Un mechero Bunsen , llamado así en honor a Robert Bunsen , es un tipo de quemador de gas al aire ambiente utilizado como equipo de laboratorio ; Produce una única llama de gas abierta y se utiliza para calefacción, esterilización y combustión. [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. 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 de laboratorio. La ciudad de Heidelberg había comenzado a instalar alumbrado público con gas de carbón y la universidad tendió tuberías de gas hasta el nuevo laboratorio.
Los diseñadores del edificio pretendían utilizar el gas no sólo para la iluminación, sino también como combustible para los quemadores de los laboratorios. Para cualquier lámpara de quemador, era deseable maximizar la temperatura de su llama y minimizar su luminosidad (lo que representaba la pérdida de energía de calentamiento). Bunsen buscó mejorar las lámparas de laboratorio existentes en términos de 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 generó 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 desde la parte superior. Cuando el edificio se inauguró a principios de 1855, Desaga había fabricado 50 quemadores para los estudiantes de Bunsen. Dos años más tarde, Bunsen publicó una descripción y muchos de sus colegas pronto adoptaron el diseño. Los mecheros Bunsen se utilizan actualmente en laboratorios de todo el mundo. [6]
El dispositivo que se utiliza hoy en día quema de forma segura una corriente continua de un gas inflamable como el gas natural (que es principalmente metano ) o un gas de petróleo licuado 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 del laboratorio con un tubo de goma. La mayoría de las mesas de laboratorio están equipadas con múltiples boquillas de gas conectadas a una fuente central de gas, 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 el fondo del barril y se dirige hacia arriba. Hay ranuras abiertas en el costado del fondo del tubo para admitir aire en la corriente usando 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 utilizando una cerilla o un encendedor de chispa .
La cantidad de aire mezclado con la corriente de gas afecta la integridad de la reacción de combustión . Menos aire produce una reacción incompleta y, por tanto, más fría, mientras que una corriente de gas bien mezclada con aire proporciona oxígeno en una cantidad estequiométrica y, por 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 al estrangulador de un carburador .
Si el collar en la parte inferior del tubo se ajusta para que se pueda mezclar más aire con el gas antes de la combustión, la llama arderá más y, como resultado, se verá azul. Si los orificios están cerrados, el gas sólo se mezclará con el aire ambiente en el punto de combustión, es decir, sólo 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 denomina "llama de seguridad" o " llama luminosa ". La llama amarilla es luminosa debido a las pequeñas partículas de hollín que contiene, que se calientan hasta alcanzar la incandescencia . La llama amarilla se considera "sucia" porque deja una capa de carbón sobre lo que se calienta. Cuando el quemador se regula para producir una llama azul caliente, puede resultar casi invisible en 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 quemador se coloca debajo de un trípode de laboratorio , que sostiene un vaso de precipitados u otro recipiente. El quemador suele colocarse sobre una estera resistente al calor adecuada para proteger la superficie de la mesa del 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 el aire del área de trabajo. [8]
Existen otros quemadores basados en el mismo principio. Las alternativas más importantes al mechero Bunsen son:
