EL MECHERO DE BUNSENOBJETIVOS Aprender el funcionamiento del
mechero; los tipos de combustin, las clases y diferentes zonas de
la llama. Observar los cambios fsicos y qumicos de algunos
compuestos; as como el cambio de energa espectral. Observar e
identificar los espectros en la regin visible de diferentes
sustancias qumicas.
MARCO TERICO1. EL MECHERO DE BUNSEN:Un mechero o quemador Bunsen
es un instrumento utilizado en laboratorios cientficos que se usa
siempre que se requiere contar con una fuente de calor, ya sea para
producir, acelerar una reaccin qumica, calentar, efectuar un cambio
fsico y esterilizar muestras o reactivos qumicos. Se utiliza mucho
en los laboratorios debido a que proporciona una llama caliente,
constante, sin humo y que no produzca depsitos de holln al calentar
objetos. Debe su nombre al qumico alemn Robert Wilhelm Bunsen
(1811-1899), que adapt el concepto de William Faraday del quemador
de gas en 1855 y populariz su uso.Es una fuente calorfica muy
empleada en el laboratorio. Este aparato quema gases, combustibles
como: gas hulla, gas natural, acetileno, metano, propano, butano,
etc.Las partes del mechero de Bunsen:El quemador se constituye de
un tubo de acero de 12,7 cm de largo por 0,95 cm de dimetro
interior. El quemador se fija a la base atornillndose en sta. En el
interior y cerca de la base est un dispersor, cuya funcin es
esparcir muy finamente el gas a lo largo del quemador. A la altura
del dispersor el quemador tiene una a dos perforaciones circulares
por las que penetra el aire al interior, debido al vaco provocado
por la expansin del gas al salir del dispersor. Estas perforaciones
se bloquean parcial o totalmente por medio del collarn (bujo), que
est colocado concntricamente al quemador, logrando regular el flujo
del aire (gracias al efecto Venturi). El gas penetra al dispersor
por medio de una entrada que est colocada en la base del mechero, a
una presin que se regula a la salida del tanque de almacenamiento
de gas.Si el regulador de la entrada del aire se mueve de manera
que no permite el paso de ste al interior del quemador. 1 Llama
luminosa: Se obtiene cuando el collarn est cerrado 2 Collarn medio
abierto 3 Collarn abierto al 90% 4 Llama no luminosa: Collarn
abierto completamente
1.1. TIPOS DE COMBUSTIN:Durante la combustin, los compuestos que
contiene carbono e hidrgeno y a veces oxgeno arden consumiendo
oxgeno y produciendo dixido de carbono y agua. Dependiendo de la
cantidad de oxgeno, se pueden generar dos tipos de combustin:
completa e incompleta. COMBUSTIN COMPLETA:Cuando una sustancia
orgnica al reaccionar con el oxgeno el producto resultante es slo
CO2(g) y H2O (l); esto es, la combustin completa se produce cuando
el total del combustible reacciona con el oxgeno. La ecuacin puede
balancearse, los productos de esta combustin son solamente CO2,
H2O, O2 y N2. La combustin se denomina completa o perfecta, cuando
toda la parte combustible se ha oxidado al mximo, es decir, no
quedan residuos de combustible sin quemar y no se encontrarn
sustancias combustibles en los humos o gases de combustin.Las
reacciones de combustin completa se pueden describir mediante las
siguientes reacciones qumicas: C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O
(g) + calor CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g) + calor
COMBUSTIN INCOMPLETA:Este tipo de reaccin se caracteriza por la
presencia de sustancias combustibles o tambin llamados inquemados
en los humos o gases de combustin. Estas sustancias generalmente
son carbono como holln, CO, H2O y tambin pueden aparecer pequeas
cantidades de los hidrocarburos que se utilizan como combustibles.
