BUNSEN BURNER: คุณสมบัติฟังก์ชั่นตัวอย่างการใช้งาน - เคมี - 2026

แผดเผาเผาเป็นเครื่องมือในห้องปฏิบัติการที่มีความสามารถในการจัดหาแหล่งความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยผ่านเปลวไฟซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของการเผาไหม้ของก๊าซที่มักจะเป็นก๊าซมีเทนหรือส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทน เครื่องมือนี้มีความหมายเหมือนกันกับวิทยาศาสตร์และเคมี

ชื่อนี้มาจากนักเคมีชาวเยอรมัน Robert Bunsen ผู้รับผิดชอบร่วมกับช่างเทคนิค Peter Desaga สำหรับการนำไปใช้และปรับปรุงตามแบบจำลองที่ออกแบบโดย Michael Faraday ไฟแช็กนี้มีขนาดเล็กและเบาจึงสามารถเคลื่อนย้ายได้เกือบทุกที่ที่มีถังแก๊สและจุดเชื่อมต่อที่เหมาะสมที่สุด

เตา Bunsen ให้ความร้อนแก่สารละลายในขวด ที่มา: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

ด้านบนคือเตา Bunsen กำลังทำงานอยู่ โปรดทราบว่าการตั้งค่าดังกล่าวไม่ใช่ของห้องปฏิบัติการ เปลวไฟสีน้ำเงินทำให้เนื้อหาของขวดร้อนขึ้นเพื่อพัฒนาปฏิกิริยาทางเคมีหรือเพียงเพื่อละลายของแข็งได้เร็วขึ้น การใช้เครื่องมือนี้หลัก ๆ จึงเป็นเพียงการให้ความร้อนแก่พื้นผิวตัวอย่างหรือวัสดุ

อย่างไรก็ตามเตา Bunsen ยังใช้สำหรับวิธีการและกระบวนการที่หลากหลายเช่นการทดสอบเปลวไฟการฆ่าเชื้อการกลั่นการเผาไหม้และการสลายตัว ตั้งแต่สมัยมัธยมต้นเป็นต้นมามันเป็นสาเหตุของความประหลาดใจและความกลัวในหมู่นักเรียนจนกลายเป็นเครื่องมือที่ใช้เป็นประจำในเวลาต่อมา

ประวัติศาสตร์

ต้นกำเนิดของไฟแช็กที่เป็นสัญลักษณ์นี้ย้อนกลับไปในปีพ. ศ. 2397 ในห้องทดลองแห่งหนึ่งของมหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กที่ Robert Bunsen ทำงานอยู่ เมื่อถึงเวลานั้นสิ่งอำนวยความสะดวกของมหาวิทยาลัยก็มีระบบท่อก๊าซพื้นฐานและไฟแช็คเพื่อทำการทดลอง

อย่างไรก็ตามไฟแช็คเหล่านี้ออกแบบโดย Michael Faraday ทำให้เกิดเปลวไฟที่สว่างมากและ“ สกปรก” ซึ่งหมายความว่าพวกมันสะสมคราบถ่านไว้บนพื้นผิวที่สัมผัส เปลวไฟเหล่านี้นอกจากจะพรางสีแล้วสารบางชนิดที่ปล่อยออกมาเมื่อได้รับความร้อนแล้วยังไม่ร้อนพอ

ด้วยเหตุนี้ Robert Bunsen ร่วมกับช่างเทคนิคชาวเยอรมัน Peter Desaga จึงตัดสินใจที่จะดำเนินการปรับปรุงไฟแช็ค Faraday เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้พวกเขาพยายามที่จะทำให้ก๊าซเผาไหม้ด้วยการไหลของอากาศที่มากขึ้นซึ่งสูงกว่าการสัญจรในห้องปฏิบัติการอย่างอิสระ ด้วยวิธีนี้เตา Bunsen-Desaga จึงถือกำเนิดขึ้น

ตั้งแต่นั้นมาห้องปฏิบัติการมีไฟแช็กในมือซึ่งช่วยให้ได้เปลวไฟที่ร้อนกว่าและ "สะอาดกว่า" ในทำนองเดียวกันต้องขอบคุณฐานรากหรือต้นกำเนิดของสเปกโตรสโกปีที่เบากว่านี้

คุณสมบัติและชิ้นส่วนของเตา Bunsen

- เครื่องดนตรี

การวาดชิ้นส่วนของเตา Bunsen ที่มา: Pearson Scott Foresman / โดเมนสาธารณะ

ภาพด้านบนแสดงภาพประกอบของเตา Bunsen มีการระบุทางเข้าของทั้งอากาศและก๊าซตามลำดับ

ก๊าซไหลผ่านด้านในของท่อยางจากก๊อกแก๊สซึ่งอยู่ในเคาน์เตอร์ห้องปฏิบัติการเดียวกันไปยังทางเข้าของไฟแช็ก ที่บริเวณด้านล่างของไฟแช็กเหนือส่วนรองรับรูปวงแหวนมีวาล์วหรือล้อที่ช่วยระบายการไหลของก๊าซที่จะออกมาจากหัวฉีดที่มีน้ำหนักเบา

