BUNSEN GORILNIK: FUNKCIJE, FUNKCIJE, PRIMERI UPORABE - KEMIJA - 2026

Bunsen Gorilnik je laboratorijsko orodje lahko učinkovito in varno oskrbo s toplotnim virom s plamenom, ki je produkt zgorevanja plina, ki je običajno metan ali zmesi propana in butana. Ta instrument je sam po sebi sinonim za znanost in kemijo.

Njegovo ime izvira iz nemškega kemika Roberta Bunsena, ki je bil skupaj s tehnikom Petrom Desagojem odgovoren za njegovo izvajanje in izboljšanje po modelu, ki ga je že zasnoval Michael Faraday. Ta vžigalnik je majhen in lahek, zato ga je mogoče premikati skoraj kjer koli, kjer je plinska jeklenka in optimalni priključki.

Bunsen gorilnik raztopino segreva v bučki. Vir: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Zgoraj je gorilnik Bunsen v akciji. Upoštevajte, da nastavitev ni niti laboratorijska. Modri ​​plamen segreva vsebino bučke za razvoj kemične reakcije ali preprosto za hitrejše raztapljanje trdne snovi. Glavna uporaba tega instrumenta je zato preprosto segrevanje površine, vzorca ali materiala.

Bunsenov gorilnik pa se uporablja tudi za najrazličnejše metode in postopke, kot so testiranje plamena, sterilizacija, destilacija, zgorevanje in razpad. Že od srednje šole je med učenci vzbujal začudenje in strah, da bi kasneje postal instrument rutinske uporabe.

Zgodovina

Začetki te ikonične vžigalice segajo v leto 1854, v enega od laboratorijev Heidelberške univerze, kjer je delal Robert Bunsen. Do takrat so univerzitetni objekti že imeli sistem bolj rudimentarnih plinskih cevi in ​​vžigalnikov, s katerimi so lahko izvajali poskuse.

Vendar so ti vžigalniki, ki jih je zasnoval Michael Faraday, ustvarili zelo svetle in "umazane" plamene, kar pomeni, da so na površino, ki so se jih dotaknili, odlagali madeže oglja. Ti plameni poleg prikrivanja barv, ki jih določene snovi sprostijo pri segrevanju, niso bile dovolj vroče.

Tako se je Robert Bunsen skupaj z nemškim tehnikom Petrom Desago odločil, da bo izvedel izboljšave v vžigalnikov Faraday. Da bi to dosegli, so si prizadevali, da bi plin zgoreval z večjim pretokom zraka, višjim od tistega, ki je prosto gostoval po laboratoriju. Na ta način se je rodil gorilnik Bunsen-Desaga.

Od takrat imajo laboratoriji pri roki vžigalnik, ki omogoča pridobivanje veliko bolj vročega in "čistejšega" plamena. Prav tako so bili s pomočjo tega vžigalnika ustanovljeni temelji ali izvori spektroskopije.

Funkcije in deli gorilnika Bunsen

- instrument

Risba delov gorilnika Bunsen. Vir: Pearson Scott Foresman / Javna domena

Zgornja slika prikazuje ilustracijo gorilnika Bunsen. Navedena sta ustrezna dovoda za zrak in plin.

Plin teče skozi notranjost gumijaste cevi od plinske pipe, ki se nahaja v istem laboratorijskem pultu, do vstopa vžigalnika. V spodnjem območju vžigalnika, tik nad obročasto oblikovanim nosilcem, je ventil ali kolo, ki izravnava pretok plina, ki bo prišel iz lažje šobe.

Zrak na drugi strani vstopa v vžigalnik skozi okrogle (ali pravokotne) luknje v ovratniku. Ko se ovratnik zasuka, bo v luknje pritekalo več zraka in se pomešalo s plinom. Ta mešanica zrak-plin se bo dvigala vzdolž soda ali stolpca in končno izstopila skozi lažjo šobo.

Celoten vžigalnik je izdelan iz lahke kovine, kot je aluminij, in je dovolj majhen, da se lahko prilega na katero koli polico ali predal.

- Pokliči

Zmanjšanje

Plamen, ki ga dobimo z gorilnikom Bunsen, se lahko razlikuje glede na količino dotoka zraka. Vir: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Z nameščanjem vira toplote tik na višini vžigalne šobe, bodisi z uporabo prižgane vžigalice bodisi iskre, se bo zmes zrak-plin vžgala in začelo se bo izgorevanje. Tako se bo pojavil plamen. Vendar so vizualne in kemijske značilnosti tega plamena odvisne od razmerja zrak-plin.

Če je ovratnica zaprta in preprečuje vstop zraka skozi njene luknje, bo nastala mešanica, bogata s plinom, ki bo s kisikom komaj gorela v okoliškem zraku. Ta plamen ustreza 1 (zgornja slika) in je znan kot "varen" in "umazan" plamen, saj je najmanj vroč in ustvarja tudi največ saje. Upoštevajte, kako svetla je in tudi njene rumeno-oranžne barve.

Svetilnost tega plamena je posledica delcev saje, sestavljenih praktično iz ogljikovih atomov, ki absorbirajo toploto in oddajajo svetlobo in barvo. Bolj odprt je dovod plina, večji bo ta plamen.

