BUNSEN PLAMENIK: ZNAČAJKE, FUNKCIJE, PRIMJERI UPOTREBE - KEMIJA - 2025

Plamenik je laboratorijska sredstvo može osigurati izvor topline učinkovito i sigurno kroz plamen, što je proizvod izgaranjem plina koji se obično metan, ili smjese propana i butana. Ovaj je instrument sam po sebi sinonim za znanost i kemiju.

Ime mu dolazi od njemačkog kemičara Roberta Bunsena, koji je zajedno s tehničarom Peterom Desagom bio odgovoran za njegovu primjenu i unapređenje na temelju modela koji je već dizajnirao Michael Faraday. Ovaj upaljač je malen i lagan, tako da se može premjestiti gotovo bilo gdje gdje ima plinski cilindar i optimalne spojeve.

Bunsen plamenik zagrijava otopinu u tikvici. Izvor: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Iznad je plamenik Bunsen u akciji. Napominjemo da ta postavka nije ni laboratorijska. Plavi plamen zagrijava sadržaj u tikvici za razvijanje kemijske reakcije ili jednostavno brže otapanje krutine. Glavna upotreba ovog instrumenta je stoga da jednostavno zagrijava površinu, uzorak ili materijal.

Međutim, Bunsenov plamenik koristi se i za široku paletu metoda i procesa, kao što su ispitivanje plamena, sterilizacija, destilacija, izgaranje i raspadanje. Od srednje škole bio je uzrok iznenađenja i straha među učenicima, da bi kasnije postao instrument rutinske uporabe.

Povijest

Podrijetlo ovog ikonskog upaljača datira iz 1854. godine u jednom od laboratorija na Sveučilištu u Heidelbergu, gdje je radio Robert Bunsen. Do tada su sveučilišne ustanove već imale sustav rudimentarnijih plinskih cijevi i upaljača s kojima je mogao izvoditi eksperimente.

Međutim, ti su upaljači, koje je dizajnirao Michael Faraday, stvarali vrlo svijetle i „prljave“ plamenove, što znači da su na površinu koja je dodiruje ostavili mrlje od ugljena. Ti plamenovi, osim što prikrivaju boje koje su određene tvari oslobađale pri zagrijavanju, nisu bile dovoljno vruće.

Tako je Robert Bunsen, zajedno s njemačkim tehnikom Peterom Desagom, odlučio implementirati poboljšanja u Faradayevim upaljačima. Da bi to postigli, nastojali su da plin sagorijeva s većim protokom zraka, većim od onog koji slobodno luta u laboratorijima. Na taj se način rodio plamenik Bunsen-Desaga.

Od tada su laboratoriji pri ruci imali upaljač koji omogućava dobivanje mnogo toplijeg i „čišćeg“ plamena. Isto tako, zahvaljujući ovom upaljaču uspostavljeni su temelji ili izvori spektroskopije.

Značajke i dijelovi plamenika Bunsen

- instrument

Crtanje dijelova plamenika Bunsen. Izvor: Pearson Scott Foresman / Javna domena

Slika iznad prikazuje ilustraciju plamenika Bunsen. Navedeni su odgovarajući ulazi i za zrak i za plin.

Plin prolazi kroz unutrašnjost gumene cijevi od slavine za plin, smještene na istom laboratorijskom brojaču, do ulaza upaljača. U donjem dijelu upaljača, neposredno iznad nosača u obliku prstena, nalazi se ventil ili kotač koji izravnava protok plina koji će izaći iz mlaznice mlaznice.

Zrak, s druge strane, ulazi u upaljač kroz kružne (ili pravokutne) rupe u ovratniku. Kako se ovratnik okreće, više zraka ulazi u rupe i miješa se s plinom. Ta će se smjesa zrak-plin uzdići duž cijevi ili kolone, da bi napokon izašla kroz lakšu mlaznicu.

Cijeli upaljač izrađen je od laganog metala, poput aluminija, i dovoljno je mali da stane na bilo koju policu ili ladicu.

- Nazovi

smanjivanje

Plamen koji je dobiven Bunsenovim plamenikom može se razlikovati u boji ovisno o količini dolaznog zraka. Izvor: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Stavljanjem izvora topline upravo u visinu upaljača mlaznica, bilo pomoću zapaljene šibice ili iskre, smjesa zrak-plin će se zapaliti i započeti sagorijevanje. Tako će se pojaviti plamen. Međutim, vizualne i kemijske karakteristike ovog plamena ovise o omjeru zrak i plin.

Ako je ovratnik zatvoren, sprečavajući zrak da uđe kroz njegove rupe, nastat će smjesa bogata plinovima, koja će jedva sagorjeti s kisikom u okolnom zraku. Taj plamen odgovara 1 (gornja slika), a poznat je kao "siguran" i "prljavi" plamen, jer je najmanje vruć i onaj koji stvara i najveću količinu čađe. Obratite pažnju na to koliko je svijetla i svoje žuto-narančaste boje.

Svjetlina ovog plamena je zbog čestica čađe, sastavljenih praktički od atoma ugljika, koji apsorbiraju toplinu i odaju svjetlost i boju. Što je otvor za plin otvoreniji, to će biti veći plamen.

