BUNSEN DEGLIS: FUNKCIJAS, FUNKCIJAS, LIETOŠANAS PIEMĒRI - ĶĪMIJA - 2025

Bunsen deglis ir laboratorijas instruments, kas spēj efektīvi un droši piegādāt siltuma avotu izmantojot liesmas, kas ir produkts, sadedzinot gāzes, kas parasti ir metāns, vai maisījumu propāna un butāna. Šis instruments pats par sevi ir sinonīms zinātnei un ķīmijai.

Tās nosaukums cēlies no vācu ķīmiķa Roberta Bunsena, kurš kopā ar tehniķi Pēteri Desaga bija atbildīgs par tā ieviešanu un uzlabošanu, balstoties uz Maikla Faradija izstrādāto modeli. Šis šķiltavas ir mazs un viegls, tāpēc to var pārvietot gandrīz visur, kur ir gāzes balons un optimāli savienojumi.

Bunsena deglis, karsējot šķīdumu kolbā. Avots: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Augšpusē darbojas Bunsena deglis. Ņemiet vērā, ka iestatījums nav pat laboratorijas iestatījums. Zilā liesma silda kolbas saturu, lai attīstītu ķīmisku reakciju vai vienkārši, lai ātrāk izšķīdinātu cietu vielu. Tādēļ galvenais šī instrumenta pielietojums ir virsmas, parauga vai materiāla vienkārša sildīšana.

Tomēr Bunsena degli izmanto arī visdažādākajām metodēm un procesiem, piemēram, liesmas pārbaudei, sterilizēšanai, destilācijai, sadedzināšanai un sadalīšanai. Kopš vidusskolas tas ir izraisījis izbrīnu un bailes skolēnu vidū, lai vēlāk kļūtu par ikdienas lietošanas instrumentu.

Vēsture

Šī ikoniskā šķiltavas pirmsākumi meklējami 1854. gadā vienā no Heidelbergas universitātes laboratorijām, kur strādāja Roberts Bunsens. Līdz tam universitātes telpās jau bija izveidojusies rudimentārāka gāzes vadu un šķiltavu sistēma, ar kuru palīdzību veikt eksperimentus.

Tomēr šie Maikla Faradija konstruētie šķiltavas radīja ļoti spilgtas un “netīras” liesmas, kas nozīmē, ka uz nogulsnētās virsmas viņi uzklāja kokogļu traipus. Šīs liesmas papildus to krāsu maskēšanai, kuras noteiktas vielas izdalījās karsējot, nebija pietiekami karstas.

Tādējādi Roberts Bunsens kopā ar vācu tehniķi Pēteri Desaga nolēma ieviest uzlabojumus Faraday šķiltavās. Lai to panāktu, viņi centās panākt, lai gāze degtu ar lielāku gaisa plūsmu, augstāku nekā tā, kas brīvi klīst laboratorijā. Tādā veidā dzima Bunsen-Desaga deglis.

Kopš tā laika laboratorijām ir šķiltavas, kas ļauj iegūt daudz karstāku un "tīrāku" liesmu. Tāpat, pateicoties šim šķiltavai, tika nodibināti spektroskopijas pamati vai pirmsākumi.

Bunsen degļa īpašības un daļas

- instruments

Bunsena degļa daļu rasējums. Avots: Pearson Scott Foresman / Public domain

Augšējā attēlā parādīta Bunsena degļa ilustrācija. Norādītas gan gaisa, gan gāzes ieplūdes atveres.

Gāze iziet caur gumijas šļūtenes iekšpusi no gāzes krāna, kas atrodas tajā pašā laboratorijas lete, līdz šķiltavu ieejai. Šķiltavas apakšējā daļā, tieši virs gredzenveida atbalsta, ir vārsts vai ritenis, kas izlīdzina gāzes plūsmu, kas iznāks no šķiltavas sprauslas.

Savukārt gaiss iekļūst šķiltavā caur apaļajiem (vai taisnstūrveida) caurumiem tā apkaklē. Kad apkakle tiek pagriezta, caurumos ieplūdīs vairāk gaisa un sajauksies ar gāzi. Šis gaisa un gāzes maisījums celsies gar mucu vai kolonnu, lai beidzot izietu caur šķiltavas sprauslu.

Viss šķiltavas ir izgatavots no viegla metāla, piemēram, alumīnija, un ir pietiekami mazs, lai ietilptu uz jebkura plaukta vai atvilktnes.

- Zvani

Samazinot

Bunsena degļa iegūtā liesma var atšķirties krāsā atkarībā no ienākošā gaisa daudzuma. Avots: Artūrs Jans Fijaļkovskis / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Novietojot siltuma avotu tieši šķiltavas sprauslas augstumā, izmantojot vai nu apgaismotu sērkociņu, vai dzirksteli, gaisa-gāzes maisījums aizdegsies un sāksies degšana. Tātad liesma parādīsies. Tomēr šīs liesmas vizuālās un ķīmiskās īpašības ir atkarīgas no gaisa un gāzes attiecības.

Ja apkakle ir aizvērta, neļaujot gaisam iekļūt caur tā caurumiem, būs ar gāzi bagāts maisījums, kas tik tikko sadedzinās ar apkārtējā gaisā esošo skābekli. Šī liesma atbilst 1 (augšējais attēls), un to sauc par “drošu” un “netīru” liesmu, jo tā ir vismazāk karsta un rada arī visvairāk kvēpu. Ņemiet vērā, cik tas ir spilgts, kā arī dzeltenīgi oranžās krāsas.

Šīs liesmas spilgtums ir saistīts ar kvēpu daļiņām, kuras praktiski veido oglekļa atomi, absorbējot siltumu un izdalot gaismu un krāsu. Jo atvērtāka būs gāzes ieplūde, jo lielāka būs šī liesma.

