USO DEL MECHERO Y TRABAJO EN VIDRIO

En este informe presentamos de forma detallada el proceso de aprendizaje y experimentación que tuvimos para el correcto uso del mechero de Bunsen (encenderlo correctamente, identificar sus respectivas partes y funciones de estas, las diferentes técnicas de calentamiento de sustancias y materiales). Durante la experimentación aprendimos sobre el manejo de un material refractario como el vidrio. El manejo incluye el doblaje y sellamiento de un extremo de un tubo de vidrio de 30 cm de longitud y 2 mm de diámetro.

Introducción. El mechero de Bunsen es el instrumento de calentamiento de sustancias por excelencia de cualquier laboratorio de Química. Por tanto es indispensable aprender a encenderlo y apagarlo correctamente, conocer sus partes y la función de cada una de ellas, identificar las diferentes zonas de la llama y qué tipo de materiales se pueden trabajar en las distintas zonas. El mechero de Bunsen fue inventado por Robert Bunsen en 1857 y provee una transmisión muy rápida de calor intenso en el laboratorio. Es un quemador de gas natural o preparado del tipo de premezcla y la llama es el producto de la combustión de una mezcla de aire y gas butano. Por su parte, el vidrio es la sustancia de la que están hechos casi todos los instrumentos del laboratorio de Química, y es requisito aprender a manejarlo a la perfección para tener un buen desempeño al trabajar en el laboratorio. Es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano.

Los objetivos del trabajo son:

• Conocer el mechero, la llama y las zonas de calentamiento.

• Demostrar habilidad con el manejo del vidrio en cuanto a corte y doblado de tubos de vidrio.

Metodología.

Materiales y reactivos:

• Mechero Bunsen.

• Tubo de vidrio. 30 cm x 2 mm

• Lima triangular.

• Cerillas.

Procedimiento: Primero, hay que reconocer el mechero y cada una de sus partes (Fig.1a). Consiste de un tubo para la entrada del gas (A), por un orificio pequeño a una cámara mezclado con aire (B), la cual mediante un anillo (C), es posible abrir o cerrar, para regular el paso del aire de acuerdo a la necesidad (1). La cámara (B) se prolonga en un tubo separable (D), de 10-12 cm de longitud, del cual sale una llama cónica. Es posible regular la intensidad de la llama haciendo girar una válvula de mariposa (E).

Luego de haber reconocido el mechero, se procede a conectarlo correctamente a la tubería de gas no sin antes verificar que las mangueras queden bien sujetas para evitar fugas. Hecho esto, cada uno de nosotros procede a encender el mechero siguiendo el protocolo. Se identifica la llama y cada una de sus partes (Fig. 1b).

Seguido, se procede a quebrar el tubo de vidrio de 30 cm en dos partes iguales (de 15 cm cada una) utilizando una lima triangular para generar una pequeña abertura en la mitad y así facilitar el fraccionamiento (1). Luego de haber quebrado el tubo, se limaron imperfecciones y una de las mitades fue tomada para realizar un ángulo de 45º. El ángulo se construyó colocando, horizontalmente, justo la mitad de uno de los pedazos de tubo en el punto caliente de la llama y dejando que, por acción de la gravedad, el tubo se calentara y una de sus mitades cayera hasta formar el ángulo deseado.

La otra mitad fue tomada para realizar el sellamiento de uno de sus extremos (1). Este procedimiento se realizó colocando el extremo del tubo de forma perpendicular en el punto caliente de la llama, y con los dedos realizar movimientos de giros muy tenues y lentos hasta lograr el resultado deseado.

Resultados y discusión.

Los resultados de los experimentos fueron los esperados de acuerdo a la teoría. En el proceso de reconocimiento del mechero se probaron todas posiciones del anillo y de la válvula de mariposa para configurar la llama y los resultados fueron satisfactorios. Se observaron perfectamente los colores que identifican a cada zona de la llama.

En la experiencia del manejo del vidrio pudimos observar varios fenómenos que concuerdan al 100% con la teoría:

• El vidrio un material altamente maleable a partir de los 1500 ºC. Se logró doblar el tubo por calentamiento y formar un ángulo de 45º sin mayor tipo de inconvenientes (Fig. 2a).

Fig. 2a. Proceso de formación de un ángulo de 45º.

• Al colocar el tubo en la llama pudimos observar que ésta se tornaba de un color amarillo intenso a causa de la exposición del sodio del vidrio (Na) al fuego (Fig. 2b).

Fig. 2b. Llama amarilla característica del sodio.

• Durante este proceso, también se notó que dentro del tubo se condensaba vapor de agua. La combustión que se produce en el mechero genera la siguiente reacción (1):

CH4 (g) + 2O2 CO2 (g) + 2H2O (g)

• El proceso de sellamiento del tubo es largo y tedioso, pero al final, luego de 30 minutos de continua exposición a la llama se logró sellar un extremo del tubo.

Cuestionario.

1. Dé los nombres de dos mecheros diferentes al utilizado en el laboratorio e indique las diferencias.

1. Además del mechero Bunsen, en el laboratorio se utilizan otros tipos de mecheros, como el mechero Teclu (Fig. 3a) o el mechero Meker-Fisher (Fig. 3b). En todos, el principio de funcionamiento es similar, ya que poseen una base para la entrada de aire. La mezcla de gas y aire asciende por el vástago y al llegar a la boca del mismo entra en combustión al ser encendida. Los orificios que permiten la entrada de aire pueden regularse por diferentes medios (2).

Mechero Teclu: Creado por Nicolau Teclu (1839-1916). Está constituido por un tubo vertical ensanchado en su zona baja con forma de campana, el cual va enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo de combustible, el cual se regula a través de una llave ubicada a la salida del reservorio del mismo. En la parte inferior presenta una roldana ajustable. Modificando, por giro, la posición de esta roldana respecto a la parte ancha del tubo se logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical.

Mechero Meker-Fisher. Debe su nombre a John Meker. Tiene un diseño básico similar al Mechero Bunsen, diferenciándose de éste en que presenta una placa de criba (placa metálica con hoyos, en su boca). Esta placa multihoradada permite una llama generada por un número de llamas tipo Bunsen igual al número de orificios presente en la placa usada. Este artificio permite una calefacción más uniforme y un trabajo a mayores

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