BECCO BUNSEN: CARATTERISTICHE, FUNZIONI, ESEMPI DI UTILIZZO - CHIMICA - 2026

Il becco Bunsen è uno strumento da laboratorio in grado di fornire una fonte di calore in modo efficiente e sicuro attraverso una fiamma, che è il prodotto della combustione di un gas che solitamente è metano, o una miscela di propano e butano. Questo strumento di per sé è sinonimo di scienza e chimica.

Il suo nome deriva dal chimico tedesco Robert Bunsen, che si è occupato, insieme al tecnico Peter Desaga, della sua realizzazione e perfezionamento sulla base di un modello già disegnato da Michael Faraday. Questo accendino è piccolo e leggero, quindi può essere spostato quasi ovunque ci sia una bombola del gas e connessioni ottimali.

Becco Bunsen riscaldando la soluzione in un pallone. Fonte: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Sopra è il becco Bunsen in azione. Si noti che l'ambiente non è nemmeno quello di un laboratorio. La fiamma blu riscalda il contenuto del pallone per sviluppare una reazione chimica, o semplicemente per sciogliere un solido più rapidamente. L'uso principale di questo strumento è quindi quello di riscaldare semplicemente una superficie, un campione o un materiale.

Tuttavia, il becco Bunsen viene utilizzato anche per un'ampia varietà di metodi e processi, come il test della fiamma, la sterilizzazione, la distillazione, la combustione e la decomposizione. Sin dalla scuola media è stato motivo di stupore e paura tra gli studenti, per poi diventare uno strumento di uso quotidiano.

Storia

Le origini di questo iconico accendino risalgono al 1854, in uno dei laboratori dell'Università di Heidelberg, dove lavorava Robert Bunsen. A quel punto, le strutture universitarie avevano già un sistema di tubi del gas e accendini più rudimentali con cui condurre esperimenti.

Tuttavia, questi accendini, progettati da Michael Faraday, hanno generato fiamme molto luminose e "sporche", il che significa che hanno depositato macchie di carbone sulla superficie che hanno toccato. Queste fiamme, oltre a mimetizzare i colori che alcune sostanze rilasciavano quando riscaldate, non erano sufficientemente calde.

Fu così che Robert Bunsen, insieme al tecnico tedesco Peter Desaga, decisero di implementare miglioramenti negli accendini Faraday. Per ottenere ciò, hanno cercato di far bruciare il gas con un flusso d'aria maggiore, superiore a quello che circola liberamente nel laboratorio. In questo modo è nato il bruciatore Bunsen-Desaga.

Da allora i laboratori hanno a disposizione un accendino che permette di ottenere una fiamma molto più calda e "pulita". Allo stesso modo, grazie a questo accendino sono state stabilite le basi o le origini della spettroscopia.

Caratteristiche e parti del becco Bunsen

- strumento

Disegno delle parti del becco Bunsen. Fonte: Pearson Scott Foresman / Dominio pubblico

L'immagine sopra mostra un'illustrazione del becco Bunsen. Sono indicati i rispettivi ingressi sia per l'aria che per il gas.

Il gas scorre all'interno di un tubo di gomma dal rubinetto del gas, situato nello stesso bancone del laboratorio, all'ingresso dell'accendino. Nella zona inferiore dell'accendino, appena sopra il supporto ad anello, è presente una valvola o ruota che uniforma il flusso di gas che uscirà dall'ugello dell'accendino.

L'aria, invece, entra nell'accendino attraverso i fori circolari (o rettangolari) nel suo collare. Quando il collare viene ruotato, più aria fluirà nei fori e si mescolerà con il gas. Questa miscela aria-gas salirà lungo la canna o la colonna, per uscire finalmente dall'ugello dell'accendino.

L'intero accendino è realizzato in metallo leggero, come l'alluminio, ed è abbastanza piccolo da stare su qualsiasi ripiano o cassetto.

- Chiama

Ridurre

La fiamma ottenuta dal becco Bunsen può variare di colore a seconda della quantità di aria in ingresso. Fonte: Arthur Jan Fijałkowski / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Posizionando una fonte di calore proprio all'altezza dell'ugello dell'accendino, utilizzando un fiammifero acceso o una scintilla, la miscela aria-gas si accenderà e inizierà la combustione. Quindi apparirà la fiamma. Tuttavia, le caratteristiche visive e chimiche di questa fiamma dipendono dal rapporto aria-gas.

Se il collare è chiuso, impedendo all'aria di entrare attraverso i suoi fori, si avrà una miscela ricca di gas, che brucerà a malapena con l'ossigeno presente nell'aria circostante. Questa fiamma corrisponde a 1 (immagine in alto), ed è conosciuta come la fiamma "sicura" e "sporca", in quanto è la meno calda e quella che produce anche la maggior quantità di fuliggine. Nota quanto è brillante e anche i suoi colori giallo-arancio.

