Bico de Bunsen

O que é um Bico de Bunsen?

Um bico de Bunsen é um dispositivo de laboratório usado para aquecer substâncias para vários experimentos.

Em essência, são pequenos queimadores a gás com chama ajustável, manipulados na base controlando a quantidade de gás e ar admitidos.

Eles são comuns em laboratórios de química e a maioria dos cientistas está familiarizada com sua operação.

Para fornecer aquecimento moderado, especialmente de líquidos em béqueres e frascos, uma placa de aquecimento elétrica pode ser preferida, mas quando altas temperaturas são necessárias, ou quando materiais de aquecimento em tubos de ensaio, um queimador de Bunsen é necessário.

A ampla base em um queimador de Bunsen impede que o mesmo seja facilmente desviado

Projeto e Operação

Os queimadores de Bunsen são usados para aquecer ou ferver soluções químicas

O dispositivo consiste em um tubo de metal vertical conectado a uma base larga que é pesada para que não seja derrubado facilmente. A base inclui um bico para se conectar a uma fonte de combustível, bem como uma válvula para controlar o fluxo de gás e um ajustador de combustão para controlar a quantidade de ar que é admitida por um ou mais pequenos orifícios de ar na base do tubo.

O gás se mistura com o ar na parte inferior do tubo e sobe até o topo do queimador, onde pode ser aceso com um fósforo ou isqueiro.

Com os orifícios de ar fechados, uma chama amarela e fumegante é produzida, devido à combustão incompleta do carbono. O gás natural consiste principalmente em metano, um composto de carbono-hidrogênio; se houver ar insuficiente, nem todo o carbono queima, formando minúsculas partículas de fuligem que brilham em amarelo com o calor. Esta chama não é usada para aquecimento, pois deposita fuligem em qualquer coisa que esteja dentro ou acima dela e, em qualquer caso, não é quente o suficiente para muitos fins.

Quando os orifícios são abertos, o ar é puxado para o queimador, permitindo a combustão completa do gás natural combustível, e uma chama azul é produzida. Essa chama é muito mais quente – atingindo até 1500 ° C – e é usada para fins de aquecimento. Normalmente tem um cone externo tênue e um cone interno mais intensamente azul, cuja ponta é a parte mais quente da chama.

O dispositivo pode ser adaptado para funcionar com propano ou butano de cilindros, de modo que pode ser usado em locais sem fornecimento de gás.

Usos

O principal uso do queimador de Bunsen é como meio de aquecimento forte de substâncias durante experimentos químicos. Frequentemente, é usado para aquecer o material em um tubo de ensaio de vidro.

Se for necessário um aquecimento muito forte – forte o suficiente para derreter o vidro – um pequeno prato de porcelana conhecido como cadinho pode ser usado.

Os queimadores de Bunsen também podem ser empregados em uma forma bruta de análise química conhecida como teste de chama. Muitos elementos, principalmente metais, emitem luz de cores específicas quando aquecidos em uma chama. Esses elementos muitas vezes podem ser detectados colocando-os em uma chama de Bunsen; por exemplo, o sódio dá uma chama amarela, o potássio dá lilás e o bário, verde. Este método tem seus limites e desvantagens – por exemplo, a forte cor amarela do sódio pode mascarar a presença de outros metais – e foi amplamente substituído pelos espectroscópios, mas pode ser um teste rápido útil em alguns casos.

Segurança

Muitos acidentes de laboratório envolvem queimaduras relacionadas a chamas expostas e, como resultado, novos alunos são treinados cuidadosamente no uso de queimadores de gás. O aluno deve sempre usar óculos de proteção e certificar-se de que o cabelo e as roupas estão firmes, para que não entrem em contato com a chama.

As substâncias inflamáveis devem ser mantidas longe da fonte de calor e alguém deve estar presente o tempo todo para supervisioná-las.

Quando aceso, mas não em uso, o orifício de ar deve ser fechado para que a chama seja claramente visível: a chama azul quente pode ser difícil de ver sob luz forte.

Ao aquecer pequenos objetos na chama, um par de pinças deve ser usado. Objetos maiores, como frascos e béqueres, devem ser colocados em uma estante ou presos em uma pinça.

A mangueira de borracha flexível que conecta o queimador de Bunsen ao bico de gás na bancada do laboratório deve ser segura, sem evidência de vazamento.

Deve-se ter cuidado ao tocar em objetos que foram expostos ao calor do queimador, especialmente objetos de vidro, que podem permanecer quentes por algum tempo.

História

Como muitas invenções científicas, o queimador reflete o nome do cientista que supervisiona o laboratório onde foi inventado, e não o nome do inventor real.

Robert Wilhelm Bunsen foi um químico conhecido na Alemanha em meados dos anos 1800, que se tornou particularmente interessado em examinar os espectros de diferentes elementos, isto é, o conjunto único de comprimentos de onda, ou cores, de luz que cada um emite quando aquecido. Para fazer isso com eficácia, ele precisava de algo que produzisse uma chama muito quente com baixa luminosidade, de forma que sua luz não obscurecesse o espectro.

Ele teve a ideia de misturar gás natural com ar antes da combustão e instruiu um técnico de laboratório, Peter Desaga, a projetar e construir o queimador.

O dispositivo resultante permitiu um controle significativo sobre a altura e intensidade da chama e foi muito bem-sucedido. Ele rapidamente se tornou associado ao laboratório de Bunsen, e popularmente conhecido como um bico de Bunsen.

Não muito depois de sua invenção, o dispositivo permitiu que Bunsen descobrisse dois novos elementos, césio e rubídio, a partir de seus espectros nunca antes vistos.

