Una dintre principalele utilizări ale arzătorului Bunsen este de a supune o probă la ardere; adică să-l oxidăm într-un mod rapid și exotermic. Pentru aceasta, se folosește flacăra oxidantă (de culoare albastră și aproape transparentă) și proba este plasată într-un recipient, cum ar fi un creuzet.

Cu toate acestea, majoritatea probelor sunt transferate ulterior într-un balon, unde poate continua să se încălzească ore întregi (chiar și o zi întreagă).

Descompunerea termică

Ca și în cazul combustiei, folosind arzătorul Bunsen, se poate realiza descompunerea termică a anumitor substanțe, cum ar fi sărurile cloratului și nitratului. Cu toate acestea, această metodă nu vă permite absolut să urmăriți progresul descompunerii în timp.

Test de flacără

Ionii de metal pot fi detectati calitativ prin testarea flacarii. Pentru a face acest lucru, un fir încălzit anterior scufundat în acid clorhidric este pus în contact cu proba și introdus în flacără.

Culorile eliberate ajută la identificarea prezenței metalelor precum cupru (albastru-verde), potasiu (violet), sodiu (galben profund), calciu (portocaliu-roșu) etc.

Sterilizarea materialelor

Căldura unei flăcări este astfel încât poate fi folosită pentru o altă utilizare ingenioasă: pentru a distruge microorganismele de pe suprafața materialelor. Acest lucru este util mai ales atunci când aveți de-a face cu sticlă sau metale care sunt destinate unor scopuri strâns legate de sănătate (ace, pipete, scalpuri etc.).

Distilare

S-a spus anterior că apa este unul dintre lichidele care sunt de preferință încălzite cu arzătorul Bunsen. Din această cauză, este utilizat pentru încălzirea sticlelor de distilare și, astfel, fierberea apei, astfel încât vaporii săi să poarte anumite esențe sau parfumuri ale materiei vegetale (coji de portocală, scorțișoară etc.).

Pe de altă parte, poate fi folosit și pentru distilarea altor tipuri de amestecuri, atât timp cât intensitatea flăcării este moderată și nu se generează prea multe vapori în proces.

Determinarea punctelor de fierbere

Cu ajutorul tubului Thiele, uleiului, a unui suport și a unui capilar, punctele de fierbere ale anumitor lichide sunt determinate folosind arzătorul Bunsen pentru a încălzi mânerul tubului sau brațul său lateral. Acest experiment este destul de frecvent în laboratoarele de predare a chimiei generale și a chimiei organice.

Referințe

1. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
2. Wikipedia. (2020). Arzător Bunsen. Recuperat de la: en.wikipedia.org
3. Interes compus. (2016, 31 martie). Istoria chimiei: Bunsen Burner Day. Recuperat din: compoundchem.com
4. Nikki Wyman. (2015, 31 august). Bunsen Burner: Piese, funcții și diagrama Recuperat din: studiu.com
5. Nichols Lisa. (18 august 2019). Arzatoare Bunsen. Chimie Libretexts. Recuperat din: chem.libretexts.org
6. Universitatea de Stat Wayne. (Sf). Utilizarea corectă a unui arzător Bunsen. . Recuperat din: research.wayne.edu