mechero Bunsen

Un mechero Bunsen , llamado así en honor a Robert Bunsen , es un tipo de quemador de gas de aire ambiente utilizado como equipo de laboratorio ; produce una única llama de gas abierta y se utiliza para calentar, esterilizar y quemar. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

El gas puede ser gas natural , compuesto principalmente de metano , o un gas licuado de petróleo , como propano , butano , una mezcla o, como el que usaba el propio Bunsen, gas de hulla . La temperatura de combustión alcanzada depende en parte de la temperatura de llama adiabática de la mezcla de combustible elegida.

En 1852, la Universidad de Heidelberg contrató a Bunsen y le prometió un nuevo edificio para su laboratorio. La ciudad de Heidelberg había comenzado a instalar alumbrado público alimentado con gas de carbón , y la universidad tendió las tuberías de gas hasta el nuevo laboratorio.

Los diseñadores del edificio pretendían utilizar el gas no solo para iluminación, sino también como combustible para los quemadores de los laboratorios. Para cualquier lámpara de quemador, era deseable maximizar la temperatura de la llama y minimizar su luminosidad (que representaba la pérdida de energía calorífica). Bunsen buscaba mejorar las lámparas de quemador de laboratorio existentes en cuanto a economía, simplicidad y temperatura de la llama, y ​​adaptarlas al gas de carbón.

Mientras el edificio estaba en construcción a finales de 1854, Bunsen sugirió ciertos principios de diseño al mecánico de la universidad, Peter Desaga , y le pidió que construyera un prototipo. Principios similares se habían utilizado en un diseño de quemador anterior de Michael Faraday y en un dispositivo patentado en 1856 por el ingeniero de gas RW Elsner. El diseño de Bunsen/Desaga generaba una llama caliente, sin hollín y no luminosa mediante la mezcla controlada del gas con aire antes de la combustión. Desaga creó ranuras ajustables para el aire en la parte inferior del quemador cilíndrico, con la llama saliendo por la parte superior. Cuando el edificio se inauguró a principios de 1855, Desaga había fabricado 50 quemadores para los estudiantes de Bunsen. Dos años después, Bunsen publicó una descripción y muchos de sus colegas pronto adoptaron el diseño. Los quemadores Bunsen se utilizan actualmente en laboratorios de todo el mundo. ^{[ 6 ]}

El dispositivo que se utiliza actualmente quema de forma segura un flujo continuo de un gas inflamable como el gas natural (que es principalmente metano ) o un gas licuado de petróleo como el propano , el butano o una mezcla de ambos.

La boquilla de la manguera se conecta a una boquilla de gas en la mesa de laboratorio mediante un tubo de goma. La mayoría de las mesas de laboratorio están equipadas con varias boquillas de gas conectadas a una fuente de gas central, así como boquillas de vacío, nitrógeno y vapor. El gas fluye hacia arriba a través de la base, pasando por un pequeño orificio en el fondo del tubo, y se dirige hacia arriba. Hay ranuras abiertas en el lateral del fondo del tubo para permitir la entrada de aire al flujo mediante el efecto Venturi , y el gas arde en la parte superior del tubo una vez encendido por una llama o chispa. Los métodos más comunes para encender el quemador son con una cerilla o un encendedor de chispa .

La cantidad de aire mezclado con el flujo de gas afecta la completitud de la reacción de combustión . Menos aire produce una reacción incompleta y, por lo tanto, más fría, mientras que un flujo de gas bien mezclado con aire proporciona oxígeno en cantidad estequiométrica y, por consiguiente, una reacción completa y más caliente. El flujo de aire se puede controlar abriendo o cerrando las ranuras en la base del cañón, de forma similar al estrangulador de un carburador .

Si se ajusta el collarín en la parte inferior del tubo para que se mezcle más aire con el gas antes de la combustión, la llama arderá con mayor intensidad, adquiriendo un color azul. Si los orificios están cerrados, el gas solo se mezclará con el aire ambiente en el punto de combustión, es decir, solo después de haber salido del tubo por la parte superior. Esta menor mezcla produce una reacción incompleta, generando una llama amarilla más fría pero más brillante, a menudo denominada "llama de seguridad" o " llama luminosa ". La llama amarilla es luminosa debido a las pequeñas partículas de hollín presentes en ella, que se calientan hasta la incandescencia . La llama amarilla se considera "sucia" porque deja una capa de carbono sobre lo que calienta. Cuando el quemador se regula para producir una llama azul intensa, puede resultar casi invisible sobre ciertos fondos. La parte más caliente de la llama es la punta de la llama interior, mientras que la más fría es toda la llama interior. Aumentar el flujo de gas combustible a través del tubo abriendo la válvula de aguja incrementará el tamaño de la llama. Sin embargo, a menos que también se ajuste el flujo de aire, la temperatura de la llama disminuirá porque ahora se mezcla una mayor cantidad de gas con la misma cantidad de aire, lo que priva a la llama de oxígeno.

Generalmente, el mechero se coloca debajo de un trípode de laboratorio , que sostiene un vaso de precipitados u otro recipiente. A menudo, el mechero se coloca sobre una alfombrilla resistente al calor para proteger la superficie de la mesa de laboratorio.

Un mechero Bunsen también se utiliza en laboratorios de microbiología para esterilizar piezas de equipo ^{[ 7 ]} y para producir una corriente ascendente que aleja los contaminantes en suspensión del área de trabajo. ^{[ 8 ]}

Existen otros mecheros basados ​​en el mismo principio. Las alternativas más importantes al mechero Bunsen son:

• Mechero Teclu : La parte inferior de su tubo es cónica, con una tuerca redonda debajo de su base. La abertura, determinada por la distancia entre la tuerca y el extremo del tubo, regula la entrada de aire de forma similar a las ranuras abiertas del mechero Bunsen. El mechero Teclu proporciona una mejor mezcla de aire y combustible y puede alcanzar temperaturas de llama más altas que el mechero Bunsen. ^{[ 9 ] [ 10 ]}
• Quemador Meker : La parte inferior de su tubo tiene más aberturas con una sección transversal total mayor, lo que permite la entrada de más aire y facilita una mejor mezcla de aire y gas. El tubo es más ancho y su parte superior está cubierta con una rejilla de alambre. La rejilla divide la llama en una serie de llamas más pequeñas con una envoltura externa común y también evita el retroceso de llama hacia la parte inferior del tubo, un riesgo que se presenta con altas proporciones de aire a combustible y que limita la tasa máxima de entrada de aire en un mechero Bunsen convencional. Se pueden alcanzar temperaturas de llama de hasta 1100–1200 °C (2000–2200 °F) si se utiliza correctamente. La llama también arde sin ruido, a diferencia de los mecheros Bunsen o Teclu. ^{[ 11 ]}  
• Quemador Tirrill : La base del quemador cuenta con una válvula de aguja que permite regular la entrada de gas directamente desde el quemador, en lugar de desde la fuente de gas. La temperatura máxima de la llama puede alcanzar los 1560  °C. ^{[ 12 ]}

• quemador de alcohol
• Manto calefactor
• quemador Meker-Fisher
• quemador Teclu

• Sella, Andrea (2007). "Mechero Bunsen" . Kit clásico, Chemistry World . Royal Society of Chemistry .
• Poliakoff, Martyn (2011). "Robert Bunsen y su mechero" . La tabla periódica de vídeos . Universidad de Nottingham .