BUNSENOV HORÁK: VLASTNOSTI, FUNKCIE, PRÍKLADY POUŽITIA - CHÉMIA - 2026

Bunsen horák je laboratórny prístroj schopný dodávať tepelného zdroje efektívne a bezpečne cez plameň, ktorý je produktom spaľovania plynu, ktorý je zvyčajne metán, alebo zmes propánu a butánu. Tento nástroj je sám o sebe synonymom pre vedu a chémiu.

Jeho meno pochádza od nemeckého chemika Roberta Bunsena, ktorý bol spolu s technikom Petrom Desagom zodpovedný za jeho implementáciu a zdokonaľovanie na základe modelu, ktorý už navrhol Michael Faraday. Tento zapaľovač je malý a ľahký, takže sa dá posúvať takmer kdekoľvek, kde je plynová fľaša a optimálne pripojenie.

Bunsenový horák zahrievajúci roztok v banke. Zdroj: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Hore je horák Bunsen v akcii. Všimnite si, že nastavenie nie je ani nastavenie laboratória. Modrý plameň zahreje obsah banky, aby sa vyvinula chemická reakcia, alebo jednoducho rýchlejšie rozpustil tuhú látku. Hlavným použitím tohto nástroja je preto iba zahrievanie povrchu, vzorky alebo materiálu.

Bunsenov horák sa však používa aj na celý rad metód a procesov, ako je testovanie plameňa, sterilizácia, destilácia, spaľovanie a rozklad. Od strednej školy bolo medzi študentmi príčinou úžasu a strachu, že sa neskôr stane nástrojom rutinného používania.

histórie

Počiatky tohto ikonického zapaľovača siahajú až do roku 1854, v jednom z laboratórií Univerzity v Heidelbergu, kde pracoval Robert Bunsen. Do tej doby už univerzitné zariadenia mali systém základných plynovodov a zapaľovačov, pomocou ktorých sa mohli uskutočňovať experimenty.

Tieto zapaľovače, ktoré navrhol Michael Faraday, však generovali veľmi svetlé a „špinavé“ plamene, čo znamená, že na povrch, ktorého sa dotkli, usadili škvrny na drevenom uhlí. Tieto plamene, okrem maskovania farieb, ktoré určité látky uvoľňovali pri zahrievaní, neboli dostatočne horúce.

Robert Bunsen sa preto spolu s nemeckým technikom Petrom Desagom rozhodli vykonať vylepšenia zapaľovačov Faraday. Aby sa to dosiahlo, snažili sa, aby plyn horel s väčším prietokom vzduchu, ktorý je vyšší ako prúd, ktorý voľne prechádza laboratóriom. Týmto spôsobom sa zrodil horák Bunsen-Desaga.

Odvtedy majú laboratóriá po ruke zapaľovač, ktorý umožňuje získať oveľa horúci a „čistejší“ plameň. Podobne sa vďaka tomuto zapaľovaču vytvorili základy alebo pôvod spektroskopie.

Funkcie a časti horáka Bunsen

- nástroj

Výkres častí horáka Bunsen. Zdroj: Pearson Scott Foresman / verejné vlastníctvo

Obrázok hore ukazuje ilustráciu Bunsenovho horáka. Príslušné prívody pre vzduch aj plyn sú uvedené.

Plyn prúdi cez vnútro gumovej hadice z plynového kohútika umiestneného v tom istom laboratórnom počítači do vstupu zapaľovača. V spodnej oblasti zapaľovača, tesne nad prstencovou podperou, je ventil alebo koleso, ktoré odvádza prúd plynu, ktorý vychádza z dýzy zapaľovača.

Na druhej strane vzduch vstupuje do zapaľovača kruhovými (alebo pravouhlými) otvormi v objímke. Keď sa golier otáča, do otvorov prúdi viac vzduchu a zmieša sa s plynom. Táto zmes vzduchu a plynu stúpa pozdĺž valca alebo kolóny, aby nakoniec vystúpila ľahšou dýzou.

Celý zapaľovač je vyrobený z ľahkého kovu, napríklad z hliníka, a je dostatočne malý na to, aby sa zmestil na akúkoľvek policu alebo zásuvku.

- Zavolajte

znižovanie

Plameň získaný Bunsenovým horákom sa môže líšiť farbou v závislosti od množstva privádzaného vzduchu. Zdroj: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Umiestnením zdroja tepla priamo do výšky zapaľovacej dýzy, buď pomocou zapáleného zápalky alebo iskry, sa zmes vzduchu a plynu zapáli a začne horieť. Takže sa objaví plameň. Vizuálne a chemické vlastnosti tohto plameňa však závisia od pomeru vzduchu a plynu.

Ak je golier uzavretý, čím sa zabráni vniknutiu vzduchu cez jeho diery, bude existovať zmes bohatá na plyn, ktorá s okolitým vzduchom sotva horí s kyslíkom. Tento plameň zodpovedá 1 (horný obrázok) a je známy ako „bezpečný“ a „špinavý“ plameň, pretože je najmenej horúci a tiež produkuje najviac sadze. Všimnite si, aký je jasný a tiež jeho žltooranžové farby.

Svietivosť tohto plameňa je spôsobená časticami sadzí tvorenými prakticky z atómov uhlíka, ktoré absorbujú teplo a vydávajú svetlo a farbu. Čím otvorenejší je prívod plynu, tým väčší bude plameň.

