BUNSEN ПАЛЬНИК: ФУНКЦІЇ, ФУНКЦІЇ, ПРИКЛАДИ ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Пальник Бунзена є лабораторний прилад здатний подавати джерело тепла ефективно і безпечно через полум'я, яке є продуктом згоряння газу , який, як правило , метану або суміші пропану і бутану. Цей інструмент сам по собі є синонімом науки та хімії.

Його назва походить від німецького хіміка Роберта Бунсена, який відповідав разом із техніком Пітером Десагою за його втілення та вдосконалення за моделлю, вже розробленою Майклом Фарадеєм. Цей запальничка невеликий і легкий, тому його можна переміщати майже в будь-якому місці, де є газовий балон і оптимальні з'єднання.

Бунзенова пальник нагріває розчин в колбі. Джерело: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Зверху працює пальник Bunsen. Зауважте, що налаштування навіть не лабораторне. Синє полум'я нагріває вміст колби для розвитку хімічної реакції або просто швидшого розчинення твердої речовини. Таким чином, головне використання цього інструменту полягає у простому нагріванні поверхні, зразка чи матеріалу.

Однак пальник Бунзена також використовується для широкого спектру методів і процесів, таких як випробування полум'ям, стерилізація, перегонка, спалювання та розкладання. З середньої школи це стало причиною здивування та страху серед учнів, щоб згодом стати інструментом рутинного використання.

Історія

Витоки цієї знакової запальнички сягають 1854 року в одній з лабораторій Гейдельберзького університету, де працював Роберт Бунсен. На той час в університетських установах вже була система більш рудиментарних газових труб і запальничок, з якими можна проводити експерименти.

Однак ці запальнички, розроблені Майклом Фарадеєм, генерували дуже яскраві та «брудні» полум’я, а це означає, що вони осідали плями деревного вугілля на поверхні, яку вони торкалися. Ці полум'я, крім маскування кольорів, які певні речовини, що виділяються при нагріванні, були недостатньо гарячими.

Таким чином, Роберт Бунсен разом з німецьким техніком Пітером Десагою вирішили внести вдосконалення в запальнички Faraday. Щоб досягти цього, вони прагнули змусити спалити газ із більшим потоком повітря, вищим за той, що вільно блукає по лабораторії. Таким чином народився пальник Бунзена-Десаги.

З тих пір у лабораторіях було підручніше запальничка, яка дозволяє отримати набагато гарячіше і «чистіше» полум'я. Так само завдяки цій запальничці було встановлено основи або джерела спектроскопії.

Особливості та деталі пальника Bunsen

- інструмент

Креслення деталей пальника Бунзена. Джерело: Пірсон Скотт Форсман / Громадське надбання

На зображенні вище показана ілюстрація конфорки Бунзена. Вказуються відповідні входи для повітря і газу.

Газ проходить через внутрішню частину гумового шланга від газового крана, розташованого в тому ж лабораторному лічильнику, до входу запальнички. У нижній частині запальнички, трохи вище кільцеподібної опори, є клапан або колесо, які вирівнюють потік газу, який вийде з більш легкої насадки.

Повітря, з іншого боку, потрапляє в запальничку через круглі (або прямокутні) отвори у своєму комірі. По мірі обертання коміра більше повітря буде надходити в отвори і змішуватися з газом. Ця повітряно-газова суміш підніметься вздовж ствола чи стовпчика, щоб остаточно вийти через більш легку насадку.

Весь запальничка виготовлена ​​з легкого металу, наприклад, алюмінію, і є досить маленькою, щоб вміститись на будь-яку полицю або ящик.

- Дзвінок

Зменшення

Полум'я, отримане пальником Bunsen, може змінюватись в залежності від кількості повітря, що надходить. Джерело: Артур Ян Фіялковський / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Розмістивши джерело тепла саме на висоті запальнички, використовуючи запалений сірник або іскру, суміш повітря-газ запалиться і почнеться горіння. Так з’явиться полум’я. Однак візуальні та хімічні характеристики цього полум'я залежать від співвідношення повітря-газ.

Якщо нашийник закритий, перешкоджаючи потраплянню повітря через його отвори, у ньому з’явиться суміш, багата газом, яка ледве згорить киснем у навколишньому повітрі. Це полум'я відповідає 1 (верхнє зображення) і відоме як "безпечне" та "брудне" полум'я, оскільки воно є найменш гарячим та таким, яке також видає найбільшу кількість сажі. Зауважте, наскільки вона яскрава, а також її жовто-помаранчеві кольори.

Світлість цього полум'я пояснюється частинками сажі, що складається практично з атомів вуглецю, поглинаючи тепло і виділяючи світло і колір. Чим більше відкритого входу газу, тим більшим буде це полум'я.

