MECHERO BUNSEN

Mechero Bunsen, dispositivo que se utiliza mucho en los laboratorios debido a que proporciona una llama caliente, constante y sin humo. Debe su nombre al químico alemán Robert Wilhelm Bunsen, que adaptó el concepto de William Faraday del quemador de gas en 1855 y popularizó su uso. El quemador es un tubo de metal corto y vertical que se conecta a una fuente de gas y se perfora en la parte inferior para que entre aire. La corriente de aire se controla mediante un anillo situado en la parte superior del tubo. Cuando su temperatura es más alta, la llama tiene un cono azul en el centro y puede alcanzar los 1.500 ºC. Los mecheros Bunsen se han visto desplazados en muchos casos por camisas calentadoras eléctricas. Al encender el mechero conviene abrir la lentamente la llave de entrada de gas, para evitar que salga de golpe y pueda producirse una explosión.

1         cañón

2         pie

3         virola

4         chiclé

5        entrada de gas

6         llave

Mechero Bunsen

Se utiliza para calentar, fundir o evaporar sustancias. La llama del mechero que arde correctamente es transparente y tiene un matiz azulado. No es luminosa y no desprende humo negro. En ella se distinguen con claridad dos zonas. La zona interior tiene una temperatura de 200 a 500 ºC. En su parte inferior tiene lugar la descomposición del gas y en la parte superior transcurre la combustión no completa acompañada del desprendimiento de carbono libre cuyas partículas incandescentes despiden luz. La temperatura máxima de la llama (hasta 1500 ºC) se alcanza en la zona casi incolora en la cual la combustión del gas se realiza con mayor intensidad debido a la gran afluencia de aire. Como se ve en el siguiente gráfico, es importante regular el caudal de aire en función de la temperatura que deseemos alcanzar:

Cuando se conoce la estructura de la llama es fácil sacar la conclusión de que al utilizar el mechero no se debe colocar el objeto en la parte inferior de la llama, hay

que colocarlo de tal manera que la parte superior de la llama, la más caliente, roce dicho objeto ligeramente. En este caso el calentamiento será más eficaz.

El mechero de Bunsen (Figura 1.3) es el más empleado en los trabajos de laboratorio, consta de un tubo metálico vertical, que mediante rosca va unido a un pié por donde sale un pequeño tubo que permite la entrada de gas. Un anillo metálico horadado y móvil, próximo a la rosca, regula la entrada de  aire. Con un mechero de Bunsen puede calentarse un crisol pequeño hasta unos 899 ºC, pero la zona más caliente de la llama puede llegar a tener 1500  ºC de temperatura. El mechero funciona correctamente cuando el gas y el aire se mezclan en proporciones adecuadas. En ausencia del aire la llama del mechero será amarilla, brillante y despedirá mucho humo debido a la combustión incompleta del gas (mezcla de hidrocarburos). Si la entrada de aire está muy abierta y es grande la presión del gas la llama tenderá a separarse del extremo del mechero y se podrá apagar. La llama más intensa y el calentamiento más efectivo se logran ajustando simultáneamente la válvula del gas y la entrada del aire hasta que la llama tenga un color azul intenso y carezca de una punta amarillo-anaranjada, y simultáneamente se escuche un sonido grave y la llama alcance una altura de 12 a 15 cm.

Al obtenerse una llama correcta en el mechero se podrán distinguir claramente tres zonas diferentes en coloración, temperatura y comportamiento.

Características de las zonas en llama:a)       Zona Oxidante : Región más caliente de la llama, de coloración azul intenso y

temperaturas entre 500 ºC y 800 ºC. Ocurre una combustión completa.CH4  +  2O2     CO2  +  2H2O

b)       Zona Reductora : De coloración azul claro y temperaturas comprendidas entre 300 ºC y 500ºC. Ocurre una combustión incompleta.

CH4  +  3/2 O2        CO  +  2H2O

c)       Zona Fría : De coloración blanca, no ocurre ninguna reacción debido a la sustancia de O2.

En la figura 1.3 se muestra  de un mechero Bunsen así como las zonas de las llamas en el mismo.

Figura 1.3a) Mechero Bunsen.        b) Zonas de la llamas

Mecheros de gas

Son los mas empleados. Existen diferentes modelos, pero todos están estructurados básicamente por tres partes separables: La base, el tubo quemador y el regulador de aire.

Fig. 38 : Mechero de gas

1. La base: Es una pieza metálica de forma circular y fondo plano, lo que permite mantener el tubo quemador en posición vertical. Tiene un diámetro de 4 a 6 cm y presenta en la parte superior un peque?o tubito en posición horizontal de unos 6 mm de diámetro denominado tobera, donde se inserta ajustadamente, con una presilla de

seguridad, una fina manguera que se inserta por su otro extremo a una llave de gas.

2. Tubo quemador: El tubo quemador puede tener un diámetro variable, en dependencia del modelo de que se trate. El mechero de "Bunsen" convencional, tiene aproximadamente 6 ó 7 mm de diámetro x 6 ó 7 cm de largo, en tanto que el mechero de "Fisher" es mucho más grueso con una longitud también mayor y está provisto en su extremo superior de un quemador que propicia una llama grande e intensa. En ambos tipos de mecheros, muy próximo al extremo donde se enrosca a la base, el tubo presenta un orificio de un diámetro similar al del collarín que regula la entrada de aire.

3. Regulador de aire: El regulador de aire está compuesto por un collarín metálico de forma anular, semejante a una alianza, que se inserta calibradamente en el extremo inferior el tubo quemador, quedando en contacto con la base. Está provisto de un orificio circular de un diámetro similar al del tubo quemador.

Fig. 39: a) Mechero de Bunsen; b) Mechero de Fisher

FUNCIONAMIENTO DEL MECHERO DE BUNSEN

Por el tubo lateral entra el combustible, al pasar por el tubo recto se mezcla con el oxígeno del aire, que entra por el collar móvil; al llegar esta mezcla a la parte superior del tubo recto y acercar una chispa o un cerillo se produce una combustión.

La combustión puede ser de dos tipos:

a) Combustión incompleta: es aquella en la cual se producen partículas sólidas de carbono debido a la insuficiencia de oxígeno en la mezcla. Se caracteriza por presentar una llama de color amarillo. En general el proceso se realiza en dos etapas:

La siguiente ecuación es el resultado de la suma de I + II y se conoce como ecuación total.

b) Combustión completa: se produce cuando hay suficiente cantidad de oxígeno, este consume casi en su totalidad las partículas de carbono incandescentes, adquiriendo la llama de color azul.

En general el proceso es el siguiente: