BUNSEN ГОРЕЛКА: ФУНКЦИИ, ФУНКЦИИ, ПРИМЕРИ ЗА ИЗПОЛЗВАНЕ - ХИМИЯ - 2025

В Бунзенова горелка е лаборатория инструмент в състояние да осигурява източник на топлина ефективно и безопасно чрез пламък, който е продукт от изгарянето на газ, който обикновено е метан, или смес от пропан и бутан. Този инструмент сам по себе си е синоним на науката и химията.

Името му идва от немския химик Робърт Бунсен, който е отговорен заедно с техника Питър Десага за неговото прилагане и усъвършенстване по модел, който вече е проектиран от Майкъл Фарадей. Тази запалка е малка и лека, така че може да се премества почти навсякъде, където има газов цилиндър и оптимални връзки.

Бунзенова горелка загрява разтвора в колба. Източник: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Отгоре е горелката Bunsen в действие. Обърнете внимание, че настройката дори не е тази на лаборатория. Синият пламък загрява съдържанието на колбата, за да развие химическа реакция или просто за да се разтвори по-бързо твърдо вещество. Следователно основната употреба на този инструмент е просто загряване на повърхност, проба или материал.

Горелката Bunsen обаче се използва и за голямо разнообразие от методи и процеси, като изпитване на пламък, стерилизация, дестилация, изгаряне и разлагане. От средното училище това е причина за учудване и страх сред учениците, за да стане по-късно инструмент за рутинна употреба.

история

Произходът на тази емблематична запалка датира от 1854 г. в една от лабораториите на Хайделбергския университет, където е работил Робърт Бунсен. Дотогава университетските помещения вече имаха система от по-елементарни газови тръби и запалки, с които да провеждат експерименти.

Тези запалки обаче, проектирани от Майкъл Фарадей, генерират много ярки и „мръсни“ пламъци, което означава, че те отлагат петна от въглен по повърхността, която докосват. Тези пламъци, в допълнение към камуфлирането на цветовете, които определени вещества, отделяни при нагряване, не са били достатъчно горещи.

Така Робърт Бунсен, заедно с немския техник Питър Десага, решават да внесат подобрения в запалките на Фарадей. За да постигнат това, те се стремяха да изгорят газа с по-голям въздушен поток, по-висок от този, който свободно се върти в лабораторията. По този начин се е родила горелката Bunsen-Desaga.

Оттогава лабораториите са имали запалка в ръка, която позволява да се получи много по-горещ и "по-чист" пламък. По същия начин благодарение на тази запалка са установени основите или произходът на спектроскопията.

Характеристики и части на горелката Bunsen

- инструмент

Чертеж на частите на горелката Bunsen. Източник: Pearson Scott Foresman / Public domain

Изображението по-горе показва илюстрация на горелката Bunsen. Посочени са съответните входове за въздух и газ.

Газът преминава през вътрешността на гумен маркуч от кранчето за газ, разположен в същия лабораторен брояч, до входа на запалката. В долната зона на запалката, точно над опората с формата на пръстен, има клапан или колело, които изравняват потока на газ, който ще излезе от дюза на запалката.

Въздухът, от друга страна, навлиза в запалката през кръговите (или правоъгълни) отвори в яката. Докато яката се завърти, в дупките ще потече повече въздух и ще се смеси с газа. Тази смес от въздух и газ ще се издигне по протежение на цевта или колоната, за да излезе накрая през по-лекия накрайник.

Цялата запалка е направена от лек метал като алуминий и е достатъчно малка, за да се побере на всеки рафт или чекмедже.

- Повикване

Намаляване

Пламъкът, получен от горелката Bunsen, може да варира в цвят в зависимост от количеството на входящия въздух. Източник: Артур Ян Фиджалковски / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Поставяйки източник на топлина точно на височината на по-лекия накрайник, използвайки запалена кибрит или искра, сместа въздух-газ ще се запали и ще започне горенето. Така пламъкът ще се появи. Визуалните и химичните характеристики на този пламък обаче зависят от съотношението въздух-газ.

Ако яката е затворена, предотвратявайки навлизането на въздух през дупките й, ще има смес, богата на газ, която едва изгаря с кислорода в околния въздух. Този пламък съответства на 1 (горно изображение) и е известен като "безопасен" и "мръсен" пламък, тъй като е най-малко горещ и също така произвежда най-много сажди. Обърнете внимание колко е ярка и също така жълто-оранжевите й цветове.

Светимостта на този пламък се дължи на частиците сажди, които на практика се състоят от въглеродни атоми, абсорбират топлина и излъчват светлина и цвят. Колкото по-отворен е входът за газ, толкова по-голям ще бъде този пламък.

