BUNSEN-POLTIN: OMINAISUUDET, TOIMINNOT, KÄYTTÖESIMERKIT - KEMIA - 2026

Bunsenpoltin on laboratorio väline, joka kykenee toimittamaan lämmönlähteen tehokkaasti ja turvallisesti liekin, joka on tuote, palamisen kaasu, joka on yleensä metaani, tai propaanin ja butaanin. Tämä instrumentti itsessään on synonyymi tieteelle ja kemialle.

Sen nimi on saksalainen kemisti Robert Bunsen, joka vastasi yhdessä teknikko Peter Desagan kanssa sen toteuttamisesta ja parantamisesta Michael Faradayn jo suunnitteleman mallin perusteella. Tämä sytytin on pieni ja kevyt, joten sitä voidaan siirtää melkein minne tahansa, missä on kaasusylinteri ja optimaaliset liitännät.

Bunsen-poltin, joka kuumentaa liuosta pullossa. Lähde: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Yllä on Bunsen-poltin toiminnassa. Huomaa, että asetus ei ole edes laboratorion asetus. Sininen liekki lämmittää pullon sisältöä kehittääkseen kemiallisen reaktion tai yksinkertaisesti liuottaakseen kiinteän aineen nopeammin. Tämän instrumentin pääasiallinen käyttö on siis vain pinnan, näytteen tai materiaalin lämmittäminen.

Bunsen-poltinta käytetään kuitenkin myös moniin erilaisiin menetelmiin ja prosesseihin, kuten liekin testaukseen, sterilointiin, tislaukseen, palamiseen ja hajoamiseen. Keskiasteen jälkeen on oppilaiden keskuudessa aiheuttanut hämmästystä ja pelkoa, josta on myöhemmin tullut rutiinikäyttöinen väline.

Historia

Tämän ikonisen sytyttimen juuret ovat peräisin vuodelta 1854 yhdessä Heidelbergin yliopiston laboratoriossa, jossa Robert Bunsen työskenteli. Siihen mennessä yliopiston tiloissa oli jo järjestelmä, joka sisälsi alkeellisempia kaasuputkia ja sytyttimiä kokeiden suorittamiseen.

Nämä Michael Faradayn suunnittelemat sytyttimet tuottivat kuitenkin erittäin kirkkaita ja "likaisia" liekkejä, mikä tarkoittaa, että ne keräsivät puuhiili tahroja kosketuspintaan. Nämä liekit eivät myöskään haihtaneet värejä, joita tietyt aineet vapauttivat kuumennettaessa, eivät olleet tarpeeksi kuumia.

Siksi Robert Bunsen yhdessä saksalaisen teknikon Peter Desagan kanssa päätti tehdä parannuksia Faradayn sytyttimiin. Tämän saavuttamiseksi he yrittivät saada kaasun palamaan suuremmalla ilmavirralla, korkeammalla kuin laboratoriossa vapaasti vaeltava. Tällä tavalla syntyi Bunsen-Desaga -poltin.

Siitä lähtien laboratorioilla on ollut sytytin käsillä, mikä mahdollistaa paljon kuumemman ja "puhtaamman" liekin saamisen. Samoin tämän sytyttimen ansiosta spektroskopian perusteet tai alkuperä luotiin.

Bunsen-polttimen ominaisuudet ja osat

- instrumentti

Piirustus Bunsen-polttimen osista. Lähde: Pearson Scott Foresman / Public domain

Yllä oleva kuva näyttää kuvan Bunsen-polttimesta. Vastaavat tuloilmat sekä ilmalle että kaasulle on merkitty.

Kaasu kulkee kumiletkun läpi kaasuhanasta, joka sijaitsee samassa laboratoriotiskissä, sytyttimen tuloaukkoon. Sytyttimen alaosassa, juuri rengasmaisen tuen yläpuolella, on venttiili tai pyörä, joka tasoittaa sytyttimen suuttimesta tulevan kaasun virtauksen.

Ilma puolestaan ​​tulee sytyttimeen kauluksessa olevien pyöreiden (tai suorakulmaisten) reikien läpi. Kun kaulus pyörii, enemmän ilmaa virtaa reikiin ja sekoittuu kaasun kanssa. Tämä ilma-kaasuseos nousee tynnyriä tai kolonnia pitkin lopulta poistumaan kevyemmän suuttimen läpi.

Koko sytytin on valmistettu kevyestä metallista, kuten alumiinista, ja se on tarpeeksi pieni, jotta se mahtuu mihin tahansa hyllyyn tai laatikkoon.

- Soittaa puhelimella

vähentäminen

Bunsen-polttimen saaman liekin väri voi vaihdella tulevan ilman määrästä riippuen. Lähde: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Asetamalla lämmönlähde vain sytyttimen suuttimen korkeudelle joko käyttämällä valaistua tulitikkua tai kipinää, ilma-kaasuseos syttyy ja palaminen alkaa. Joten liekki ilmestyy. Tämän liekin visuaaliset ja kemialliset ominaisuudet riippuvat kuitenkin ilman ja kaasun suhteesta.

Jos kaulus on kiinni ja estää ilman pääsyä reikiensä läpi, muodostuu kaasumaista seosta, joka tuskin palaa ympäröivän ilman hapen kanssa. Tämä liekki vastaa yhtä (ylempi kuva), ja se tunnetaan nimellä "turvallinen" ja "likainen" liekki, koska se on vähiten kuuma ja tuottaa myös eniten nokea. Huomaa kuinka kirkas se on ja myös keltaoranssinväriset.

Tämän liekin valoisuus johtuu nokihiukkasista, jotka koostuvat käytännössä hiiliatomeista, absorboivat lämpöä ja lähettävät valoa ja väriä. Mitä avoimempi kaasun sisääntulo on, sitä suurempi tämä liekki on.