Os elementos recebem, de fato, o nome das linhas espectrais que produzem: azul celeste e vermelho escuro, respectivamente. Outros químicos descobriram vários outros elementos novos dessa maneira.

O que são queimadores de Bunsen?

Um queimador de Bunsen é um tipo de queimador de gás comumente usado como fonte de calor em experimentos de laboratório.

O queimador consiste em uma base plana com um tubo reto que se estende verticalmente, conhecido como barril ou chaminé. O gás natural (predominantemente metano) ou um gás de petróleo liquefeito, como propano ou butano, é fornecido na parte inferior da chaminé.

Os queimadores de Bunsen são normalmente equipados com uma espiga de mangueira na base da chaminé para permitir que a tubulação de borracha forneça o gás de um bico de gás na bancada do laboratório.

Também pode haver um valor de gás no queimador de Bunsen.

O outro componente crítico de um queimador de Bunsen é o orifício de ar. Ele está localizado próximo ao fundo da chaminé, logo acima da entrada de gás.

O orifício de ar permite a pré-mistura de ar e gás antes que a combustão ocorra no topo da chaminé. Um colar ao redor da base da chaminé, com um orifício que se alinha com o orifício de ar, atua como um regulador de ar, permitindo que o ar da pré-mistura seja ajustado.

O ar é puxado para o orifício de ar devido ao efeito Venturi.

Um fluxo de fluido transfere energia de três maneiras: energia potencial, pressão e energia cinética. O princípio de Bernoulli afirma que, devido à conservação de energia, uma mudança na velocidade deve resultar em uma mudança na energia potencial ou uma mudança na pressão do fluido. Quando a velocidade de um fluxo de fluido aumenta, normalmente é a pressão que diminui.

Como o gás em um queimador de Bunsen está fluindo pela chaminé, ele tem uma pressão mais baixa do que o ar estático ao seu redor.

Essa diferença de pressão faz com que o ar seja puxado para o orifício de ar à medida que o gás flui por ele, um fenômeno conhecido como efeito Venturi.

Conforme o orifício de ar é aberto, a chama progride de uma chama laranja instável para um laranja mais estável, um roxo constante e, finalmente, uma chama azul estrondosa.

Esta progressão resulta no aumento da temperatura da chama. A chama laranja instável produzida quando o orifício de ar está completamente fechado é bem visível e de temperatura mais baixa.

Esta chama de segurança é, portanto, usada para acender e como a posição padrão quando o bico de Bunsen não está em uso.

Quem foi Robert Bunsen?

Robert Bunsen foi mais conhecido por uma de suas contribuições menores ao campo da ciência, o queimador de Bunsen, embora sua vida de trabalho tenha rendido muitas contribuições mais importantes, embora menos divulgadas.

Nascido Robert Wilhelm Bunsen em 31 de março de 1811 em Göttingen, Alemanha, ele era um homem modesto e despretensioso de incrível inteligência.

Suas contribuições abrangem várias disciplinas científicas, incluindo química, química orgânica, geologia, estudos fotoquímicos e espectrografia.

Bunsen iniciou seus estudos em química e recebeu seu doutorado aos 19 anos na Alemanha. Após a formatura, ele começou a lecionar e viajou por toda a Europa para estudar os avanços na manufatura, geologia e química. Um de seus primeiros avanços foi na química orgânica/fisiológica, quando descobriu o uso de óxido de ferro hidratado como antídoto para o envenenamento por arsênico.

Em 1838, ele começou a lecionar na Universidade de Marlsburg, onde estudou cacodil, um composto feito com arsênico. Esses experimentos provaram ser muito perigosos e fatais, e a substância quase envenenou Bunsen, e uma explosão em seu laboratório tirou sua visão de um olho.

Mais tarde, Robert Bunsen voltou seus interesses para altos-fornos na Alemanha e na Grã-Bretanha. Ele notou que os fornos estavam perdendo calor significativo no processo – algo em torno de 50 a 80%.

Ele colaborou com seu colega cientista, Lyon Playfair, e juntos desenvolveram uma técnica para reciclar o calor, tornando-os mais eficientes.

Ele também inventou um eletrodo de carbono para melhorar as baterias em uso na época.

Embora Bunsen tivesse muito sucesso em seu trabalho com a química orgânica, ele descobriu que favorecia o campo da geologia.

Ele passou um tempo analisando rochas vulcânicas e gases na Islândia e testou as teorias atuais sobre gêiseres.

Onde o cientista causaria o maior impacto no mundo científico era em seus estudos fotoquímicos. Durante seu estudo em espectroscopia, o estudo dos raios de luz, ele inventou o espectroscópio de Bunsen-Kirchoff.

Ele finalmente descobriu dois novos elementos, césio e rubídio. Graças a seu espectroscópio, outros cientistas descobriram posteriormente outros novos elementos.

Quanto ao seu homônimo mais famoso, o queimador de Bunsen, na realidade, era apenas seu conceito, e ele não o projetou na realidade. Peter Desaga usou o conceito de Bunsen – pré-misturar gás e ar antes da combustão para dar ao queimador uma queima mais quente e uma chama não luminosa – e criou o dispositivo que leva seu nome.

Robert Bunsen foi introduzido na Chemical Society of London em 1842 e na Academies des Sciences em 1853. Durante sua vida, ele recebeu muitas outras honras e distinções.

Ao se aposentar aos 78 anos, Bunsen voltou ao estudo da geologia, área que lhe proporcionou grande prazer.

Ele faleceu em 16 de agosto de 1899, solteiro, mas amado e admirado por muitos colegas.

Fonte: www.rdworldonline.com/chem.libretexts.org/www.eiu.edu/www.wisegeek.org/www.goodscience.com.au/www.flinnsci.ca