Znano je tudi, da se ta plamen zmanjšuje, saj zagotavlja ogljik kot delce saje, ki lahko zmanjšajo nekatere snovi.

Oksidant

Ko se ovratnik vrti, se odprtine, skozi katere zrak prehaja, s tem povečajo količino zraka v nastali plinasti zmesi. Zaradi tega bo rumeni plamen postajal vse bolj modrikast (od 2 do 4), do točke, ko se lahko zdi prozoren, če to omogočata ozadje in čistost mešanice.

Plamen 4 je najbolj zaželen in uporaben v laboratoriju, saj je najbolj vroč in lahko tudi odlično oksidira vzorec, ki je v stiku z njim. Zaradi tega je znano, da ta plamen oksidira, saj produkti zgorevanja (v bistvu ogljikov dioksid in vodna para) ne posegajo v okoliški kisik in snovi, ki jih je treba oksidirati.

Funkcije / uporabe

Bunsenov gorilnik segreva bučko. Vir: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Iz prejšnjega odseka je mogoče sklepati, da je plamen najpomembnejši element ali značilnost gorilnika Bunsen. To pravzaprav določa ustrezne funkcije ali uporabe tega instrumenta, kar na kratko pomeni le segrevanje površine, materiala ali vzorca.

Vendar to ne pomeni, da ga je mogoče uporabiti za ogrevanje vsega v laboratoriju. Za začetek mora biti tališče materiala nad 1500 ° C, najvišja temperatura, pri kateri lahko plamen doseže. V nasprotnem primeru se bo talil in povzročil katastrofo na delovnem mestu.

Drugič, temperatura plamena je tako visoka, da lahko vname hlape katerega koli organskega topila, kar bi povečalo nevarnost požara. Zato je treba segrevati le tekočine z visokimi vreliščem in nizko hlapnostjo.

Zaradi tega je voda primer idealne tekočine, ki jo je treba segreti z uporabo gorilnika Bunsen. Na primer, običajno je segrevanje steklenic za destilacijo, čaše, bučke ali lonce, ki vsebujejo vodne raztopine.

Primeri uporabe

Izgorevanje

Ena glavnih načinov uporabe gorilnika Bunsen je vzorec, ki ga je treba izgorevati; to je, da ga oksidiramo na hiter in eksotermičen način. Za to uporabimo oksidacijski plamen (modre barve in skoraj prozoren) in vzorec damo v posodo, kot je lonček.

Vendar se večina vzorcev nato prenese v bučko, kjer lahko še naprej segreva ure (celo cel dan).

Toplotna razgradnja

Tako kot pri zgorevanju lahko tudi s pomočjo gorilnika Bunsen izvedemo termično razkroj nekaterih snovi, na primer klorata in nitratnih soli. Vendar pa ta metoda absolutno ne omogoča sledenja napredka razkroja skozi čas.

Test plamena

Kovinske ione lahko kvalitativno zaznamo s preskusom plamena. Če želite to narediti, se predhodno segreta žica, potopljena v klorovodikovo kislino, vzpostavi v stik z vzorcem in se pripelje v plamen.

Sproščene barve pomagajo prepoznati prisotnost kovin, kot so baker (modro-zelena), kalij (vijolična), natrij (temno rumena), kalcij (oranžno-rdeča) itd.

Sterilizacija materialov

Vročina plamena je takšna, da jo lahko uporabimo za drugo genialno uporabo: za uničenje mikroorganizmov na površini materialov. To je še posebej koristno pri ravnanju s steklom ali kovinami, ki so namenjeni namenom, tesno povezanim z zdravjem (igle, pipete, skalpeli itd.).

Destilacija

Prej je bilo rečeno, da je voda ena od tekočin, ki se po možnosti segreva z gorilnikom Bunsen. Zaradi tega se uporablja za segrevanje destilacijskih steklenic in s tem vrelo vodo, tako da njene hlape nosijo nekaj esenc ali dišav rastlinske snovi (pomarančne lupine, cimetov prah itd.).

Po drugi strani pa se lahko uporablja tudi za destilacijo drugih vrst mešanic, dokler se intenzivnost plamena ne umirja in v njem ne nastaja preveč hlapov.

Določitev vrelišč

S pomočjo Thieleove cevi, olja, nosilca in kapilare se določijo vrelišča nekaterih tekočin s pomočjo gorilnika Bunsen za ogrevanje ročaja cevi ali njegove stranske roke. Ta poskus je precej pogost v učnih laboratorijih splošne kemije in organske kemije.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedija. (2020). Gorilnik Bunsen. Pridobljeno: en.wikipedia.org
3. Obrestno obrestovanje. (2016, 31. marec). Kemijska zgodovina: Dan Bunsenovega gorilnika. Pridobljeno: spletna stran.com
4. Nikki Wyman. (2015, 31. avgusta). Bunsen gorilnik: deli, funkcija in diagram. Pridobljeno: study.com
5. Nicholsa Lisa. (18. avgust 2019). Gorilniki Bunsen. Kemija Libretexts. Pridobljeno: chem.libretexts.org
6. Univerza Wayne State. (sf). Pravilna uporaba gorilnika Bunsen. . Pridobljeno: research.wayne.edu