La luminosità di questa fiamma è dovuta alle particelle di fuliggine, costituite praticamente da atomi di carbonio, che assorbono calore ed emettono luce e colore. Più è aperto l'ingresso del gas, più grande sarà questa fiamma.

Questa fiamma è anche nota per essere riducente, perché fornisce carbonio come particelle di fuliggine, che sono in grado di ridurre alcune sostanze.

ossidante

Quando il collare ruota, i fori attraverso i quali passa l'aria si aprono, aumentando così la quantità di aria nella miscela gassosa risultante. Di conseguenza, la fiamma gialla diventerà sempre più bluastra (da 2 a 4), al punto da poter apparire trasparente se lo sfondo e la purezza della miscela lo consentono.

Flame 4 è il più desiderato e utile in laboratorio, in quanto è il più caldo e può anche ossidare perfettamente il campione posto a contatto con esso. Per questo motivo è noto che questa fiamma è ossidante, poiché i prodotti della combustione (essenzialmente anidride carbonica e vapore acqueo) non interferiscono con l'ossigeno circostante e le sostanze da ossidare.

Funzioni / usi

Un becco Bunsen che riscalda una fiaschetta. Fonte: Sally V / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Dalla sezione precedente si può concludere che la fiamma è l'elemento più importante o caratteristico del becco Bunsen. È infatti questo che definisce le rispettive funzioni o utilizzi di questo strumento, che insomma non sono altro che riscaldare una superficie, un materiale o un campione.

Tuttavia, questo non significa che possa essere utilizzato per riscaldare tutto in laboratorio. Per cominciare, il punto di fusione del materiale deve essere superiore a 1500 ºC, la temperatura massima alla quale può raggiungere la fiamma. Altrimenti, si scioglierà e causerà un disastro sul banco di lavoro.

In secondo luogo, la temperatura della fiamma è così alta che è in grado di accendere i vapori di qualsiasi solvente organico, il che aumenterebbe i rischi di incendio. Pertanto, solo i liquidi con punti di ebollizione elevati e bassa volatilità dovrebbero essere riscaldati.

È per questo motivo che l'acqua è un esempio di un liquido ideale da riscaldare utilizzando un becco Bunsen. Ad esempio, è comune riscaldare bottiglie di distillazione, bicchieri, fiaschi o pentole, che contengono soluzioni acquose.

Esempi di utilizzo

Combustione

Uno degli utilizzi principali del becco Bunsen è quello di sottoporre un campione a combustione; cioè per ossidarlo rapidamente ed esotermicamente. Per questo, viene utilizzata la fiamma ossidante (di colore blu e quasi trasparente) e il campione viene posto in un contenitore come un crogiolo.

Tuttavia, la maggior parte dei campioni viene successivamente trasferita in un pallone, dove può continuare a riscaldarsi per ore (anche un'intera giornata).

Decomposizione termica

Come per la combustione, utilizzando il becco Bunsen è possibile effettuare la decomposizione termica di alcune sostanze, come i sali di clorato e nitrato. Tuttavia, questo metodo non consente assolutamente di monitorare l'andamento della decomposizione nel tempo.

Prova di fiamma

Gli ioni metallici possono essere rilevati qualitativamente mediante test sulla fiamma. Per fare ciò, un filo precedentemente riscaldato immerso in acido cloridrico viene messo a contatto con il campione e portato nella fiamma.

I colori rilasciati aiutano a identificare la presenza di metalli come rame (blu-verde), potassio (viola), sodio (giallo intenso), calcio (rosso-arancio), ecc.

Sterilizzazione dei materiali

Il calore di una fiamma è tale da poter essere utilizzato per un altro uso ingegnoso: distruggere i microrganismi sulla superficie dei materiali. Ciò è particolarmente utile quando si tratta di vetro o metalli destinati a scopi strettamente legati alla salute (aghi, pipette, bisturi, ecc.).

Distillazione

Si è detto in precedenza che l'acqua è uno dei liquidi che viene preferibilmente riscaldato con il becco Bunsen. Per questo viene utilizzato per riscaldare bottiglie di distillazione, e quindi far bollire l'acqua in modo che i suoi vapori veicolino alcune essenze o profumi della materia vegetale (bucce d'arancia, cannella in polvere, ecc.).

D'altra parte può essere utilizzato anche per distillare altri tipi di miscele, purché l'intensità della fiamma sia moderata e non si generino troppi vapori nel processo.

Determinazione dei punti di ebollizione

Con l'ausilio del tubo Thiele, dell'olio, un supporto e un capillare, si determinano i punti di ebollizione di alcuni liquidi utilizzando il becco Bunsen per riscaldare il manico del tubo o il suo braccio laterale. Questo esperimento è abbastanza comune nei laboratori didattici di chimica generale e chimica organica.

Riferimenti

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