MECHERO BUNSEN

 

¿Qué es un Mechero Bunsen?

Un mechero o quemador Bunsen es un instrumento utilizado en los laboratorios científicos para calentar, esterilizar o proceder a la combustión de muestras o reactivos químicos.¹​²​³​⁴​⁵​

Fue inventado por Robert Bunsen en 1857 y provee una transmisión muy rápida de calor intenso en el laboratorio. Es un quemador de gas natural o de gases licuados procedentes del petróleo (normalmente propano, butano o una mezcla de ambos), siendo la llama el producto de la combustión de una mezcla regulable de aire con uno de estos gases.⁶​

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Historia:

En 1852 la Universidad de Heidelberg contrató a Bunsen y le ofreció asignarle un nuevo edificio de laboratorios. La ciudad de Heidelberg había comenzado a instalar el alumbrado público mediante farolas de gas, por lo que la universidad pudo dotar al nuevo laboratorio de suministro de gas.

Las diseñadoras del edificio previeron la utilización del gas no solo para la iluminación, sino que también instalaron quemadores para las operaciones de laboratorio. En los quemadores de laboratorio era deseable maximizar la temperatura y minimizar la luminosidad. Sin embargo, los quemadores de laboratorio existentes por entonces dejaban mucho que desear, tanto en términos del calor de la llama, como respecto a su economía y simplicidad.

Mientras el edificio estaba en construcción a finales de 1854, Bunsen sugirió ciertos principios de diseño al mecánico de la universidad, Peter Desaga, a quien pidió que construyese el prototipo de un mechero. El diseño de Bunsen/Desaga era muy eficiente en la generación de calor, en la reducción del hollín generado y en la obtención de una llama no luminosa mediante la mezcla del gas con el aire de manera controlada antes de la combustión. Desaga ideó unas ranuras ajustables para el aire en la parte inferior del quemador cilíndrico, con la llama de encendido en la parte superior. En el momento en que el edificio se inauguró a principios de 1855, Desaga había construido cincuenta de estos quemadores para los estudiantes de Bunsen. Dos años más tarde publicó una descripción del mechero Bunsen, y muchos de sus colegas pronto adoptaron este diseño.

Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen construyeron hacia 1860 un espectroscopio para el análisis de los patrones lumínicos generados mediante el calentamiento de diversas sustancias con su mechero, procedimiento que permitió descubrir en muy poco tiempo el cesio (1860), el rubidio (1861), el talio (1861) y el indio (1863).⁷​

Principios similares habían sido utilizados anteriormente por Michael Faraday en el diseño de un quemador, así como en un dispositivo patentado en 1856 por el ingeniero de gas R.W. Elsner, pero no obtuvieron la difusión del diseño de Bunsen/Desaga.

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Perfil de llama y temperaturas de llama obtenidas:

La llama presenta una serie de regiones características, con distintas propiedades específicas en cada caso:⁷​
Partes de la llama:

• 
  I) Cono interior de la llama: no hay combustión, al tener una temperatura demasiado baja; contiene gas sin arder, con aproximadamente un 62% de aire.
• II) Manguito de llama: formado por gas en combustión y aire.
• III) Punta luminosa: aparece cuando los orificios de aire están parcialmente cerrados.

A su vez, se localizan una serie de puntos específicos con propiedades determinadas zonas de reacción

Las distintas propiedades fisicoquímicas de las regiones características de la llama del mechero Bunsen, permiten la realización de una serie de pruebas para la identificación de diversas sustancias químicas o minerales. Para ello, se suele utilizar un diminuto anillo de platino sujeto a un alambre del mismo material (unido a su vez a una varilla de vidrio), que sirve para situar las muestras pulverizadas (bien directamente o bien adheridas a una pequeña perla de sales de bórax humedecida que se forma previamente por fusión en un extremo del alambre, procedimiento denominado flujo vítreo), en el punto de la llama deseado, pudiéndose estudiar entonces:⁷​

• Fusibilidad.
• Poder de colorear la llama.
• Volatilidad.
• Comportamiento ante la oxidación y la reducción.

En todas estas reacciones se utiliza la llama de gas no luminosa. El gas suele contener pequeñas proporciones de CO₂, O₂ y N₂; el resto son sustancias reductoras, es decir, que se combinan con el oxígeno durante la reacción de combustión. La luminosidad de la llama suele deberse a la presencia en el gas de pequeñas trazas de hidrocarburos no saturados (como etileno, propileno o acetileno), que al calentarse se descomponen en metano y carbono libre, que es el material que al entrar en incandescencia produce la luminosidad de la llama. Cuando se hace llegar en la proporción adecuada aire al gas antes de quemarse, la llama tiende a no ser luminosa.

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Zonas de reacción :

• 1) Base de la llama: su temperatura es relativamente baja, al estar en contacto con corrientes de aire exteriores. Se utiliza para investigar la presencia de sustancias volátiles que puedan colorear la llama, detectándose en esta zona las que se volatilizan con temperaturas más bajas.
• 2) Zona de fusión: es la zona de mayor temperatura, y está situada a poco más de un tercio de la altura de la llama y en el centro del manguito (la Zona II). Sirve para investigar sustancias respecto a su fusibilidad y volatilidad.
• 3) Zona oxidante inferior: situada en el límite exterior de la Zona de fusión, se usa para la oxidación de sustancias disueltas en flujo vítreo.
• 4) Zona reductora inferior: situada en el límite exterior de la Zona II; presenta un poder reductor moderado, siendo utilizada para reducciones sobre carbón vegetal o con flujo vítreo.
• 5) Llama reductora superior: es la punta luminosa del cono interior de la llama, y se produce disminuyendo gradualmente el acceso de aire. No contiene oxígeno libre, siendo rica en carbono libre incandescente, lo que permite utilizar esta zona para reducir óxidos en forma de incrustaciones.
• 6) Llama oxidante superior: es la punta de la zona no luminosa de la llama, actúa más eficazmente cuando los orificios de entrada de aire están completamente abiertos y se utiliza para pruebas de oxidación, para desprender productos volátiles, y para procesos oxidantes que no requieren temperaturas excesivamente elevadas.

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Mechero Bunsen partes y tipos (Link): 

Demostración del funcionamiento de un mechero Bunsen (Link):

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