분젠 버너
Bunsen burner | |
| 사용하다 | 난방 살균 연소 |
|---|---|
| 관련 항목 | 핫플레이트 가열 맨틀 메커-피셔 버너 테크루 버너 |
Robert Bunsen의 이름을 딴 Bunsen 버너는 실험실 장비로 사용되는 일종의 주변 공기 가스 버너로, 단일 개방 가스 불꽃을 생성하며 가열, 살균 및 [1][2][3][4][5]연소에 사용됩니다.
가스는 천연가스(주로 메탄) 또는 프로판, 부탄, 또는 혼합물과 같은 액화석유가스일 수 있습니다.달성되는 연소 온도는 부분적으로 선택된 연료 혼합물의 단열 화염 온도에 따라 달라집니다.
역사
1852년, 하이델베르크 대학은 분젠을 고용했고 그에게 새로운 실험실 건물을 약속했습니다.하이델베르크 시는 석탄 가스 거리 조명을 설치하기 시작했고, 그래서 대학은 새로운 실험실에 가스관을 설치했다.
건물의 설계자들은 이 가스를 조명뿐만 아니라 실험실 운영을 위한 버너에도 사용하고자 했습니다.모든 버너 램프에서 온도를 최대화하고 밝기를 최소화하는 것이 바람직했습니다.그러나 기존 실험실 버너 램프는 불꽃의 열뿐만 아니라 경제성과 단순성 측면에서도 아쉬운 점이 많았다.
1854년 말 건물이 아직 공사 중이었을 때, 분젠은 대학의 기계공인 피터 데사가에게 몇 가지 설계 원칙을 제안하고 그에게 프로토타입을 만들어 달라고 부탁했다.비슷한 원리가 마이클 패러데이의 초기 버너 설계와 1856년 가스 엔지니어 R. W. 엘스너가 특허를 받은 장치에 사용되었습니다.분센/데사가 디자인은 연소 전에 가스와 공기를 제어하여 고온의 그을음 없는 비휘도 불꽃을 발생시키는 데 성공하였습니다.Desaga는 원통형 버너 하단에 공기 조절 가능한 슬릿을 만들었고, 위쪽에서 불꽃이 점화되었습니다.1855년 일찍 개업할 때까지 데사가 씨는 분젠의 학생들을 위해 50개의 버너를 만들었다.2년 후, Bunsen은 묘사를 발표했고, 그의 동료들 중 많은 사람들이 곧 그 디자인을 채택했다.분젠 버너는 현재 [6]전 세계 실험실에서 사용되고 있다.
작동
오늘날 사용되는 이 장치는 천연 가스(주로 메탄)와 같은 가연성 가스나 프로판, 부탄과 같은 액화 석유 가스의 연속적인 흐름을 안전하게 태웁니다.
호스 바브는 고무 튜브로 실험실 벤치의 가스 노즐에 연결됩니다.대부분의 실험실 벤치에는 진공, 질소 및 증기 노즐뿐만 아니라 중앙 가스 소스에 연결된 여러 개의 가스 노즐이 장착되어 있습니다.그리고 나서 가스는 배럴의 바닥에 있는 작은 구멍을 통해 베이스를 통해 위로 흘러 올라갑니다.튜브 바닥 측면에는 Venturi 효과를 사용하여 공기를 스트림으로 유입할 수 있는 개방된 슬롯이 있으며, 불꽃이나 스파크에 의해 점화되면 튜브 상단에서 가스가 연소됩니다.버너에 불을 붙이는 가장 일반적인 방법은 성냥이나 스파크 라이터를 사용하는 것입니다.
가스 흐름과 혼합된 공기의 양은 연소 반응의 완전성에 영향을 미칩니다.공기가 적으면 불완전하고 차가운 반응이 발생하는 반면, 공기와 잘 혼합된 가스 흐름은 화학 측정학적 양으로 산소를 공급하여 완전하고 뜨거운 반응을 일으킵니다.공기 흐름은 카뷰레터의 초크와 기능이 유사한 배럴 베이스의 슬롯 개구부를 열거나 닫아 제어할 수 있습니다.
연소 전에 더 많은 공기가 가스와 섞일 수 있도록 튜브 하단의 칼라를 조정하면 불꽃이 더 뜨겁게 타올라 결과적으로 파란색으로 보입니다.구멍이 닫혀 있는 경우 가스는 연소 지점, 즉 상단의 튜브에서 나온 후에만 주변 공기와 혼합됩니다.이러한 혼합 감소는 불완전한 반응을 일으켜 더 차갑지만 밝은 노란색을 생성합니다. 이는 종종 "안전 불꽃" 또는 "빛나는 불꽃"이라고 불립니다.노란색 불꽃은 불꽃에 있는 작은 그을음 입자로 인해 발광하며, 그 입자는 노화가 될 때까지 가열됩니다.노란 불꽃은 가열되는 어떤 것에든 탄소층을 남기 때문에 "더러운" 것으로 여겨집니다.버너가 뜨거운 파란색 불꽃을 일으키도록 조절되면 일부 배경에서는 거의 보이지 않을 수 있습니다.불꽃의 가장 뜨거운 부분은 안쪽 불꽃의 끝 부분이고, 가장 차가운 부분은 안쪽 불꽃 전체입니다.니들 밸브를 열어 튜브를 통과하는 연료 가스량을 늘리면 불꽃의 크기가 커집니다.그러나 공기 흐름도 조절하지 않으면 증가된 양의 가스가 동일한 양의 공기와 혼합되어 산소의 불꽃이 부족하기 때문에 화염 온도가 낮아집니다.