Ir zināms, ka šī liesma arī samazina, jo tā nodrošina oglekli kā kvēpu daļiņas, kas spēj reducēt dažas vielas.

Oksidētājs

Kad apkakle griežas, atveres, caur kurām gaiss iziet cauri, tādējādi palielinot gaisa daudzumu iegūtajā gāzveida maisījumā. Tā rezultātā dzeltenā liesma kļūs arvien zilāka (2 līdz 4) līdz vietai, kur tā var šķist caurspīdīga, ja to ļauj maisījuma fons un tīrība.

Liesma 4 ir laboratorijā visvairāk vēlamā un noderīgākā, jo tā ir karstākā un var arī lieliski oksidēt paraugu, kas ir ar to saskarē. Šī iemesla dēļ ir zināms, ka šī liesma oksidējas, jo sadegšanas produkti (galvenokārt oglekļa dioksīds un ūdens tvaiki) netraucē apkārtējo skābekli un oksidējamās vielas.

Funkcijas / lietojumi

Bunsena deglis, kas silda kolbu. Avots: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

No iepriekšējās sadaļas var secināt, ka liesma ir vissvarīgākais Bunsena degļa elements vai īpašība. Faktiski tas nosaka šīs instrumenta funkcijas vai lietojumus, kas īsumā ir nekas cits kā virsmas, materiāla vai parauga sildīšana.

Tomēr tas nenozīmē, ka to var izmantot, lai sildītu visu laboratorijā. Sākumā materiāla kušanas temperatūrai jābūt virs 1500 ºC, maksimālajai temperatūrai, pie kuras liesma var sasniegt. Pretējā gadījumā tas izkusīs un izraisīs katastrofu darbagaldam.

Otrkārt, liesmas temperatūra ir tik augsta, ka tā var aizdedzināt jebkura organiskā šķīdinātāja tvaikus, kas palielinātu ugunsbīstamību. Tāpēc būtu jāuzsilda tikai šķidrumi ar augstu viršanas temperatūru un zemu gaistošu.

Tieši šī iemesla dēļ ūdens ir ideāla šķidruma piemērs, kas jāuzsilda, izmantojot Bunsena degli. Piemēram, parasti karsē destilācijas pudeles, vārglāzes, kolbas vai katlus, kas satur ūdens šķīdumus.

Lietošanas piemēri

Sadegšana

Viens no galvenajiem Bunsen degļa lietojumiem ir parauga pakļaušana sadedzināšanai; tas ir, ātri un eksotermiski oksidēt. Šim nolūkam izmanto oksidējošo liesmu (zilā krāsā un gandrīz caurspīdīgu) un paraugu ievieto traukā, piemēram, tīģelī.

Tomēr lielāko daļu paraugu pēc tam pārnes kolbā, kur to var karsēt stundām (pat visu dienu).

Termiskā sadalīšanās

Tāpat kā sadedzināšanas gadījumā, izmantojot Bunsena degli, var veikt noteiktu vielu, piemēram, hlorāta un nitrāta sāļu, termisko sadalīšanos. Tomēr šī metode absolūti neļauj izsekot sadalīšanās progresam laika gaitā.

Liesmas pārbaude

Metāla jonus var kvalitatīvi noteikt, pārbaudot liesmu. Lai to izdarītu, iepriekš sasildītu vadu, kas iegremdēts sālsskābē, nonāk saskarē ar paraugu un ievada liesmā.

Izdalītās krāsas palīdz noteikt tādu metālu klātbūtni kā varš (zili zaļš), kālijs (violets), nātrijs (dziļi dzeltens), kalcijs (oranži sarkans) utt.

Materiālu sterilizācija

Liesmas karstums ir tāds, ka to var izmantot vēl vienai ģeniālai lietošanai: iznīcināt mikroorganismus uz materiālu virsmas. Tas ir īpaši noderīgi, strādājot ar stiklu vai metāliem, kas paredzēti mērķiem, kas ir cieši saistīti ar veselību (adatas, pipetes, skalpeļi utt.).

Destilācija

Iepriekš tika teikts, ka ūdens ir viens no šķidrumiem, kuru vēlams sildīt ar Bunsen degli. Tādēļ to izmanto, lai sildītu destilācijas pudeles un tādējādi vārītu ūdeni, lai tā tvaiki nestu dažas augu izcelsmes esences vai smaržvielas (apelsīnu mizas, kanēļa pulveris utt.).

No otras puses, to var izmantot arī citu veidu maisījumu destilēšanai, ja vien liesmas intensitāte tiek samazināta un procesā nerodas pārāk daudz tvaiku.

Viršanas temperatūras noteikšana

Ar Thiele caurules, eļļas, balsta un kapilāra palīdzību noteiktu šķidrumu viršanas temperatūru nosaka, izmantojot Bunsen degli, lai sildītu caurules rokturi vai tās sānu roku. Šis eksperiments ir diezgan izplatīts vispārējās ķīmijas un organiskās ķīmijas mācību laboratorijās.

Atsauces

1. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
2. Wikipedia. (2020). Bunsena deglis. Atgūts no: en.wikipedia.org
3. Saliktie procenti. (2016, 31. marts). Ķīmijas vēsture: Bunsena degļa diena. Atgūts no: composchem.com
4. Nikki Veimans. (2015. gads, 31. augusts). Bunsena deglis: detaļas, funkcija un diagramma. Atgūts no: study.com
5. Nikols Liza. (2019. gada 18. augusts). Bunsena degļi. Ķīmija Libretexts. Atgūts no: chem.libretexts.org
6. Wayne State University. (sf). Bunsena degļa pareiza lietošana. . Atgūts no: research.wayne.edu