Bunsenov gorilnik je laboratorijska naprava, ki se uporablja za segrevanje snovi za različne poskuse. V bistvu so to majhni plinski gorilniki z nastavljivim plamenom, ki jih na dnu manipuliramo z nadzorovanjem količine dopuščenega plina in zraka. So običajen prizor v kemijskih laboratorijih in večina znanstvenikov pozna njihovo delovanje. Za zmerno segrevanje, zlasti tekočin v čašah in bučkah, je morda prednostna električna kuhalna plošča, ko pa so potrebne visoke temperature ali pri segrevanju materialov v epruvetah, je potreben Bunsenov gorilnik.
Načrtovanje in delovanje
Naprava je sestavljena iz navpične kovinske cevi, ki je povezana s široko podlago, ki je obtežena tako, da je ni enostavno prevrniti. Podnožje vključuje šobo za povezavo z virom goriva, kot tudi ventil za nadzor pretoka plina in regulator dimnih plinov za nadzor količine zraka, ki se dovaja skozi eno ali več majhnih zračnih lukenj na dnu cevi. Plin se na dnu cevi pomeša z zrakom in se nato dvigne na vrh gorilnika, kjer ga lahko prižgemo z vžigalico ali vžigalnikom.
Ko so zračne luknje zaprte, nastane rumen, dimljen plamen zaradi nepopolnega zgorevanja ogljika. Zemeljski plin je sestavljen predvsem iz metana, spojine ogljik-vodik; če je zraka premalo, se ves ogljik ne zgori in namesto tega tvori drobne delce saj, ki na vročini žarijo rumeno. Ta plamen se ne uporablja za ogrevanje, saj bo nalagal saje na vse, kar je v ali nad njim, in v vsakem primeru ni dovolj vroč za številne namene.
Ko so luknje odprte, se zrak v gorilnik vleče, kar omogoča popolno zgorevanje goriva zemeljskega plina in nastane modri plamen. Ta plamen je veliko bolj vroč – doseže do 2732 ° F (1500 ° C) – in se uporablja za ogrevanje. Običajno ima šibek zunanji stožec in bolj intenzivno moder notranji stožec, katerega vrh je najbolj vroč del plamena. Napravo je mogoče prilagoditi za delovanje na propan ali butan iz jeklenk, tako da se lahko uporablja tudi na mestih brez dovoda plina.
uporabljate
Glavna uporaba Bunsenovega gorilnika je kot sredstvo za močno segrevanje snovi med kemijskimi poskusi. Pogosto se uporablja za segrevanje materiala v stekleni epruveti. Če je potrebno zelo močno segrevanje – dovolj močno, da stopi steklo – lahko uporabite majhno porcelanasto posodo, imenovano lonček.
Bunsenovi gorilniki se lahko uporabljajo tudi v surovi obliki kemične analize, znani kot plamenski test. Številni elementi, zlasti kovine, pri segrevanju v plamenu oddajajo svetlobo določenih barv. Te elemente lahko pogosto zaznamo tako, da jih postavimo v Bunsenov plamen; na primer, natrij daje rumen plamen, kalij daje lila, barij pa zelen. Ta metoda ima svoje omejitve in slabosti – na primer močna rumena barva natrija lahko prikrije prisotnost drugih kovin – in so jo v veliki meri nadomestili spektroskopi, vendar je v nekaterih primerih lahko koristen hiter test.
Varnost
Številne laboratorijske nesreče vključujejo opekline, povezane z izpostavljenim plamenom, zato so novi študenti skrbno usposobljeni za uporabo plinskih gorilnikov. Učenka naj vedno nosi zaščitna očala in poskrbi, da so njeni lasje in oblačila varni, da ne pridejo v stik s plamenom. Vnetljive snovi je treba hraniti stran od vira toplote in nekdo mora biti ves čas prisoten, da ga nadzoruje. Ko sveti, vendar ni v uporabi, je treba zračno luknjo zapreti, tako da je plamen jasno viden: vroč, modri plamen je težko videti pri močni svetlobi.
Pri segrevanju majhnih predmetov v plamenu je treba uporabiti par klešč. Večje predmete, kot so bučke in čaše, je treba postaviti na stojalo ali jih držati v sponki. Fleksibilna gumijasta cev, ki povezuje Bunsenov gorilnik s plinsko šobo na laboratorijski mizi, mora biti varna, brez znakov puščanja. Bodite previdni pri dotikanju stvari, ki so bile izpostavljene vročini gorilnika, zlasti steklenih predmetov, ki lahko ostanejo nekaj časa vroči.
Zgodovina
Kot mnogi znanstveni izumi tudi gorilnik odraža ime znanstvenika, ki nadzoruje laboratorij, kjer je bil izumljen, in ne dejanskega izumitelja. Robert Wilhelm Bunsen je bil sredi 1800. stoletja znan kemik v Nemčiji, ki se je še posebej zanimal za preučevanje spektrov različnih elementov, to je edinstvenega niza valovnih dolžin ali barv svetlobe, ki jih vsak oddaja, ko se segreje. Da bi to učinkovito naredil, je potreboval nekaj, kar bi ustvarilo zelo vroč plamen z nizko svetilnostjo, tako da njegova svetloba ne bi zakrila spektra.
Imel je idejo o mešanju zemeljskega plina z zrakom pred zgorevanjem in naročil laboratorijskemu tehniku Petru Desagi, da projektira in izdela gorilnik. Nastala naprava je omogočala pomemben nadzor nad višino in intenzivnostjo plamena in je bila zelo uspešna. Hitro se je povezal z Bunsenovim laboratorijem in popularno znan kot Bunsenov gorilnik.
Kmalu po izumu je naprava omogočila Bunsenu, da je odkril dva nova elementa, cezij in rubidij, iz njunih prej nevidnih spektrov. Elementi so pravzaprav poimenovani po spektralnih linijah, ki jih proizvajajo: nebeško modra oziroma temno rdeča. Drugi kemiki so na ta način odkrili še več novih elementov.