Eines der ersten Geräte, das einem Naturwissenschaftsstudenten im Labor begegnet, ist der Bunsenbrenner. Normalerweise ist es ein aufregender Tag, an dem jeder lernt, wie man die Flammen aufstellt, entzündet und kontrolliert. Aber es kann definitiv etwas schief gehen, daher ist es wichtig, eine solide Informationsbasis zu haben, bevor Sie zum Labortisch gelangen.
Ein Bunsenbrenner ist eines der am häufigsten verwendeten Geräte im Labor und viele Wissenschaftler verwenden ihn bei ihrer Arbeit. Es handelt sich um einen speziellen Brenner, der mit brennbaren Erdgasen wie Methan oder Erdölgasen wie Propan brennt und ähnlich einem Gasherd funktioniert. Es hat jedoch eine Luftzufuhr, die durch ein verstellbares Loch gesteuert wird, was beim Gasherd nicht der Fall ist. Es erzeugt auch eine saubere und heiße Flamme.
Geschichte des Bunsenbrenners
Wer ist für die Entwicklung des Bunsenbrenners verantwortlich? Nun, der Name mag Ihnen einen Hinweis geben, aber er ist tatsächlich das Ergebnis fortschreitender Entdeckungen verschiedener Wissenschaftler. Ein Gasingenieur, R. W. Elsner, war der erste Erfinder der antiken Form des Brenners. Michael Faraday verbesserte daraufhin das Design des Brenners. Dies war bevor Robert Wilhelm Bunsen, ein deutscher Chemiker, den modernen Brenner entwickelte und Ende des 19. Jahrhunderts populär machte.
Teile und ihre Funktionen
Der Umgang mit einem Bunsenbrenner ist eine der aufregendsten Erfahrungen für einen neuen Studenten in einem Labor. Man sollte jedoch mit den verschiedenen Teilen eines Brenners vertraut sein, um sicher damit umzugehen und seine Funktionsweise zu verstehen.
Ein effizienter Bunsenbrenner ist rein metallisch (außer der Gasleitung) und besteht aus fünf Hauptteilen:
1. Fass oder Stapel: Es ist ungefähr 5 Zoll lang, um die Flamme auf eine geeignete Höhe zum Erhitzen zu bringen. Hier vermischen sich Gas und Luft zur Verbrennung.
2. Halsband: Es ist eine kleine Scheibe am Boden des Laufs, die sich anpasst, um die Menge der in den Lauf eintretenden Luft zu kontrollieren. Es hat ein Luftloch, um das Eindringen von Luft in den Lauf zu ermöglichen. Bei einigen Modellen können Wissenschaftler den Luftstrom reduzieren, indem sie die Verbindung zwischen dem Lauf und der Basis festziehen.
3. Jet: Ermöglicht dem Gas, aus einem an die Brennstoffquelle angeschlossenen Schlauch in den Lauf einzutreten und sich vor der Verbrennung mit Luft aus dem Luftloch zu mischen.
4. Base: Es ist die Stütze des Brenners und daher relativ breit und schwer.
5. Gashahn oder Ventil: Es enthält und steuert die Gasmenge, die dem Brenner zugeführt wird.
Betrieb eines Bunsenbrenners
Als erstes schließt ein Wissenschaftler den Bunsenbrenner an eine Brennstoffquelle an. Es erzeugt zwei Arten von Flammen, je nachdem, ob das Luftloch geöffnet ist und wie viel Luft in den Lauf eindringt. Bei weitgehend geschlossenem Luftloch erscheint eine leuchtende Flamme. Diese Flamme ist gelb und wellig.
Wenn das Luftloch geöffnet ist, reagiert der Sauerstoff in der Luft, die in den Lauf eindringt, mit dem einströmenden Gas im Verhältnis eins zu drei, um eine blaue und stetige, nicht leuchtende Flamme zu erzeugen. Diese Flamme ist heißer und wird zum Erhitzen im Labor bevorzugt, da sie leichter zu kontrollieren ist als eine wellenförmige, leuchtende Flamme. Diese Flamme erzeugt auch keinen Ruß, was ein weiterer Grund für ihre bevorzugte Verwendung ist.
Die in den Lauf eintretende Luftmenge bestimmt auch die Größe der Flamme und die erzeugte Hitze. Je mehr Sauerstoff in der Luft ist, desto größer ist die Flamme und desto mehr Wärme wird abgeführt. Wenn jedoch überschüssiges Gas in den Lauf eindringt, kann es die Flamme löschen.
Anwendungsmöglichkeiten des Bunsenbrenners
Der Bunsenbrenner hat vielfältige Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlichen Bereichen. Ingenieure können beispielsweise die Brennerflamme verwenden, um die Wirkung von Hitze auf verschiedene Elemente und die lineare Ausdehnung verschiedener Metalle zu testen. Chemiker hingegen können damit Wasser aus hydratisierten Chemikalien entfernen oder chemische Reaktionen beschleunigen und auslösen. Biologen verwenden die Brennerflamme, um Werkzeuge zu sterilisieren, die zum Umgang mit Bakterien und anderen empfindlichen Mikroorganismen verwendet werden.
Sicherheitstipps
Ein Bunsenbrenner kann bei falscher Handhabung ein gefährliches Gerät sein. Daher müssen Wissenschaftler für ein sicheres und erfolgreiches Experiment mit dem Brenner im Labor bestimmte Sicherheitsmaßnahmen einhalten.
- Schalten Sie den Brenner nach Gebrauch immer aus. Eine heiße, blaue Flamme ist nicht immer sichtbar. Denken Sie daher unbedingt daran, sie auszuschalten, um Unfälle zu vermeiden.
- Stellen Sie immer sicher, dass sich keine brennbaren Flüssigkeiten und brennbaren Materialien in der Nähe des Brenners befinden, um unerwünschte Brände und Explosionen zu vermeiden.
- Beim Anzünden des Gases sollten die Schüler ihre Schläger bereithalten, um übermäßiges Austreten von Gas zu vermeiden, das zu einer Explosion führen könnte.
- Wenn Sie mit dem Bunsenbrenner fertig sind, ist es aus Sicherheitsgründen wichtig, das Hauptgasventil zu schließen, um Gaslecks zu vermeiden.
- Labormitarbeiter sollten lose oder lange Haare zurückbinden. Stecken Sie die Schnürsenkel ein, um Stürze zu vermeiden, und entfernen Sie herabhängenden Schmuck, der mit der Flamme in Kontakt kommen könnte.
- Schließlich sollte der Brenner nach Gebrauch vor jeder weiteren Handhabung vollständig abkühlen.
Der Bunsenbrenner ist ein zentrales Werkzeug bei der Erfüllung verschiedener Aufgaben in der Welt der Wissenschaft. Sich die Zeit zu nehmen, um zu verstehen, wie es funktioniert und wie man es sicher verwendet, ist entscheidend für den Erfolg jedes zukünftigen Wissenschaftlers im Labor.