Известно е също, че този пламък намалява, тъй като допринася за въглерод като частици сажди, които са способни да намалят някои вещества.

оксидант

Докато яката се върти, отворите, през които преминава въздухът се отварят, като по този начин се увеличава количеството въздух в получената газообразна смес. В резултат жълтият пламък ще става все по-синкав (от 2 до 4) до степен, в която може да изглежда прозрачен, ако фонът и чистотата на сместа го позволяват.

Пламъкът 4 е най-желаният и полезен в лабораторията, тъй като е най-горещият и може също така перфектно да окисли пробата, която е поставена в контакт с него. Поради тази причина се знае, че този пламък се окислява, тъй като продуктите от горенето (по същество въглероден диоксид и водни пари) не влияят на околния кислород и веществата, които трябва да се окисляват.

Функции / приложения

Бунзенова горелка, загряваща колба. Източник: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

От предишния раздел може да се заключи, че пламъкът е най-важният елемент или характеристика на горелката Bunsen. Всъщност именно това определя съответните функции или употреби на този инструмент, които накратко са нищо повече от нагряване на повърхност, материал или проба.

Това обаче не означава, че може да се използва за отопление на всичко в лабораторията. Като начало, точката на топене на материала трябва да бъде над 1500 ºC, максималната температура, при която пламъкът може да достигне. В противен случай той ще се стопи и ще причини катастрофа на работната маса.

Второ, температурата на пламъка е толкова висока, че може да запали изпаренията на всеки органичен разтворител, което би увеличило опасността от пожар. Следователно трябва да се нагряват само течности с висока точка на кипене и ниска летливост.

Именно поради тази причина водата е пример за идеална течност, която трябва да се нагрява с помощта на горелка Bunsen. Например, обичайно е да се нагряват бутилки, чаши, колби или тенджери, които съдържат водни разтвори.

Примери за употреба

горене

Едно от основните приложения на горелката Bunsen е излагането на проба на горене; тоест да го окисляваме по бърз и екзотермичен начин. За това се използва окисляващият пламък (син цвят и почти прозрачен) и пробата се поставя в контейнер като тигел.

Впоследствие повечето проби се прехвърлят в колба, където тя може да продължи да се загрява с часове (дори цял ден).

Термично разлагане

Както при горенето, като се използва горелката Bunsen може да се извърши термично разлагане на някои вещества, като хлорат и нитратни соли. Този метод обаче абсолютно не ви позволява да проследявате напредъка на разлагането във времето.

Тест за пламък

Металните йони могат да бъдат качествено открити чрез изпитване на пламък. За да направите това, предварително нагрята жица, потопена в солна киселина, се поставя в контакт с пробата и се извежда в пламъка.

Освободените цветове помагат да се идентифицира наличието на метали като мед (синьо-зелено), калий (виолетово), натрий (наситено жълто), калций (оранжево-червен) и др.

Стерилизация на материали

Топлината на пламъка е такава, че може да се използва за друга гениална употреба: за унищожаване на микроорганизми на повърхността на материалите. Това е особено полезно при работа със стъкло или метали, които са предназначени за цели, тясно свързани със здравето (игли, пипети, скалпели и др.).

дестилация

По-рано беше казано, че водата е една от течностите, които за предпочитане се нагряват с горелката Bunsen. Поради това се използва за загряване на бутилки за дестилация и по този начин кипва водата, така че нейните изпарения носят някакви есенции или аромати на растителната материя (портокалови кори, канела на прах и др.).

От друга страна, той може да се използва и за дестилация на други видове смеси, стига интензитетът на пламъка да се модерира и да не се генерират твърде много пари в процеса.

Определяне на точки на кипене

С помощта на тръбата на Thiele, масло, опора и капиляр, точките на кипене на някои течности се определят с помощта на горелката Bunsen за загряване на дръжката на тръбата или нейната странична ръка. Този експеримент е доста често срещан в лабораториите по обща химия и органична химия.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Wikipedia. (2020). Bunsen горелка. Възстановено от: en.wikipedia.org
3. Сложна лихва. (2016 г., 31 март). История на химията: Ден на Бънсън. Възстановена от: съединение.com
4. Ники Уайман. (2015 г., 31 август). Bunsen горелка: части, функция и диаграма. Възстановено от: study.com
5. Никълс Лиза. (18 август 2019 г.). Bunsen горелки. Химия Libretexts. Възстановено от: chem.libretexts.org
6. Уейн държавен университет. (SF). Правилно използване на горелка Bunsen., Възстановено от: research.wayne.edu