Queimador de Bunsen: recursos, funções, exemplos de uso - Ciência - 2023

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o Isqueiro bunsen É um instrumento de laboratório capaz de fornecer uma fonte de calor com eficiência e segurança por meio de uma chama, que é o produto da combustão de um gás que geralmente é o metano, ou uma mistura de propano e butano. Este instrumento por si só é sinônimo de ciência e química.

Seu nome vem do químico alemão Robert Bunsen, que foi o responsável, juntamente com o técnico Peter Desaga, pela sua implantação e aprimoramento a partir de um modelo já desenhado por Michael Faraday. Este isqueiro é pequeno e leve, por isso pode ser movido para quase qualquer lugar onde haja um cilindro de gás e conexões ótimas.

Acima está o bico de Bunsen em ação. Observe que o cenário nem mesmo é o de um laboratório. A chama azul aquece o conteúdo do frasco para desenvolver uma reação química, ou simplesmente para dissolver um sólido mais rapidamente. O principal uso deste instrumento é simplesmente aquecer uma superfície, amostra ou material.

No entanto, o queimador de Bunsen também é usado para uma ampla variedade de métodos e processos, como teste de chama, esterilização, destilação, combustão e decomposição. Desde o ensino médio, tem sido motivo de espanto e medo entre os alunos, para posteriormente se tornar um instrumento de uso rotineiro.

História

As origens deste icônico isqueiro remontam a 1854, em um dos laboratórios da Universidade de Heidelberg, onde Robert Bunsen trabalhou. A essa altura, as instalações da universidade já contavam com um sistema de canos de gás e isqueiros mais rudimentares com os quais faziam experiências.

No entanto, esses isqueiros, projetados por Michael Faraday, geraram chamas muito brilhantes e “sujas”, o que significa que eles depositaram manchas de carvão na superfície que tocaram. Essas chamas, além de camuflar as cores que certas substâncias liberavam quando aquecidas, não eram suficientemente quentes.

Foi assim que Robert Bunsen, juntamente com o técnico alemão, Peter Desaga, decidiu implementar melhorias nos isqueiros Faraday. Para isso, eles procuraram fazer o gás queimar com um fluxo de ar maior, maior do que aquele que vagava livremente pelo laboratório. Assim nasceu o queimador de Bunsen-Desaga.

Desde então, os laboratórios contam com um isqueiro que permite uma chama muito mais quente e "limpa". Da mesma forma, graças a este isqueiro as bases ou origens da espectroscopia foram estabelecidas.

Recursos e peças do queimador de Bunsen

- instrumento

Na imagem acima há uma ilustração do bico de Bunsen. As respectivas entradas de ar e gás são indicadas.

O gás percorre o interior de uma mangueira de borracha desde a torneira, localizada no mesmo balcão do laboratório, até a entrada do isqueiro. Na parte inferior do isqueiro, logo acima do suporte em forma de anel, existe uma válvula ou roda que iguala o fluxo de gás que vai sair do bico do isqueiro.

O ar, por outro lado, entra no isqueiro pelos orifícios circulares (ou retangulares) em seu colar. Conforme o colar é girado, mais ar flui para os orifícios e se mistura com o gás. Essa mistura de ar-gás vai subir ao longo do barril ou coluna, para finalmente sair pelo bico mais leve.

Todo o isqueiro é feito de um metal leve, como alumínio, e é pequeno o suficiente para caber em qualquer prateleira ou gaveta.

- Ligar

Reduzindo

Colocando uma fonte de calor exatamente na altura do bocal do isqueiro, usando um fósforo aceso ou uma faísca, a mistura de ar-gás se acenderá e a combustão começará. Então a chama aparecerá. No entanto, as características visuais e químicas dessa chama dependem da proporção ar-gás.

Se o colar for fechado, evitando que o ar entre por seus orifícios, haverá uma mistura rica em gás, que dificilmente queimará com o oxigênio do ar circundante. Essa chama corresponde a 1 (imagem superior), e é conhecida como chama "segura" e "suja", pois é a menos quente e também produz mais fuligem. Observe como ele é brilhante e também suas cores amarelo-laranja.

A luminosidade dessa chama se deve ao fato de que as partículas de fuligem, formadas praticamente por átomos de carbono, absorvem calor e emitem luz e cor. Quanto mais aberta for a entrada de gás, maior será a chama.

Essa chama também é conhecida por ser redutora, pois contribui com carbono na forma de partículas de fuligem, que são capazes de reduzir algumas substâncias.