일반적으로 버너는 비커 또는 다른 용기를 지탱하는 실험실 삼각대 아래에 놓입니다.버너는 종종 실험실 벤치 표면을 보호하기 위해 적절한 내열 매트 위에 놓입니다.
분젠 버너는 또한 미생물학 실험실에서 장비[7] 조각을 살균하고 공기 중의 오염 물질을 작업 영역에서 [8]밀어내는 상승 기류를 생성하기 위해 사용됩니다.
변종
동일한 원리에 기반한 다른 버너가 존재합니다.분젠 버너의 가장 중요한 대체품은 다음과 같습니다.
- Teclu 버너 – 튜브 하부는 원추형이며 베이스 아래에 둥근 나사 너트가 있습니다.너트와 튜브 끝 사이의 거리에 따라 설정된 갭은 분젠 버너의 열린 슬롯과 유사한 방식으로 공기 유입을 조절합니다.테크루 버너는 공기와 연료가 잘 혼합되며 분젠 [9][10]버너보다 높은 화염 온도를 달성할 수 있습니다.
- 메커 버너 – 튜브 하부에 총 단면이 더 큰 개구부가 있어 더 많은 공기를 공급하고 공기와 가스를 더 잘 혼합할 수 있습니다.튜브가 더 넓고 상단이 와이어 그리드로 덮여 있습니다.그리드는 불꽃을 공통 외부 엔벨로프를 가진 작은 불꽃 배열로 분리하며, 또한 높은 공연비 위험이 있는 튜브 바닥으로의 플래시백을 방지하고 기존 분젠 버너의 최대 공기 흡입 속도를 제한합니다.적절히 사용할 경우 최대 1,100–1,200 °C(2,000–2,200 °F)의 화염 온도를 달성할 수 있습니다.불꽃도 분센이나 테크루 [11]버너와는 달리 소음 없이 타오릅니다.
- Tirrill 버너 – 버너의 베이스에는 니들 밸브가 있어 가스 소스가 아닌 버너에서 직접 가스 흡입을 조절할 수 있습니다.화염의 최대 온도는 1560°[12]C에 이를 수 있습니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Lockemann, G. (1956). "The Centenary of the Bunsen Burner". J. Chem. Educ. 33 (1): 20–21. Bibcode:1956JChEd..33...20L. doi:10.1021/ed033p20.
- ^ Rocke, A. J. (2002). "Bunsen Burner". Oxford Companion to the History of Modern Science. p. 114.
- ^ Jensen, William B. (2005). "The Origin of the Bunsen Burner" (PDF). J. Chem. Educ. 82 (4): 518. Bibcode:2005JChEd..82..518J. doi:10.1021/ed082p518. Archived from the original (PDF) on November 9, 2006.
- ^ Griffith, J. J. (1838). Chemical Reactions – A compendium of experimental chemistry (8th ed.). Glasgow: R Griffin and Co.
- ^ Kohn, Moritz (1950). "Remarks on the history of laboratory burners". J. Chem. Educ. 27 (9): 514. Bibcode:1950JChEd..27..514K. doi:10.1021/ed027p514.
- ^ Ihde, Aaron John (1984). The development of modern chemistry. Courier Dover Publications. pp. 233–236. ISBN 978-0-486-64235-2.
- ^ "Spreading Liquid Cultures of Bacteria on Agar-Media Plates" (PDF). chemistry.ucla.edu. Retrieved 4 November 2018.
- ^ Sanders, Erin R. (2012). "Aseptic Laboratory Techniques: Volume Transfers with Serological Pipettes and Micropipettors". Journal of Visualized Experiments (63): 2754. doi:10.3791/2754. PMC 3941987. PMID 22688118.
- ^ Teclu, Nicolae (1892). "Ein neuer Laboratoriums-Brenner". J. Prakt. Chem. 45 (1): 281–286. doi:10.1002/prac.18920450127.
- ^ Partha, Mandal Pratim & Mandal, B. (2002-01-01). A Text Book of Homoeopathic Pharmacy. Kolkata, India: New Central Book Agency. p. 46. ISBN 978-81-7381-009-1.
- ^ Hale, Charles W. (1915). Domestic Science, Volume 2. London: Cambridge University Press. p. 38.
- ^ "Tirrill Burner, Natural Gas". Flinn scientific.
외부 링크
