Bunsenov plamenik je laboratorijski uređaj koji se koristi za zagrijavanje tvari za razne eksperimente. U biti, oni su mali plinski plamenici s podesivim plamenom, kojima se manipulira u podnožju kontroliranjem količine plina i zraka koji se dopušta. Uobičajeni su prizor u kemijskim laboratorijima i većina znanstvenika je upoznata s njihovim djelovanjem. Za umjereno zagrijavanje, posebno tekućina u čašama i tikvicama, može biti poželjna električna grijaća ploča, ali kada su potrebne visoke temperature, ili kada se zagrijavaju materijali u epruvetama, potreban je Bunsenov plamenik.
Dizajn i rad
Uređaj se sastoji od vertikalne metalne cijevi spojene na široku bazu koja je opterećena tako da se ne može lako prevrnuti. Baza uključuje mlaznicu za spajanje s izvorom goriva, kao i ventil za kontrolu protoka plina i regulator dimovoda za kontrolu količine zraka koja se upušta kroz jednu ili više malih otvora za zrak na dnu cijevi. Plin se miješa sa zrakom na dnu cijevi, a zatim se diže do vrha plamenika, gdje se može zapaliti šibicom ili upaljačem.
Kada se otvori za zrak zatvore, nastaje žuti, zadimljeni plamen zbog nepotpunog izgaranja ugljika. Prirodni plin se uglavnom sastoji od metana, spoja ugljik-vodik; ako nema dovoljno zraka, ne izgara sav ugljik i umjesto toga stvara sitne čestice čađe koje svijetle žuto na toplini. Ovaj plamen se ne koristi za grijanje, jer će taložiti čađu na sve što se nalazi u njemu ili iznad njega, a u svakom slučaju nije dovoljno vruć za mnoge svrhe.
Kada su rupe otvorene, zrak se uvlači u plamenik, što omogućuje potpuno izgaranje goriva prirodnog plina, a stvara se plavi plamen. Ovaj plamen je mnogo topliji – doseže do 2732°F (1500°C) – i koristi se za grijanje. Obično ima slabiji vanjski stožac i intenzivnije plavi unutarnji stožac, čiji je vrh najtopliji dio plamena. Uređaj se može prilagoditi za rad na propan ili butan iz boca, tako da se može koristiti na mjestima bez opskrbe plinom.
Koristi
Glavna upotreba Bunsenovog plamenika je sredstvo za snažno zagrijavanje tvari tijekom kemijskih pokusa. Često se koristi za zagrijavanje materijala u staklenoj epruveti. Ako je potrebno vrlo jako zagrijavanje – dovoljno snažno da se staklo otopi – može se koristiti mala porculanska posuda poznata kao lonac.
Bunsenovi plamenici također se mogu koristiti u sirovom obliku kemijske analize poznatoj kao test plamena. Mnogi elementi, posebice metali, emitiraju svjetlost određenih boja kada se zagrijavaju u plamenu. Ovi se elementi često mogu otkriti stavljanjem u Bunsenov plamen; na primjer, natrij daje žuti plamen, kalij daje lila, a barij, zelen. Ova metoda ima svoja ograničenja i nedostatke – na primjer, jaka žuta boja natrija može prikriti prisutnost drugih metala – i uvelike su je zamijenili spektroskopi, ali u nekim slučajevima može biti koristan brzi test.
Sigurnosni
Mnoge laboratorijske nesreće uključuju ozljede od opeklina koje su povezane s izloženim plamenom, a kao rezultat toga, novi studenti se pažljivo osposobljavaju za korištenje plinskih plamenika. Učenica uvijek treba nositi zaštitne naočale i paziti da joj kosa i odjeća budu na sigurnom, tako da ne dođu u dodir s plamenom. Zapaljive tvari treba držati podalje od izvora topline, a netko bi trebao stalno biti prisutan da ga nadzire. Kada je upaljen, ali nije u upotrebi, otvor za zrak treba biti zatvoren tako da je plamen jasno vidljiv: vrući, plavi plamen može biti teško vidljiv pod jakim svjetlom.
Prilikom zagrijavanja malih predmeta u plamenu treba koristiti par hvataljki. Veće predmete, kao što su tikvice i čaše, treba staviti na stalak ili držati u stezaljci. Fleksibilno gumeno crijevo koje povezuje Bunsenov plamenik s plinskom mlaznicom na laboratorijskom stolu treba biti sigurno, bez tragova curenja. Treba biti oprezan pri dodirivanju stvari koje su bile izložene toplini plamenika, posebno staklenih predmeta, koji mogu ostati vrući neko vrijeme.
Povijest
Poput mnogih znanstvenih izuma, plamenik odražava ime znanstvenika koji nadzire laboratorij u kojem je izumljen, a ne stvarnog izumitelja. Robert Wilhelm Bunsen bio je poznati kemičar u Njemačkoj sredinom 1800-ih, koji se posebno zainteresirao za ispitivanje spektra različitih elemenata, odnosno jedinstvenog skupa valnih duljina, ili boja, svjetlosti koju svaki emitira kada se zagrije. Da bi to učinio učinkovito, trebalo mu je nešto što bi proizvelo vrlo vruć plamen niske svjetline, tako da njegova svjetlost ne bi zaklonila spektre.
Imao je ideju o miješanju prirodnog plina sa zrakom prije izgaranja, te je zadužio laboratorijskog tehničara Petera Desagu da projektira i izradi plamenik. Rezultirajući uređaj omogućio je značajnu kontrolu nad visinom i intenzitetom plamena i bio je vrlo uspješan. Brzo se povezao s Bunsenovim laboratorijem i popularno poznat kao Bunsenov plamenik.
Nedugo nakon izuma, uređaj je omogućio Bunsenu da otkrije dva nova elementa, cezij i rubidij, iz njihovih dosad nevidljivih spektra. Elementi su, naime, nazvani po spektralnim linijama koje proizvode: nebesko plava, odnosno tamno crvena. Drugi su kemičari na taj način otkrili još nekoliko novih elemenata.