ในทางกลับกันอากาศจะเข้าสู่ไฟแช็กผ่านรูวงกลม (หรือสี่เหลี่ยม) ที่คอเสื้อ เมื่อหมุนคอเสื้ออากาศจะไหลเข้าไปในรูและผสมกับแก๊สมากขึ้น ส่วนผสมของอากาศและก๊าซนี้จะเพิ่มขึ้นตามลำกล้องหรือคอลัมน์และสุดท้ายออกจากหัวฉีดที่มีน้ำหนักเบา

ไฟแช็กทั้งหมดทำจากโลหะน้ำหนักเบาเช่นอลูมิเนียมและมีขนาดเล็กพอที่จะวางบนชั้นวางหรือลิ้นชักได้

- โทร

ลด

เปลวไฟที่ได้จากเตา Bunsen อาจมีสีแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปริมาณอากาศที่เข้ามา ที่มา: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

ด้วยการวางแหล่งความร้อนไว้ที่ความสูงของหัวฉีดที่มีน้ำหนักเบาไม่ว่าจะใช้ไม้ขีดหรือประกายไฟส่วนผสมของก๊าซอากาศจะติดไฟและการเผาไหม้จะเริ่มขึ้น ดังนั้นเปลวไฟจะปรากฏขึ้น อย่างไรก็ตามลักษณะทางสายตาและทางเคมีของเปลวไฟนี้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนอากาศต่อก๊าซ

หากปลอกคอปิดอยู่เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศผ่านเข้าไปในรูของมันจะมีส่วนผสมที่อุดมไปด้วยก๊าซซึ่งแทบจะไม่ลุกไหม้ไปพร้อมกับออกซิเจนในอากาศโดยรอบ เปลวไฟนี้สอดคล้องกับ 1 (ภาพบน) และเรียกว่าเปลวไฟ "ปลอดภัย" และ "สกปรก" เนื่องจากมีความร้อนน้อยที่สุดและก่อให้เกิดเขม่ามากที่สุด สังเกตว่ามันสว่างแค่ไหนและยังมีสีเหลืองส้มด้วย

ความส่องสว่างของเปลวไฟนี้เกิดจากอนุภาคเขม่าซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนดูดซับความร้อนและให้แสงและสีออกมา ยิ่งเปิดช่องแก๊สมากเท่าไหร่เปลวไฟก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น

เปลวไฟนี้เป็นที่รู้จักกันว่าสามารถลดได้เนื่องจากมีคาร์บอนเป็นอนุภาคเขม่าซึ่งสามารถลดสารบางชนิดได้

สารต้านอนุมูลอิสระ

เมื่อปลอกคอหมุนรูที่อากาศไหลผ่านจะเปิดออกซึ่งจะเพิ่มปริมาณอากาศในส่วนผสมของก๊าซที่เกิดขึ้น เป็นผลให้เปลวไฟสีเหลืองกลายเป็นสีน้ำเงินมากขึ้น (2 ถึง 4) จนถึงจุดที่อาจดูโปร่งใสหากพื้นหลังและความบริสุทธิ์ของส่วนผสมอนุญาต

Flame 4 เป็นสิ่งที่ต้องการและมีประโยชน์มากที่สุดในห้องปฏิบัติการเนื่องจากเป็นสิ่งที่ร้อนที่สุดและยังสามารถออกซิไดซ์ตัวอย่างที่สัมผัสกับมันได้อย่างสมบูรณ์แบบ ด้วยเหตุนี้จึงทราบว่าเปลวไฟนี้เกิดจากการออกซิไดซ์เนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ (โดยพื้นฐานคือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ) ไม่รบกวนออกซิเจนรอบข้างและสารที่จะออกซิไดซ์

ฟังก์ชั่น / การใช้งาน

เตา Bunsen ให้ความร้อนแก่กระติกน้ำ ที่มา: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

จากหัวข้อที่แล้วสามารถสรุปได้ว่าเปลวไฟเป็นองค์ประกอบหรือลักษณะที่สำคัญที่สุดของเตาบุนเซ็น อันที่จริงแล้วนี่เป็นการกำหนดหน้าที่หรือการใช้งานของเครื่องมือนี้ตามลำดับซึ่งในระยะสั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าการให้ความร้อนแก่พื้นผิววัสดุหรือตัวอย่าง

อย่างไรก็ตามไม่ได้หมายความว่าสามารถใช้เพื่อให้ความร้อนทุกอย่างในห้องปฏิบัติการได้ ในการเริ่มต้นจุดหลอมเหลวของวัสดุจะต้องสูงกว่า 1,500 ºCซึ่งเป็นอุณหภูมิสูงสุดที่เปลวไฟสามารถเข้าถึงได้ มิฉะนั้นจะละลายและก่อให้เกิดภัยพิบัติบนโต๊ะทำงาน