Također se zna da se i ovaj plamen smanjuje, jer pruža ugljik kao čestice čađe, koje su sposobne smanjiti neke tvari.

antioksidativna

Kako se ovratnik okreće, otvaraju se rupe kroz koje prolazi zrak, povećavajući na taj način količinu zraka u nastaloj plinovitoj smjesi. Kao rezultat toga, žuti plamen će postati sve plavkastiji (2 do 4), do točke u kojoj može izgledati prozirno ako to dopušta pozadina i čistoća smjese.

Plamen 4 je najpoželjniji i najkorisniji u laboratoriju, jer je najtopliji i također može savršeno oksidirati uzorak koji se stavi u kontakt s njim. Iz tog razloga se zna da ovaj plamen oksidira, jer proizvodi izgaranja (u osnovi ugljični dioksid i vodena para) ne ometaju okolni kisik i tvari koje treba oksidirati.

Funkcije / upotrebe

Bunsenov plamenik koji zagrijava tikvicu. Izvor: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Iz prethodnog odjeljka može se zaključiti da je plamen najvažniji element ili karakteristika Bunsenovog plamenika. To je zapravo ono što definira odgovarajuće funkcije ili upotrebu ovog instrumenta, koje ukratko nisu ništa drugo do zagrijavanje površine, materijala ili uzorka.

Međutim, to ne znači da se može koristiti za zagrijavanje svega u laboratoriju. Za početak, talište materijala mora biti iznad 1500 ° C, maksimalne temperature na kojoj plamen može doseći. U protivnom će se rastopiti i uzrokovati katastrofu na radnoj ploči.

Drugo, temperatura plamena je toliko visoka da može zapaliti pare bilo kojeg organskog otapala, što bi povećalo opasnost od požara. Stoga treba grijati samo tekućine s visokim temperaturama ključanja i niskom isparljivošću.

Iz tog razloga je voda primjer idealne tekućine koju treba zagrijati primjenom Bunsen plamenika. Na primjer, uobičajeno je za zagrijavanje boca za destilaciju, čaša, posuda ili posuda koje sadrže vodene otopine.

Primjeri upotrebe

sagorijevanje

Jedna od glavnih primjena Bunsenovog plamenika je podvrgavanje uzorka; to jest oksidirati ga na brzi i egzotermni način. Za to se koristi oksidirajući plamen (plave boje i gotovo proziran), a uzorak se stavlja u posudu poput trske.

Međutim, većina se uzoraka nakon toga prebaci u tikvicu, gdje se može zagrijavati satima (čak i cijeli dan).

Termalno raspadanje

Kao i kod izgaranja, upotrebom Bunsenovog plamenika može se provesti toplinska raspada nekih tvari, poput klorata i nitratnih soli. Međutim, ova metoda uopće ne dopušta praćenje napretka raspadanja tijekom vremena.

Test plamena

Ispitivanjem plamena može se kvalitativno otkriti ioni metala. Da biste to učinili, prethodno zagrijana žica uronjena u klorovodičnu kiselinu stavi se u kontakt s uzorkom i dovede u plamen.

Oslobođene boje pomažu identificirati prisutnost metala poput bakra (plavo-zelena), kalija (ljubičasta), natrija (duboko žuta), kalcija (narančasto-crvena) itd.

Sterilizacija materijala

Toplina plamena je takva da se može upotrijebiti za drugu domišljatu upotrebu: za uništavanje mikroorganizama na površini materijala. To je posebno korisno kada se radi sa staklom ili metalima koji su namijenjeni u svrhe usko povezane sa zdravljem (igle, pipete, skalpeli itd.).

Destilacija

Ranije je rečeno da je voda jedna od tekućina koja se preferirano zagrijava Bunsenovim plamenikom. Zbog toga se koristi za zagrijavanje boca za destilaciju i tako prokuhava vodu tako da njegove pare nose neke esencije ili mirise biljne materije (narančine kore, cimet u prahu itd.).

S druge strane, može se koristiti i za destilaciju drugih vrsta smjesa, sve dok se intenzitet plamena umjerava i u njemu ne stvori previše pare.

Određivanje vrelišta

Pomoću Thieleove cijevi, ulja, potpornja i kapilara određuje se vrelište određenih tekućina pomoću Bunsenovog plamenika za zagrijavanje ručke cijevi ili bočne ruke. Ovaj je eksperiment prilično čest u laboratorijima za opću kemiju i organsku kemiju.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedia. (2020). Bunsen plamenik. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
3. Zajednički interes. (2016., 31. ožujka). Povijest kemije: Bunsen Burner Day. Oporavilo od: swahilichem.com
4. Nikki Wyman. (2015., 31. kolovoza). Bunsen plamenik: dijelovi, funkcija i dijagram. Oporavilo od: study.com
5. Nichols Lisa. (18. kolovoza 2019.). Bunsen plamenici. Libreteksti kemije. Oporavak od: chem.libretexts.org
6. Državno sveučilište Wayne (SF). Pravilna uporaba Bunsen plamenika., Oporavak od: research.wayne.edu