En el caso de la reaccin de combustin en la que se produce
nicamente CO en los gases de combustin, se conoce con el nombre de
Combustin de Ostwald y la reaccin que produce CO y H2 se conoce
como Combustin de Kissel. Las reacciones de combustin incompleta se
pueden describir mediante las Siguientes reacciones qumicas: C3H8
(g) + 3O2 (g) 2CO (g) + C + 4H2O (g) + calor C4H4 (g) + 5O2 (g) 2CO
(g) + 2C + 8H2O (g) + calor
2. LLAMA:La llama es provocada por la emisin de energa de los
tomos de algunas partculas que se encuentran en los gases de la
combustin, al ser excitados por el intenso calor generado en este
tipo de reacciones. Las llamas se originan en reacciones muy
exotrmicas y desprenden gran cantidad de energa en forma de calor y
estn constituidas por mezclas de gases incandescentes. La llama ms
utilizada en el laboratorio es la producida por la combustin de un
gas (propano, butano o gas ciudad), con el oxgeno del aire. La
combustin completa (con exceso de oxgeno) produce agua y dixido de
carbono, una llama poco luminosa y de gran poder calorfico. La
combustin incompleta produce, adems de dixido de carbono y agua,
carbono, monxido de carbono y otros productos intermedios, da
origen a llamas de bajo poder calorfico y altamente luminoso
(debido a la incandescencia de las partculas de carbono que se
producen).2.1 CLASES DE LLAMAS: LLAMA LUMINOSA:La llama de un
mechero es luminosa cuando la entrada de aire est cerrada porque el
aire que entra en el quemador es insuficiente y el gas no se mezcla
con el oxgeno en la base del mechero, por lo tanto solo se quema el
gas produciendo una llama de color amarillo y humeante. Emite luz
porque contiene partculas slidas que se vuelven incandescentes
debido a la alta temperatura que soportan. Este tipo de llama
produce gran prdida de calor y se genera en una combustin
incompleta. Alcanza temperaturas hasta 900 C.C3H8 (g) + 3O2 (g)
C(s)+ 2CO (g) + 4H2O (g) + calor LLAMA NO LUMINOSA:Se consigue
debido a un adecuado contacto entre aire y gas antes de efectuarse
la combustin completa, de tal manera que casi no hay partculas
slidas incandescentes; porque la combustin es completa y existe un
exceso de oxgeno y se producen altas temperaturas (zona oxidante).
Cuando la entrada de aire est abierta, la llama es de color verde
azulado. Esta llama produce gran cantidad de energa a comparacin de
la llama luminosa, alcanza temperaturas hasta 1300 C y en algunos
casos 1500 C. 2.2 ZONAS DE LA LLAMA : Zona Fra (Cono fro):Es la
zona de color oscuro formado por una mezcla de aire y gases sin
quemar donde no llega el oxgeno. Alcanza hasta 300 C.
Cono Interno:Es donde se produce las reacciones iniciales
necesarias para la combustin. Alcanza hasta 600 C.
Cono Externo:Constituido por los productos de combustin; donde
se encuentra la ms alta temperatura de la llama. Alcanza hasta 1500
C. La forma de la llama nos indica si la combustin es rica o
pobre.
3. OBSERVACIONES: Comparacin del comportamiento de la llama en
la porcelana:
Llama luminosa: genera holln en la combustin Debido a la
carencia de oxigeno
Llama no luminosa: consume el holln debido a la alta temperatura
ya que absorbe mayor cantidad de oxigeno
Determinacin de la zona ms caliente de la llama en la
rejilla:
se tiene el mechero encendido con llama no luminosa: Se observa
que inmediatamente la rejilla se pone al rojo .vivo.Se tiene el
mechero encendido con llama luminosa: Se observa que la rejilla se
pone ligeramente roja.
Cambio fsico de la varilla:
Se tiene el mechero encendido con llama no luminosa y se observa
el cambio fsico de la varilla a medida que pasa el tiempo.
Los colores de la llama (espectro de emisin) de ciertos
elementos:Cloruro de potasio: color rojo-violeta.Cloruro de bario
dihitratado: color amarillo-verdoso.
Cloruro de litio: rojo-carmn.Cloruro de calcio: color
rojo-naranja.
RESULTADOS:
Reconocimiento de la llama ms caliente. Porcelana: Encendemos el
mechero con llama luminosa y sostenemos un pedazo de porcelana con
unas pinzas y empezamos a calentarla por 3min aproximadamente.
Notamos que la porcelana empieza a ponerse de color negro y esto
podemos explicarlo ya que en la llama luminosa, ocurre la combustin
incompleta produciendo as partculas de holln. Repetimos el mismo
procedimiento pero ahora usando la llama no luminosa, ahora podemos
observar que el holln que se impregno en la porcelana empieza a
desaparecer, y si seguimos exponindola a la llama no luminosa
notaremos que empieza a ponerse de color rojo. Determinacin de la
zona ms caliente Rejilla metlica: Sostenemos la rejilla con las
pinzas y la colocamos de forma horizontal a la llama luminosa
durante unos segundos, notamos que la rejilla empieza a tomar un
color naranja, pero solo alrededor formando una especie de
circunferencia. Por otro lado tambin nos damos cuenta que cuando la
rejilla esta fra esta no deja pasar la llama y cuando empieza a
calentarse la llama pasa sin dificultad, esto es debido a la
conductividad trmica. Cuando repetimos el proceso usando la llama
no luminosa nos percatamos que en cuestin de pocos segundos la
rejilla se pone de color naranja intensa en toda la zona
expuesta.
