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 (que es principalmente metano ) o un gas licuado de petróleo , como propano , butano o una mezcla de ellos. 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 a gas de carbón y la universidad instaló tuberías de gas para el nuevo laboratorio.
Los diseñadores del edificio pretendían utilizar el gas no sólo para iluminación, sino también como combustible para los quemadores utilizados en las operaciones de laboratorio. En cualquier lámpara de mechero, era deseable maximizar la temperatura de su llama y minimizar su luminosidad (que representaba una pérdida de energía térmica). Bunsen intentó mejorar las lámparas de mechero de laboratorio existentes en cuanto a economía, simplicidad y temperatura de llama, y adaptarlas al combustible de 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 mezclando el gas con aire de forma controlada 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 ahora en laboratorios de todo el mundo. [6]
El dispositivo que se utiliza hoy en día 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 espiga de la manguera está conectada a una boquilla de gas en la mesa de laboratorio con un tubo de goma. La mayoría de las mesas de laboratorio están equipadas con múltiples boquillas de gas conectadas a una fuente de gas central, así como boquillas de vacío, nitrógeno y vapor. Luego, el gas fluye hacia arriba a través de la base a través de un pequeño orificio en la parte inferior del barril y se dirige hacia arriba. Hay ranuras abiertas en el costado de la parte inferior del tubo para admitir aire en la corriente utilizando el efecto Venturi , y el gas arde en la parte superior del tubo una vez que se enciende con una llama o chispa. Los métodos más comunes para encender el quemador son usar una cerilla o un encendedor de chispa .
La cantidad de aire mezclado con la corriente de gas afecta la completitud de la reacción de combustión . Menos aire produce una reacción incompleta y, por lo tanto, más fría, mientras que una corriente de gas bien mezclada con aire proporciona oxígeno en una cantidad estequiométrica y, por lo tanto, una reacción completa y más caliente. El flujo de aire se puede controlar abriendo o cerrando las ranuras en la base del cañón, de función similar a la del estrangulador en un carburador .
Si el collar en la parte inferior del tubo se ajusta para que más aire pueda mezclarse con el gas antes de la combustión, la llama arderá más caliente, apareciendo azul como resultado. 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 mezcla reducida produce una reacción incompleta, produciendo un amarillo más frío pero más brillante, que a menudo se llama "llama de seguridad" o " llama luminosa ". La llama amarilla es luminosa debido a pequeñas partículas de hollín en la llama, que se calientan hasta la incandescencia . La llama amarilla se considera "sucia" porque deja una capa de carbono sobre lo que está calentando. Cuando el quemador se regula para producir una llama azul caliente, puede ser casi invisible contra algunos 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 la cantidad de flujo de gas combustible a través del tubo abriendo la válvula de aguja aumentará 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, privando 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. El mechero se suele colocar sobre una estera resistente al calor adecuada para proteger la superficie de la mesa de laboratorio.
El mechero Bunsen también se utiliza en los laboratorios de microbiología para esterilizar piezas de equipo [7] y para producir una corriente ascendente que aleja los contaminantes del aire del área de trabajo. [8]
Existen otros mecheros basados en el mismo principio. Las alternativas más importantes al mechero Bunsen son:
