BUNSEN BURNER: TÍNH NĂNG, CHỨC NĂNG, VÍ DỤ SỬ DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Đầu đốt Bunsen là một dụng cụ phòng thí nghiệm có khả năng cung cấp nguồn nhiệt một cách hiệu quả và an toàn thông qua ngọn lửa, là sản phẩm của quá trình đốt cháy khí thường là metan, hoặc hỗn hợp của propan và butan. Công cụ này tự nó đồng nghĩa với khoa học và hóa học.

Tên của nó xuất phát từ nhà hóa học người Đức Robert Bunsen, người chịu trách nhiệm cùng với kỹ thuật viên Peter Desaga về việc thực hiện và cải tiến nó dựa trên một mô hình đã được thiết kế bởi Michael Faraday. Chiếc bật lửa này nhỏ và nhẹ nên có thể di chuyển hầu hết mọi nơi có bình gas và các mối nối tối ưu.

Đốt Bunsen đun nóng dung dịch trong bình. Nguồn: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Trên đây là đầu đốt Bunsen đang hoạt động. Lưu ý rằng thiết lập thậm chí không phải của phòng thí nghiệm. Ngọn lửa xanh lam đốt nóng các chất trong bình để phát sinh phản ứng hóa học hoặc đơn giản là để hòa tan một chất rắn nhanh hơn. Do đó, công dụng chính của thiết bị này chỉ đơn giản là làm nóng bề mặt, mẫu hoặc vật liệu.

Tuy nhiên, đầu đốt Bunsen cũng được sử dụng cho nhiều phương pháp và quy trình khác nhau, chẳng hạn như thử nghiệm ngọn lửa, khử trùng, chưng cất, đốt cháy và phân hủy. Kể từ thời trung học, nó đã là nguyên nhân gây ra sự kinh ngạc và sợ hãi của học sinh, sau này trở thành một công cụ được sử dụng thường xuyên.

Lịch sử

Nguồn gốc của chiếc bật lửa mang tính biểu tượng này có từ năm 1854, tại một trong những phòng thí nghiệm của Đại học Heidelberg, nơi Robert Bunsen làm việc. Lúc đó, các cơ sở của trường đại học đã có một hệ thống ống dẫn khí và bật lửa thô sơ hơn để thực hiện các thí nghiệm.

Tuy nhiên, những chiếc bật lửa này, do Michael Faraday thiết kế, tạo ra ngọn lửa rất sáng và "bẩn", có nghĩa là chúng đọng lại những vết than trên bề mặt chạm vào. Những ngọn lửa này, ngoài việc ngụy trang màu sắc mà một số chất được giải phóng khi đun nóng, còn chưa đủ nóng.

Chính vì vậy Robert Bunsen cùng với kỹ thuật viên người Đức, Peter Desaga, đã quyết định thực hiện những cải tiến trong bật lửa Faraday. Để đạt được điều này, họ đã tìm cách làm cho khí đốt cháy với một luồng không khí lớn hơn, cao hơn so với việc tự do di chuyển trong phòng thí nghiệm. Bằng cách này, đầu đốt Bunsen-Desaga đã ra đời.

Kể từ đó, các phòng thí nghiệm đã có trong tay một chiếc bật lửa cho phép thu được ngọn lửa nóng hơn và "sạch" hơn nhiều. Tương tự như vậy, nhờ chiếc bật lửa này mà nền tảng hoặc nguồn gốc của quang phổ đã được thiết lập.

Tính năng và các bộ phận của đầu đốt Bunsen

- dụng cụ

Bản vẽ các bộ phận của đầu đốt Bunsen. Nguồn: Pearson Scott Foresman / Public domain

Hình ảnh trên là minh họa của đầu đốt Bunsen. Các cửa vào tương ứng cho cả không khí và khí đốt được chỉ định.

Khí chạy qua phần bên trong của một ống cao su từ vòi gas, nằm trong cùng một quầy thí nghiệm, đến đầu vào của bật lửa. Ở khu vực phía dưới của bật lửa, ngay phía trên giá đỡ hình vòng cung, có một van hoặc bánh xe điều chỉnh dòng khí sẽ đi ra từ vòi của bật lửa.