Tämän liekin tiedetään myös vähentävän, koska se tarjoaa hiiltä nokihiukkasina, jotka kykenevät pelkistämään joitain aineita.

hapetin

Kauluksen pyöriessä, reiät, joiden läpi ilma kulkee, aukeavat, mikä lisää ilmamäärää tuloksena olevaan kaasumaiseen seokseen. Seurauksena keltainen liekki muuttuu yhä sinertävämmäksi (2 - 4) pisteeseen, jossa se voi näyttää läpinäkyvältä, jos seoksen tausta ja puhtaus sen sallivat.

Liekki 4 on laboratoriossa halutuin ja hyödyllisin, koska se on kuumin ja voi myös hapettaa täydellisesti sen kanssa kosketukseen joutuneen näytteen. Tästä syystä tämän liekin tiedetään hapettavan, koska palamistuotteet (olennaisesti hiilidioksidi ja vesihöyry) eivät häiritse ympäröivää happea ja hapettavia aineita.

Toiminnot / käytöt

Bunsen-poltin, joka lämmittää pullon. Lähde: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Edellisestä osasta voidaan päätellä, että liekki on Bunsen-polttimen tärkein elementti tai ominaisuus. Itse asiassa tämä määrittelee tämän instrumentin toiminnot tai käyttötarkoitukset, jotka ovat lyhyesti sanottuna vain pinnan, materiaalin tai näytteen lämmittämistä.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että sitä voidaan käyttää kaiken lämmittämiseen laboratoriossa. Aluksi materiaalin sulamispisteen on oltava yli 1500 ºC, korkeimman lämpötilan, jossa liekki voi saavuttaa. Muuten se sulaa ja aiheuttaa katastrofin työpöydälle.

Toiseksi liekin lämpötila on niin korkea, että se kykenee sytyttämään minkä tahansa orgaanisen liuottimen höyryt, mikä lisäisi palovaaraa. Siksi vain nesteitä, joilla on korkea kiehumispiste ja alhainen haihtuvuus, tulee kuumentaa.

Tästä syystä vesi on esimerkki ihanteellisesta nesteestä, joka voidaan lämmittää käyttämällä Bunsen-poltinta. Esimerkiksi on yleistä lämmittää tislauspulloja, dekantterilaseja, pulloja tai kattiloita, jotka sisältävät vesiliuoksia.

Käyttöesimerkkejä

palaminen

Yksi Bunsen-polttimen pääkäytöistä on näytteen palaminen; eli hapettaa se nopeasti ja eksotermisellä tavalla. Tätä varten käytetään hapettavaa liekkiä (väriltään sininen ja melkein läpinäkyvä) ja näyte asetetaan astiaan, kuten upokkaan.

Useimmat näytteet siirretään kuitenkin myöhemmin pulloon, jossa se voi kuumentua edelleen tuntikausia (jopa koko päivän).

Lämpöhajoamisen

Kuten palamisessa, myös Bunsen-polttimella voidaan suorittaa tiettyjen aineiden, kuten kloraatti- ja nitraattisuolojen, lämpöhajoaminen. Tämä menetelmä ei kuitenkaan ehdottomasti anna sinun seurata hajoamisen etenemistä ajan myötä.

Liekitesti

Metalli-ionit voidaan tunnistaa kvalitatiivisesti liekkitestauksella. Tätä varten suolahappoon upotettu aiemmin kuumennettu lanka saatetaan kosketukseen näytteen kanssa ja tuodaan liekkiin.

Vapautuneet värit auttavat tunnistamaan metallien, kuten kuparin (sinivihreä), kalium (violetti), natriumin (syvän keltainen), kalsiumin (oranssi-punainen), jne.

Materiaalien sterilointi

Liekin lämpö on sellainen, että sitä voidaan käyttää toiseen nerokkaaseen käyttöön: tuhoamaan mikro-organismit materiaalien pinnalla. Tämä on erityisen hyödyllistä käsiteltäessä lasia tai metalleja, jotka on tarkoitettu tarkoituksiin, jotka liittyvät läheisesti terveyteen (neulat, pipetit, skalpeleet jne.).

Tislaus

Aikaisemmin sanottiin, että vesi on yksi nesteistä, jota edullisesti kuumennetaan Bunsen-polttimella. Tämän vuoksi sitä käytetään tislaamaan pulloja ja keittämään siten vettä siten, että sen höyryt kuljettavat joitain kasvimateriaalin esansseja tai tuoksuja (appelsiininkuoria, kanelijauhetta jne.).

Toisaalta sitä voidaan käyttää myös muun tyyppisten seosten tislaamiseen, kunhan liekin voimakkuus on maltillinen ja prosessissa ei muodostu liian monta höyryä.

Kiehumispisteiden määrittäminen

Thiele-putken, öljyn, tuen ja kapillaarin avulla tiettyjen nesteiden kiehumispisteet määritetään käyttämällä Bunsen-poltinta putken kahvan tai sen sivivarren lämmittämiseen. Tämä koe on melko yleinen kemian ja orgaanisen kemian opetuslaboratorioissa.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Wikipedia. (2020). Bunsen-poltin. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
3. Korkoa korolle. (2016, 31. maaliskuuta). Kemian historia: Bunsenin polttimen päivä. Palautettu osoitteesta: yhdistechem.com
4. Nikki Wyman. (2015, 31. elokuuta). Bunsen Burner: Osat, toiminta ja kaavio. Palautettu osoitteesta study.com
5. Nichols Lisa. (18. elokuuta 2019). Bunsen Polttimet. Kemia Libretexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
6. Wayne State University. (SF). Bunsen-polttimen oikea käyttö.. Palautettu osoitteesta: research.wayne.edu