El Merchero

PRÁCTICA No. 2

TEMA: EL MECHERO

1. Conocimientos previos

Para realizar esta práctica el estudiante tiene que conocer:

- Las partes de que consta el mechero.

- Los tipos de llama, sus características y como pueden obtenerse.

- Las clases de reacciones producidas en la llama del mechero y sus ecuaciones.

- Los conceptos de combustión, combustible y comburente.

- Cómo se producen las reacciones de combustión.

1. Objetivos

- Determinar y adiestrar en el manejo y conocimiento del funcionamiento del mechero.

- Encender correctamente el mechero y las causas de la fuga de la llama y del calado del mechero.

- Distinguir los tipos de llamas.

- Diferenciar las clases de combustiones.

- Determinar la temperatura aproximada de la llama de combustión completa.

- Ensayar la identificación de cationes.

- Los ensayos preliminares que pueden hacerse a la llama del mechero.

2. Introducción teórica

La fuente de calor más frecuentemente empleada en el laboratorio es el mechero o quemador; se pueden encontrar diferentes tipos: El mechero Bunsen, figura 2.1, el mechero Tirril o Meker, el mechero Teclú y el mechero Fisher, entre otros, cualquiera de ellos consta de tres partes fundamentales separables:

• la base, pie o pedestal, que presenta un pequeño orificio por donde penetra el gas combustible a gran velocidad.

• un tubo vertical llamado cañón o simplemente tubo, por donde asciende el gas combustible y que posee también un anillo o aro con ventanillas con el cual se puede regular la entrada del aire para que se mezcle con el gas dentro de este; y,

• una boca de cañón o cabezote, en donde se forma la llama.

El gas combustible empleado por el mechero es el llamado gas ordinario, gas del alumbrado (producto gaseoso obtenido por destilación seca de la hulla en cámaras cerradas a unos 1100 0C), gas butano o manufacturado, que es una mezcla de hidrocarburos saturados como metano, etano, eteno, propano y butano; contiene además monóxido de carbono e hidrógeno, que al mezclarse con el oxígeno del aire, que actúa como comburente, producen la combustión o sea un conjunto de reacciones exotérmicas que rápidamente elevan la temperatura de la mezcla gaseosa produciendo la llama.

“También se utilizan los gases procedentes de la destilación de la hulla, que en su mayoría son combustibles.” (Carrillo, p. 37)

“El gas combustible de hulla comercial tiene la siguiente composición en volumen.

Cuadro 2.1

Combustibles No combustibles

H2 44% N2 16%

CO 15% CO2 7%

CH4 8% O2 4%

C2H6 3%

C2H4 3%

Fuente: Carrillo, a. Prácticas de Química General.

Algunos conceptos útiles:

• “Combustible.- es el cuerpo que arde; hablando con más propiedad es el cuerpo que se combina en el seno de un gas. El carbono, el hidrógeno y el azufre constituyen los elementos combustibles fundamentales, son los componentes activos de los combustibles sólidos, líquidos y gaseosos comunes.” (Carrillo, p. 38)

• “Comburente.- es el cuerpo que mantiene o activa la combustión, el comburente por

excelencia es el oxígeno en las combustiones que tiene lugar en el aire.” (Carrillo, p. 38)

• Combustión.- proceso de oxidación de una sustancia acompañada de un gran aumento de calor y frecuentemente con emisión de luz. Los cuerpos que intervienen en la combustión son combustible y comburente aunque estos conceptos son relativos en algunos casos.

• Temperatura de inflamación.- es la temperatura que necesita un cuerpo para que comience a arder.

• Temperatura de combustión.- es la temperatura que alcanza un cuerpo al arder.

• “Llama.- zona luminosa incandescente por la elevada temperatura que se desarrolla en la oxidación rápida propia de la combustión.” (Sabater, p. 266)

“Es una zona de gases ardiendo. Diremos también que es la combustión de dos cuerpos gaseosos acompañados de incandescencia.” (Carrillo, p. 39)

• Oxidación.- los gases arden viva y rápidamente y se acumula gran cantidad de calor en corto tiempo.

• Calado del mechero.- cuando se inclina lentamente el mechero boca abajo con la entrada de aire parcialmente, la llama penetra en el interior del tubo o en la base del mechero produciéndose una combustión incompleta y parte del gas sale sin consumir por la parte superior mezclado con monóxido de carbono, que es un gas tóxico. Es conveniente apagarla y volver a encender con suficiente paso de gas combustible. Se puede notar que estando el mechero calado la parte inferior se pone tan caliente que quema.

Tipos de llamas.- el mechero bunsen produce dos tipos de llama:

• De combustión incompleta.- se conoce como llama luminosa, se produce cuando las ventanillas están cerradas, no hay suficiente entrada de oxígeno y la combustión del gas no es completa porque una fracción de sus componentes (CH4 , C2H4, C4H10) se disocian pero no se queman, se encuentra carbono libre en forma de pequeñas partículas sólidas que a esa temperatura se tornan incandescentes dando la luminosidad a la llama, imprimiéndole una coloración roja-amarillenta, desprendiéndose después como carbono coloidal en forma de humo de color negro.

Las características de esta llama son: llama no limpia, color rojo-amarillento, de poco poder calorífico y de combustión incompleta.

• De combustión completa.- es la llama no luminosa, se produce al abrir los orificios de la ventanilla, el paso de aire es suficiente y la mezcla formada por gas combustible y oxígeno del aire arde, dando lugar a que la llama pierda color y gane calor.

Las características de esta llama son: llama limpia, color azul-violeta, de gran poder calorífico y de combustión completa, figura 2.2.

Esta llama es la más eficiente para el trabajo en el laboratorio, de la cual se da algunas características:

• “La llama se dirige verticalmente hacia arriba, porque los gases calientes tienden a ascender debido a su menor densidad. Su forma cónica se debe a la expansión de los gases al salir del tubo o cañón. Al ascender la llama, su diámetro va disminuyendo

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