Mặt khác, không khí đi vào bật lửa qua các lỗ hình tròn (hoặc hình chữ nhật) trên cổ của nó. Khi cổ áo được xoay, nhiều không khí sẽ chảy vào các lỗ và trộn với khí. Hỗn hợp khí-không khí này sẽ bốc lên dọc theo thùng hoặc cột, cuối cùng thoát ra ngoài qua vòi phun nhẹ hơn.

Toàn bộ chiếc bật lửa được làm bằng kim loại nhẹ, chẳng hạn như nhôm, và đủ nhỏ để đặt trên bất kỳ kệ hoặc ngăn kéo nào.

- Gọi

Giảm

Ngọn lửa thu được bởi đầu đốt Bunsen có thể thay đổi màu sắc tùy thuộc vào lượng không khí thổi vào. Nguồn: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Bằng cách đặt một nguồn nhiệt ở độ cao của vòi phun bật lửa, sử dụng que diêm hoặc tia lửa, hỗn hợp khí-không khí sẽ bốc cháy và quá trình đốt cháy sẽ bắt đầu. Vì vậy, ngọn lửa sẽ xuất hiện. Tuy nhiên, đặc điểm hình ảnh và hóa học của ngọn lửa này phụ thuộc vào tỷ lệ không khí.

Nếu cổ áo được đóng lại, ngăn không khí đi vào qua các lỗ của nó, sẽ có một hỗn hợp giàu khí, sẽ khó cháy với oxy trong không khí xung quanh. Ngọn lửa này tương ứng với số 1 (hình trên), và được gọi là ngọn lửa "an toàn" và "bẩn", vì nó ít nóng nhất và cũng tạo ra lượng muội than lớn nhất. Lưu ý độ sáng của nó và cả màu vàng cam.

Sự phát sáng của ngọn lửa này là do các hạt muội than, được tạo thành thực tế từ các nguyên tử cacbon, hấp thụ nhiệt và phát ra ánh sáng và màu sắc. Khí vào càng mở thì ngọn lửa này càng lớn.

Ngọn lửa này còn được gọi là ngọn lửa khử, vì nó cung cấp cacbon dưới dạng hạt muội, có khả năng khử một số chất.

Chất oxy hóa

Khi vòng đệm quay, các lỗ mà không khí đi qua sẽ mở ra, do đó làm tăng lượng không khí trong hỗn hợp khí tạo thành. Kết quả là ngọn lửa màu vàng sẽ ngày càng trở nên hơi xanh (từ 2 đến 4), đến mức có thể xuất hiện trong suốt nếu nền và độ tinh khiết của hỗn hợp cho phép.

Ngọn lửa 4 là ngọn lửa mong muốn và hữu ích nhất trong phòng thí nghiệm, vì nó là ngọn lửa nóng nhất và cũng có thể oxy hóa hoàn hảo mẫu được đặt tiếp xúc với nó. Vì lý do này, ngọn lửa này được biết là có tính oxy hóa, vì các sản phẩm của quá trình cháy (về cơ bản là carbon dioxide và hơi nước) không cản trở oxy xung quanh và các chất bị oxy hóa.

Chức năng / công dụng

Đầu đốt Bunsen đốt nóng một bình. Nguồn: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Từ phần trước có thể kết luận rằng ngọn lửa là yếu tố hoặc đặc điểm quan trọng nhất của đầu đốt Bunsen. Trên thực tế, điều này xác định các chức năng hoặc cách sử dụng tương ứng của thiết bị này, nói ngắn gọn là không có gì khác hơn là làm nóng bề mặt, vật liệu hoặc mẫu.

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là nó có thể được sử dụng để làm nóng mọi thứ trong phòng thí nghiệm. Để bắt đầu, điểm nóng chảy của vật liệu phải trên 1500 ºC, nhiệt độ tối đa mà ngọn lửa có thể đạt được. Nếu không, nó sẽ tan chảy và gây ra thảm họa trên bàn làm việc.