Це полум'я, як відомо, також зменшує, оскільки воно забезпечує вуглець як частинки сажі, які здатні знижувати деякі речовини.

Окислювач

По мірі обертання коміра отвори, через які проходить повітря, відкриваються, тим самим збільшуючи кількість повітря в отриманій газоподібній суміші. В результаті жовте полум'я стане все синішим (від 2 до 4), до тієї точки, де воно може виглядати прозорим, якщо це дозволяє фон і чистота суміші.

Полум'я 4 є найбільш бажаним і корисним у лабораторії, оскільки воно є найгарячішим, а також може чудово окислювати зразок, який знаходиться в контакті з ним. З цієї причини, як відомо, це полум'я окислюється, оскільки продукти горіння (по суті, діоксид вуглецю та водяна пара) не впливають на навколишній кисень та речовини, що підлягають окисленню.

Функції / використання

Пальник Бунзена нагріває колбу. Джерело: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

З попереднього розділу можна зробити висновок, що полум'я є найважливішим елементом або характеристикою пальника Бунзена. Насправді саме це визначає відповідні функції або використання цього інструменту, які, коротше кажучи, є не що інше, як нагрівання поверхні, матеріалу або зразка.

Однак це не означає, що його можна використовувати для обігріву всього в лабораторії. Для початку температура плавлення матеріалу повинна бути вище 1500 ºC, максимальна температура, при якій полум'я може досягати. В іншому випадку він розтане і призведе до катастрофи на верстаку.

По-друге, температура полум'я настільки висока, що вона здатна запалювати пари будь-якого органічного розчинника, що може збільшити небезпеку пожежі. Тому слід нагрівати лише рідини з високою температурою кипіння та низькою летючістю.

Саме з цієї причини вода є прикладом ідеальної рідини, яку потрібно нагріти, використовуючи конфорку Бунзена. Наприклад, прийнято нагрівати пляшки для відгонки, склянки, колби або горщики, де містяться водні розчини.

Приклади використання

Горіння

Одне з головних застосувань пальника Bunsen - піддавати пробу горінню; тобто окислити його швидким та екзотермічним способом. Для цього використовується окислювальне полум'я (синього кольору і майже прозоре), а зразок поміщається в тару, як тигель.

Однак більшість зразків згодом переносять у колбу, де вона може продовжувати нагріватися годинами (навіть цілий день).

Термічне розкладання

Як і при спалюванні, за допомогою пальника Бунзена можна здійснити термічне розкладання певних речовин, таких як хлорат і нітратні солі. Однак цей метод абсолютно не дозволяє відстежувати хід розкладання за часом.

Тест на полум'я

Іони металів можна якісно виявити методом полум'я. Для цього попередньо нагріту дріт, занурену в соляну кислоту, ставлять у контакт із зразком і доводять до полум'я.

Випущені кольори допомагають виявити наявність таких металів, як мідь (синьо-зелений), калій (фіолетовий), натрій (темно-жовтий), кальцій (оранжево-червоний) тощо.

Стерилізація матеріалів

Тепло полум'я таке, що його можна використовувати для іншого геніального використання: для знищення мікроорганізмів на поверхні матеріалів. Це особливо корисно при роботі зі склом або металами, призначеними для цілей, тісно пов’язаних зі здоров’ям (голки, піпетки, скальпелі тощо).

Вигонка

Раніше говорилося, що вода є однією з рідин, яку бажано нагрівати за допомогою пальника Бунзена. Через це його використовують для нагрівання пляшок дистиляції і, таким чином, кип'ятіть воду так, щоб її пари несли певні есенції або аромати рослинної речовини (апельсинові шкірки, порошок кориці тощо).

З іншого боку, він також може бути використаний для перегонки інших типів сумішей до тих пір, поки інтенсивність полум'я буде помірною і в процесі не утворюється занадто багато парів.

Визначення точок кипіння

За допомогою трубки Тіля, масла, опори та капіляра визначаються точки кипіння певних рідин за допомогою пальника Бунзена для нагрівання рукоятки трубки або її бічної руки. Цей експеримент є досить поширеним у навчальних лабораторіях загальної хімії та органічної хімії.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Вікіпедія. (2020). Пальник Bunsen. Відновлено з: en.wikipedia.org
3. Складні відсотки. (2016 р., 31 березня). Історія хімії: День Бунзена. Відновлено з сайту: Compchem.com
4. Ніккі Вайман. (2015 р., 31 серпня). Пальник Bunsen: деталі, функції та діаграма. Відновлено з: study.com
5. Нікольс Ліза. (18 серпня 2019 р.). Bunsen Burners. Хімічні лібретексти. Відновлено з: chem.libretexts.org
6. Університет Вейна (sf). Правильне використання пальника Bunsen. . Відновлено з: research.wayne.edu