Oxidante

Conforme o colar gira, os orifícios pelos quais o ar passa se abrem, aumentando assim a quantidade de ar na mistura gasosa resultante. Como resultado, a chama amarela ficará cada vez mais azulada (2 a 4), a um ponto em que pode parecer transparente se o fundo e a pureza da mistura permitirem.

O Flame 4 é o mais desejado e útil em laboratório, pois é o mais quente e também pode oxidar perfeitamente a amostra que é colocada em contato com ele. Por este motivo, esta chama é conhecida por ser oxidante, uma vez que os produtos da combustão (essencialmente dióxido de carbono e vapor de água) não interferem com o oxigênio circundante e as substâncias a serem oxidadas.

Funções / usos

Da seção anterior pode-se concluir que a chama é o elemento ou característica mais importante do bico de Bunsen. É este facto que define as respectivas funções ou utilizações deste instrumento, que em suma nada mais são do que o aquecimento de uma superfície, material ou amostra.

No entanto, isso não significa que possa ser usado para aquecer tudo no laboratório. Para começar, o ponto de fusão do material deve estar acima de 1500 ºC, temperatura máxima que a chama pode atingir. Caso contrário, ele derreterá e causará um desastre na bancada.

Em segundo lugar, a temperatura da chama é tão alta que é capaz de inflamar os vapores de qualquer solvente orgânico, o que aumentaria o risco de incêndio. Portanto, apenas líquidos com alto ponto de ebulição e baixa volatilidade devem ser aquecidos.

É por esta razão que a água é um exemplo de líquido ideal para ser aquecido com o bico de Bunsen. Por exemplo, é comum aquecer frascos de destilação, béqueres, frascos ou potes que contêm soluções aquosas.

Exemplos de uso

Combustão

Um dos principais usos do queimador de Bunsen é submeter uma amostra à combustão; isto é, para oxidá-lo rápida e exotermicamente. Para isso, utiliza-se a chama oxidante (de cor azul e quase transparente) e a amostra é colocada dentro de um recipiente como um cadinho.

No entanto, a maioria das amostras é posteriormente transferida para um frasco, onde pode continuar a aquecer por horas (até mesmo um dia inteiro).

Decomposição termal

Tal como acontece com a combustão, usando o queimador de Bunsen, a decomposição térmica de certas substâncias pode ser realizada, como sais de clorato e nitrato. No entanto, esse método não permite, de forma alguma, rastrear o progresso da decomposição ao longo do tempo.

Teste de chama

Os íons metálicos podem ser detectados qualitativamente por teste de chama. Para isso, um fio previamente aquecido e imerso em ácido clorídrico, é colocado em contato com a amostra e levado ao fogo.

As cores liberadas ajudam a identificar a presença de metais como cobre (azul esverdeado), potássio (violeta), sódio (amarelo intenso), cálcio (vermelho alaranjado), etc.

Esterilização de materiais

O calor de uma chama é tal que pode ser usado para outro uso engenhoso: para destruir microorganismos na superfície dos materiais. Isso é especialmente útil ao lidar com vidro ou metais destinados a fins intimamente ligados à saúde (agulhas, pipetas, bisturis, etc.).

Destilação

Já foi dito que a água é um dos líquidos que é preferencialmente aquecido com o bico de Bunsen. Por isso, é utilizado para aquecer as garrafas de destilação, fervendo a água para que seus vapores carreguem algumas essências ou fragrâncias da matéria vegetal (cascas de laranja, canela em pó, etc.).

Por outro lado, também pode ser utilizado para destilar outros tipos de misturas, desde que a intensidade da chama seja moderada e muitos vapores não sejam gerados no processo.

Determinação dos pontos de ebulição

Com o auxílio do tubo Thiele, óleo, um suporte e um capilar, os pontos de ebulição de certos líquidos são determinados usando o bico de Bunsen para aquecer o cabo do tubo ou seu braço lateral. Este experimento é bastante comum em laboratórios de ensino de química geral e química orgânica.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2020). Bico de Bunsen. Recuperado de: en.wikipedia.org
Juros compostos. (2016, 31 de março). História da Química: Dia do Bico de Bunsen. Recuperado de: compositechem.com
Nikki Wyman. (2015, 31 de agosto). Queimador de Bunsen: peças, função e diagrama. Recuperado de: study.com
Nichols Lisa. (18 de agosto de 2019). Bicos de Bunsen. Bibliografia de química. Recuperado de: chem.libretexts.org
Wayne State University. (s.f.). Uso adequado de um queimador de Bunsen. [PDF]. Recuperado de: research.wayne.edu