Thứ hai, nhiệt độ ngọn lửa cao đến mức có khả năng đốt cháy hơi của bất kỳ dung môi hữu cơ nào, điều này sẽ làm tăng nguy cơ hỏa hoạn. Do đó, chỉ nên đun chất lỏng có nhiệt độ sôi cao và ít bay hơi.

Chính vì lý do này mà nước là một ví dụ về chất lỏng lý tưởng được đun nóng bằng cách sử dụng đầu đốt Bunsen. Ví dụ, người ta thường đun nóng các chai, cốc, bình hoặc nồi chưng cất chứa dung dịch nước.

Các ví dụ sử dụng

Đốt cháy

Một trong những công dụng chính của đầu đốt Bunsen là đốt cháy mẫu; tức là oxy hóa nó một cách nhanh chóng và tỏa nhiệt. Đối với điều này, ngọn lửa oxy hóa (có màu xanh lam và gần như trong suốt) được sử dụng và mẫu được đặt trong vật chứa như chén nung.

Tuy nhiên, hầu hết các mẫu sau đó được chuyển vào một bình, nơi nó có thể tiếp tục gia nhiệt trong nhiều giờ (thậm chí cả ngày).

Phân hủy nhiệt

Cũng như quá trình đốt, sử dụng đầu đốt Bunsen có thể thực hiện phân hủy nhiệt của một số chất nhất định, chẳng hạn như muối clorat và nitrat. Tuy nhiên, phương pháp này hoàn toàn không cho phép bạn theo dõi tiến trình phân hủy theo thời gian.

Kiểm tra ngọn lửa

Các ion kim loại có thể được phát hiện định tính bằng thử nghiệm ngọn lửa. Để làm điều này, một dây đã được nung nóng trước đó ngâm trong axit clohydric được đưa vào tiếp xúc với mẫu và đưa vào ngọn lửa.

Các màu được giải phóng giúp xác định sự có mặt của các kim loại như đồng (xanh lam), kali (tím), natri (vàng đậm), canxi (đỏ cam), v.v.

Khử trùng vật liệu

Sức nóng của ngọn lửa đến mức nó có thể được sử dụng cho một công dụng khéo léo khác: tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt vật liệu. Điều này đặc biệt hữu ích khi xử lý thủy tinh hoặc kim loại được thiết kế cho các mục đích liên quan chặt chẽ đến sức khỏe (kim tiêm, pipet, dao mổ, v.v.).

Chưng cất

Trước đây, người ta đã nói rằng nước là một trong những chất lỏng được làm nóng bằng đầu đốt Bunsen. Vì điều này, nó được sử dụng để làm nóng các chai chưng cất, và do đó đun sôi nước để hơi của nó mang theo một số tinh chất hoặc hương thơm của thực vật (vỏ cam, bột quế, v.v.).

Mặt khác, nó cũng có thể được sử dụng để chưng cất các loại hỗn hợp khác, miễn là cường độ của ngọn lửa vừa phải và không tạo ra quá nhiều hơi trong quá trình này.

Xác định điểm sôi

Với sự hỗ trợ của ống Thiele, dầu, giá đỡ và ống mao dẫn, điểm sôi của một số chất lỏng nhất định được xác định bằng cách sử dụng đầu đốt Bunsen để làm nóng tay cầm của ống hoặc tay bên của ống. Thí nghiệm này khá phổ biến trong các phòng thí nghiệm dạy học hóa học phổ thông và hóa học hữu cơ.

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Wikipedia. (Năm 2020). Đầu đốt Bunsen. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
3. Lãi kép. (2016, ngày 31 tháng 3). Lịch sử Hóa học: Ngày Bunsen Burner. Phục hồi từ: compoundchem.com
4. Nikki Wyman. (2015, ngày 31 tháng 8). Bunsen Burner: Bộ phận, Chức năng & Sơ đồ. Phục hồi từ: study.com
5. Nichols Lisa. (Ngày 18 tháng 8 năm 2019). Bunsen Burners. Hóa học Libretexts. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
6. Đại học bang Wayne. (sf). Sử dụng đúng cách của Bunsen Burner. . Được khôi phục từ: research.wayne.edu