ประการที่สองอุณหภูมิของเปลวไฟสูงมากจนสามารถจุดไอระเหยของตัวทำละลายอินทรีย์ใด ๆ ซึ่งจะเพิ่มอันตรายจากไฟไหม้ ดังนั้นควรอุ่นเฉพาะของเหลวที่มีจุดเดือดสูงและมีความผันผวนต่ำ

ด้วยเหตุนี้น้ำจึงเป็นตัวอย่างของของเหลวในอุดมคติที่จะทำให้ร้อนโดยใช้เตา Bunsen ตัวอย่างเช่นเป็นเรื่องปกติที่ขวดกลั่นความร้อนบีกเกอร์ขวดหรือหม้อซึ่งมีสารละลายที่เป็นน้ำ

ตัวอย่างการใช้งาน

สันดาป

หนึ่งในการใช้งานหลักของเตา Bunsen คือการเผาตัวอย่าง; นั่นคือการออกซิไดซ์ด้วยวิธีที่รวดเร็วและคายความร้อน สำหรับสิ่งนี้จะใช้เปลวไฟออกซิไดซ์ (สีฟ้าและเกือบโปร่งใส) และตัวอย่างจะถูกวางไว้ในภาชนะเช่นเบ้าหลอม

อย่างไรก็ตามตัวอย่างส่วนใหญ่จะถูกถ่ายโอนไปยังขวดในเวลาต่อมาซึ่งสามารถให้ความร้อนต่อไปได้เป็นเวลาหลายชั่วโมง (แม้กระทั่งทั้งวัน)

การสลายตัวด้วยความร้อน

เช่นเดียวกับการเผาไหม้โดยใช้เตา Bunsen การสลายตัวทางความร้อนของสารบางชนิดสามารถทำได้เช่นคลอเรตและเกลือไนเตรต อย่างไรก็ตามวิธีนี้ไม่อนุญาตให้คุณติดตามความคืบหน้าของการสลายตัวเมื่อเวลาผ่านไปอย่างแน่นอน

การทดสอบเปลวไฟ

ไอออนของโลหะสามารถตรวจจับได้ในเชิงคุณภาพโดยการทดสอบเปลวไฟ ในการทำเช่นนี้ลวดที่อุ่นก่อนหน้านี้ซึ่งจุ่มอยู่ในกรดไฮโดรคลอริกจะสัมผัสกับตัวอย่างและนำเข้าไปในเปลวไฟ

สีที่ปล่อยออกมาช่วยระบุการมีอยู่ของโลหะเช่นทองแดง (เขียวอมฟ้า) โพแทสเซียม (ม่วง) โซเดียม (เหลืองเข้ม) แคลเซียม (แดงส้ม) เป็นต้น

การฆ่าเชื้อวัสดุ

ความร้อนของเปลวไฟนั้นสามารถนำไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้นั่นคือเพื่อทำลายจุลินทรีย์บนพื้นผิวของวัสดุ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อใช้กับแก้วหรือโลหะที่มีวัตถุประสงค์เพื่อเชื่อมโยงกับสุขภาพ (เข็มปิเปตหนังศีรษะ ฯลฯ )

การกลั่น

ก่อนหน้านี้เคยกล่าวไว้ว่าน้ำเป็นของเหลวชนิดหนึ่งที่ควรให้ความร้อนด้วยเตา Bunsen ด้วยเหตุนี้จึงใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ขวดกลั่นจึงต้มน้ำเพื่อให้ไอระเหยของมันมีองค์ประกอบหรือกลิ่นหอมของผัก (เปลือกส้มผงอบเชย ฯลฯ )

ในทางกลับกันก็ยังสามารถใช้ในการกลั่นสารผสมประเภทอื่น ๆ ได้ตราบเท่าที่ความเข้มของเปลวไฟถูกกลั่นกรองและไม่มีการสร้างไอระเหยมากเกินไปในกระบวนการ

การกำหนดจุดเดือด

ด้วยความช่วยเหลือของท่อ Thiele น้ำมันตัวรองรับและเส้นเลือดฝอยจุดเดือดของของเหลวบางชนิดจะถูกกำหนดโดยใช้เตา Bunsen เพื่อให้ความร้อนที่จับของท่อหรือแขนด้านข้าง การทดลองนี้พบได้บ่อยในห้องปฏิบัติการสอนเคมีทั่วไปและเคมีอินทรีย์

อ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
2. วิกิพีเดีย (2020) เตาบุญเสน. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. ดอกเบี้ยทบต้น. (2559 31 มีนาคม). ประวัติเคมี: Bunsen Burner Day. สืบค้นจาก: compoundchem.com
4. นิกกี้ไวแมน (2558 31 สิงหาคม). Bunsen Burner: ชิ้นส่วนฟังก์ชันและแผนภาพ ดึงมาจาก: study.com
5. Nichols Lisa (18 สิงหาคม 2562). เตาบุญเสน. เคมี Libretexts สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
6. มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเวย์น (เอสเอฟ) การใช้เตา Bunsen อย่างเหมาะสม . ดึงมาจาก: research.wayne.edu