Газовая горелка Бунзена: описание устройства
Горелка Бунзена - неотъемлемый атрибут любой химической лаборатории. Это простое, но гениальное изобретение позволяет получать стабильное и контролируемое пламя для проведения опытов уже более 150 лет. Давайте разберемся, как устроена эта "рабочая лошадка" любого химика и почему она до сих пор не утратила своей актуальности.
Конструкция современной горелки Бунзена
Современная горелка Бунзена состоит из вертикальной металлической трубки, закрепленной на плоской подставке. В нижней части трубки расположен газовый штуцер с игольчатым клапаном для подачи газа. На боковой поверхности трубки имеются отверстия для забора воздуха. Снаружи установлена поворотная муфта для регулировки подачи воздуха.
Принцип работы горелки основан на инжекции. Поток газа, выходящий из штуцера с большой скоростью, засасывает через боковые отверстия воздух. Газ смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая воспламеняется в верхней части трубки.
В качестве горючего газа может использоваться природный газ из газовой сети или сжиженный газ из баллона. Для работы от баллона нужен редуктор, понижающий давление газа до оптимального уровня.
Для устойчивости пламени в конструкцию горелки часто встраивают запальную горелку или насадку-стабилизатор. Они обеспечивают поджиг корня пламени.
Список основных характеристик горелки Бунзена:
- Тип газа: природный или сжиженный
- Расход газа: до 200 л/час
- Регулировка пламени: воздушная заслонка, газовый кран
- Температура пламени: до 1550°C
- Масса: не более 0,5 кг
На схеме изображены основные элементы современной лабораторной горелки Бунзена:
- Вертикальная трубка
- Подставка
- Газовый штуцер
- Игольчатый клапан
- Боковые отверстия для воздуха
- Поворотная воздушная заслонка
Применение горелки Бунзена
Горелка Бунзена широко используется в лабораториях различного профиля.
В химических лабораториях с помощью горелки проводят качественный и количественный анализ веществ, определяют температуру плавления и кипения, осуществляют нагрев и перегонку.
В микробиологических лабораториях горелкой Бунзена стерилизуют инструменты и посуду, проводя их обработку в пламени.
При испытаниях материалов горелку используют для определения огнестойкости, воспламеняемости, термостойкости образцов.
В медучреждениях горелка применяется для стерилизации инструментов непосредственно перед работой.
В учебных лабораториях горелка Бунзена является незаменимым прибором для отработки практических навыков учащимися и студентами.
Горелка Бунзена дает возможность быстро и безопасно получить контролируемый источник нагрева для самых разных лабораторных задач.
При выборе горелки следует учитывать ее производительность, удобство регулировки пламени, наличие систем безопасности. Обязательно соблюдать правила техники безопасности при работе с горелкой.
Устройство пламени горелки Бунзена
Пламя горелки Бунзена образуется при сгорании газовоздушной смеси. Соотношение газ/воздух в этой смеси определяет характеристики пламени.
При избытке газа пламя красное, низкотемпературное (до 500°С), сажистое. При избытке воздуха пламя голубое, высокотемпературное (до 1550°С).
Оптимальное соотношение для большинства задач - слегка избыточное количество воздуха, чтобы пламя было голубым и чистым.
Регулировать состав смеси можно с помощью газового крана и воздушной заслонки. Это позволяет гибко настраивать горелку для конкретных условий.
На графике показана зависимость температуры пламени от соотношения газ/воздух. Видно, что с увеличением доли воздуха температура растет.
Современные модификации горелки Бунзена
Сегодня существует множество модификаций классической горелки Бунзена.
Горелки с автоматическим поджигом имеют встроенную пьезо-зажигалку для удобства розжига.
Модели с регулируемым углом наклона позволяют менять направление пламени.
Некоторые горелки оснащены газовыми клапанами тонкой регулировки для прецизионного контроля пламени.
Разработаны горелки со встроенными датчиками, отключающими подачу газа при отсутствии пламени. Это повышает безопасность работы.
| Модель горелки | Особенности |
| Bunsen 2100 | Автоподжиг, регулируемый наклон |
| Bunsen Optima | Точная регулировка газа, датчик пламени |
Для точных ювелирных работ выпускаются миниатюрные микрогорелки Бунзена.
Горелка Бунзена в современной науке
Горелка Бунзена по-прежнему широко используется в научных исследованиях.
Физики применяют ее для нагрева образцов, плавления металлов. Химики используют для анализов и синтезов. Биологи стерилизуют инструменты перед работой.
Без горелки Бунзена не обходится ни одна лаборатория. Это надежный и удобный инструмент.
Главное преимущество горелки - возможность регулировать пламя. Это позволяет адаптировать его под конкретные условия эксперимента.
К недостаткам относится невысокая максимальная температура пламени. Но этот недостаток устраняется в современных горелках.
По мнению экспертов, горелка Бунзена сохранит актуальность для ученых.
Горелка Бунзена в образовании
Горелка Бунзена традиционно используется в школьных и вузовских лабораториях.
В старших классах школьники изучают устройство горелки и отрабатывают навыки работы с ней.
В вузах студенты химических и биологических специальностей регулярно применяют горелку Бунзена в лабораторных занятиях.
Использование горелки Бунзена в лабораторных работах
Горелка Бунзена широко применяется студентами в лабораторных работах по химии, физике, биологии.
Например, при изучении неорганической химии студенты используют горелку для нагревания веществ с целью наблюдения изменений их свойств. Также горелкой пользуются для проведения качественных реакций.
В лабораторных по физике горелка нужна для нагревания твердых тел, жидкостей, измерения температуры пламени. Особенно часто ее применяют в работах по молекулярной физике и термодинамике.
Биологи используют горелку Бунзена для стерилизации лабораторной посуды и инструментов перед работой.
Кто изобрел горелку Бунзена
Как уже упоминалось, горелка Бунзена была изобретена в 1857 Робертом Бунзеном в соавторстве с его лаборантом Петером Десага. Однако позже английский коллега Бунзена Генри Энфилд Роско заявил, что привез прототип горелки из Англии, так что приоритет в изобретении должен принадлежать ему.
Техника безопасности при работе с горелкой Бунзена
При использовании горелки Бунзена в лаборатории обязательно соблюдение правил техники безопасности.
Нельзя деиксать горелку без присмотра с открытым пламенем. Перед уходом из лаборатории горелку нужно обязательно потушить.
Работать с горелкой следует на специальных огнеупорных столах, вдали от легковоспламеняющихся материалов.
Glock горелка Бунзена в ювелирном деле
Миниатюрные горелки Бунзена под названием "Glock" широко используются в ювелирном деле. Их компактные размеры и точная регулировка пламени позволяют применять для тончайших работ с драгоценными металлами и камнями.
Другие применения Glock 18 горелки Бунзена"
Помимо научных и учебных лабораторий, горелки Бунзена модели "Glock 18" применяются в полевых условиях геологами, археологами, туристами для приготовления пищи, кипячения воды, обеззараживания инструментов.
Альтернатива глок горелки Бунзена для лабораторий
В некоторых случаях в качестве альтернативы горелке Бунзена в лабораториях используются спиртовки, электрические плитки, газовые горелки других типов. Однако горелка Бунзена остается наиболее удобным и универсальным лабораторным инструментом для получения открытого пламени.