Je známe, že tento plameň sa redukuje, pretože poskytuje uhlík ako častice sadzí, ktoré sú schopné redukovať niektoré látky.

okysličovadlo

Keď sa golier otáča, otvory, ktorými prechádza vzduch, sa otvárajú, čím sa zvyšuje množstvo vzduchu vo výslednej plynnej zmesi. Výsledkom bude, že žltý plameň bude mať viac modrastú farbu (od 2 do 4) do bodu, keď sa môže javiť priehľadný, ak to umožňuje pozadie a čistota zmesi.

Plameň 4 je v laboratóriu najžiadanejší a najužitočnejší, pretože je najteplejší a môže tiež dokonale oxidovať vzorku, ktorá je s ním v kontakte. Z tohto dôvodu je známe, že tento plameň oxiduje, pretože produkty spaľovania (hlavne oxid uhličitý a vodná para) neinterferujú s okolitým kyslíkom a látkami, ktoré sa majú oxidovať.

Funkcie / použitia

Bunsenový horák ohrieva banku. Zdroj: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Z predchádzajúcej časti je možné vyvodiť záver, že plameň je najdôležitejším prvkom alebo charakteristikou Bunsenovho horáka. V skutočnosti to definuje príslušné funkcie alebo použitia tohto nástroja, ktoré skrátka nie sú ničím iným než zahrievaním povrchu, materiálu alebo vzorky.

To však neznamená, že sa dá použiť na zohriatie všetkého v laboratóriu. Najprv musí byť teplota topenia materiálu nad 1500 ° C, čo je maximálna teplota, pri ktorej plameň môže dosiahnuť. Inak sa topí a spôsobí katastrofu na pracovnom stole.

Po druhé, teplota plameňa je tak vysoká, že je schopná zapáliť výpary akéhokoľvek organického rozpúšťadla, čo by zvýšilo nebezpečenstvo požiaru. Preto by sa mali ohrievať iba kvapaliny s vysokými bodmi varu a nízkou prchavosťou.

Z tohto dôvodu je voda príkladom ideálnej kvapaliny, ktorá sa má ohriať pomocou Bunsenovho horáka. Napríklad je bežné, že sa zohrievajú destilačné fľaše, kadičky, banky alebo kvetináče, ktoré obsahujú vodné roztoky.

Príklady použitia

spaľovacie

Jedným z hlavných spôsobov použitia Bunsenovho horáka je vystavenie vzorky spaľovaniu; to znamená, že sa oxiduje rýchlo a exotermicky. Na tento účel sa použije oxidačný plameň (modrý a takmer priehľadný) a vzorka sa umiestni do nádoby, ako je téglik.

Väčšina vzoriek sa však následne prenesie do banky, kde môže pokračovať v zahrievaní celé hodiny (dokonca celý deň).

Tepelný rozklad

Podobne ako pri spaľovaní, pri použití Bunsenovho horáka sa môže uskutočňovať tepelný rozklad určitých látok, ako sú chlorečnany a dusičnany. Táto metóda vám však absolútne neumožňuje sledovať priebeh rozkladu v priebehu času.

Plameňový test

Kovové ióny sa dajú kvalitatívne zistiť plameňovým testom. Za týmto účelom sa drôt predtým zahriaty a ponorený do kyseliny chlorovodíkovej uvedie do styku so vzorkou a privedie sa do plameňa.

Uvoľnené farby pomáhajú identifikovať prítomnosť kovov ako je meď (modrozelená), draslík (fialová), sodík (tmavo žltá), vápnik (oranžovo-červená) atď.

Sterilizácia materiálov

Teplo plameňa je také, že ho možno použiť na ďalšie dômyselné použitie: zničiť mikroorganizmy na povrchu materiálov. To je užitočné najmä pri zaobchádzaní so sklom alebo kovmi, ktoré sú určené na účely úzko spojené so zdravím (ihly, pipety, skalpely atď.).

destilácia

Už bolo povedané, že voda je jednou z tekutín, ktorá sa výhodne zohrieva Bunsenovým horákom. Z tohto dôvodu sa používa na zohrievanie destilačných fliaš, a tak varí vodu tak, aby jej výpary obsahovali určité esencie alebo vône rastlinnej hmoty (pomarančové kôry, škoricový prášok atď.).

Na druhej strane sa môže tiež použiť na destiláciu iných typov zmesí, pokiaľ sa intenzita plameňa zmierni a pri procese sa nevytvára príliš veľa pár.

Stanovenie teploty varu

Pomocou trubice Thiele, oleja, nosiča a kapiláry sa body varu určitých kvapalín určujú pomocou Bunsenovho horáka na zahriatie rukoväte rúrky alebo jej bočného ramena. Tento experiment je bežný vo vyučovacích laboratóriách všeobecnej chémie a organickej chémie.

Referencie

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
2. Wikipedia. (2020). Bunsenov horák. Obnovené z: en.wikipedia.org
3. Zložené úroky. (2016, 31. marca). História chémie: Bunsen Burner Day. Získané z: Compoundchem.com
4. Nikki Wyman. (2015, 31. augusta). Bunsen Burner: Parts, Function & Diagram. Obnovené z: study.com
5. Nichols Lisa. (18. augusta 2019). Horáky Bunsen. Chemistry Libretexts. Obnovené z: chem.libretexts.org
6. Wayne State University. (SF). Správne používanie horáka Bunsen. , Získané z: research.wayne.edu