CONCLUSIONES Y DISCUSIONES:Concluimos que la materia se puede
presentar de muchas maneras, que la energa cambia de muchas formas
que se puede presentar en forma deluzy con diversos colores que
pertenecen a la materia, aunque algunos se parecen (debido a que
nuestra vista logra separaciones solo hasta de 50nm de diferencia
en el espectro),pero sus componentes son distintos. El mechero
Bunsen nos permiti darnos cuenta de algunas de las propiedades de
distintas sustancias y que la llama luminosa en realidad es daina
para la salud del ser humano mientras que la llama no luminosa
posee elevadas temperaturas.
RESPUESTA A LAS PREGUNTAS:1. Qu precauciones debe tener para el
buen funcionamiento de un mechero de laboratorio? Antes de utilizar
el mechero, asegrese cul es la tubera que suministra el gas y que
la manguera de hule est bien conectada. Cuando vamos a prender el
mechero lo debemos prender con la llama luminosa, ya que si la
prendemos con la llama no luminosa esto podra producir una pequea
explosin. Puesto que, para prender el mechero con llama no luminosa
tenemos que dejar entrar gran cantidad de aire y poca cantidad de
gas. No enrolle la manguera de hule alrededor del mechero.
2. Qu principio fsico utiliza el mechero de Bunsen? Mezcla de
gases: Se da en el momento que hacemos ingresar el oxgeno y se
mezcla con el gas propano.
3. Qu combustible se utiliz para el encendido del mechero?El
combustible que se utiliz fue el propano (C3H8).
4. Qu sustancia acta como comburente?
El comburente fue el oxgeno (O2).
5. Cules son las razones por las que no se debe utilizar la
llama luminosa en el trabajo de laboratorio?
Porque libera holln (carbono) el cual es daino para la salud ya
que con el tiempo puede llegar a contraer fibrosis.
6. Cmo se obtiene el propano industrial? Tiene olor?El propano
es obtenido del gas natural o de los gases de los procesos de
cracking producidos en las instalaciones petroqumicas, es un
subproducto del procesamiento del gas natural y de la refinacin del
petrleo.Olor fuerte, parecido al de los huevos podridos.
7. La temperatura de la llama no luminosa, superar a la
temperatura de la llama de un soplete?lo supera porque la
temperatura de la llama de un soplete llega hasta 13000C y la llama
no luminosa llega hasta 14000C a ms.
8. Cmo procedera en un eventual incendio producido por
descontrol de la llama del mechero?
9. Averige cmo funcionan los equipos de absorcin atmica.Es un
mtodo instrumental que est basado en la atomizacin del analito en
matriz lquida y que utiliza comnmente un nebulizador pre-quemador
(o cmara de nebulizacin) para crear una niebla de la muestra y un
quemador con forma de ranura que da una llama con una longitud de
trayecto ms larga, en caso de que la transmisin de energa inicial
al analito sea por el mtodo "de llama". La niebla atmica es
desolvatada y expuesta a una energa a una determinada longitud de
onda emitida ya sea por la dicha llama, una Lmpara de Ctodo hueco
construida con el mismo analito a determinar o una Lmpara de
Descarga de Electrones (EDL).La temperatura de la llama es lo
bastante baja para que la llama de por s no excite los tomos de la
muestra de su estado fundamental. El nebulizador y la llama se usan
para desolvatar y atomizar la muestra, pero la excitacin de los
tomos del analito se hace por el uso de lmparas que brillan a travs
de la llama a diversas longitudes de onda para cada tipo de
analito.En AA la cantidad de luz absorbida despus de pasar a travs
de la llama determina la cantidad de analito existente en la
muestra. Hoy da se utiliza frecuentemente horno de grafito para
calentar la muestra a fin de desolvatar la y atomizarla, aumentando
la sensibilidad.El mtodo del horno de grafito puede tambin analizar
algunas muestras slidas o semislidas. Debido a su buena
sensibilidad y selectividad, sigue siendo un mtodo de anlisis
comnmente usado para ciertos elementos traza en muestras
acuosas.
Na: Color amarillentoK: Color violetaLi: Color rojoBaCl: Color
verde claroCu: Color azulSr: Color rojo ndigo
BIBLIOGRAFA-Luis Carrasco Venegas,Qumica Experimental,Quinta
Edicin,MacroE.I.R.L.,Lima,Enero 2013,pp 33-46-
http://mecherodebunsen.blogspot.com/-
http://tenttiarkisto.fi/media/exams/6798.pdf-
http://www.ecured.cu/index.php/Propano-