UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA

FACULTAD DE QUÍMA E INGENIERIA QUÍMICA

EAP: Microbiología y Parasitología

Materia, energía y sus cambios El mechero Bunsen y el estudio de la llama

ALUMNOS:

Montoya Hacha, Cristina Rocio Soto Tica, Javier Edison Trigoso Hidalgo, Carla Ximena

PROFESOR: Oscar Cornejo Sánchez

Ciudad universitaria, 11 Mayo 2011

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ÍNDICE

RESUMEN Pág. 3

INTRODUCCIÓN Pág. 4

REVISIÓN DE LITERATURA Pág. 5

PRINCIPIOS TEORICOSo MECHERO BUNSEN o LLAMA DEL MECHERO BUNSEN

ZONAS DE LLAMA TIPOS DE COMBUSTION CLASES DE LLAMA

PRACTICA Pág. 8o RESUMEN EXPERIMENTAL

DETERMINACION DE LA LLAMA MÁS CALIENTE DETERMINACION DE LA ZONA MÁS CALIENTE

o CUESTIONARIO Pág. 12

o DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES Pág. 14

BIBLIOGRAFÍA Pág. 15

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Resumen

En este informe hablaremos de sobre las diversas experiencias que realizamos en el laboratorio acerca del mechero Bunsen, llama (luminosa y no luminosa) y combustión que puede ser completa o incompleta. Haremos mención además de las conclusiones a las que llegamos

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Introducción

En el siguiente informe mencionaremos cómo utilizar correctamente el mechero Bunsen, además explicar de manera detallada los tipos de llama y cómo reconocerlas, inclusive las zonas en las cuales se puede concluir si es reductora u oxidante.

Por medio de las experiencias en este informe, también se hará mención sobre qué tipo de combustión presenta cada llama, las cuales pueden ser completa o incompleta.

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REVISION DE LITERATURA

PRINCIPIOS TEORICOS:

Mechero Bunsen:

El mechero creado por R.Bunsen en 1966, es uno de los instrumentos clásicos, muy necesario en el trabajo de laboratorio; se usa siempre que se requiere contar con una fuente de calor, ya sea para producir o acelerar una reacción química o para efectuar un cambio físico. El calor es originado por la combustión de un gas, que podría ser gas de hulla, gas natural, acetileno, propano o butano; según el diseño del mechero y de acuerdo a las necesidades.

El mechero de Bunsen se compone de las siguientes partes:

a. Base: Sirve de apoyo, es de hierro fundido para hacerlo pesado y firme. Tiene un pequeño tubo lateral “a” para la entrada de gas, el cual comunica con un agujero “o”, en el centro de la base, agujero que tiene rosca interna para que se fije la boquilla.

b. Boquilla: Que es de bronce fundido, pequeña, con rosca externa para fijarla al agujero “o”. El orificio de salida de la boquilla es de un diámetro muy pequeño, que puede variar de acuerdo al tipo de gas usado. Para gas propano este debe ser de 1/64” de diámetro.Cuando el gas sale por dicho orificio aumenta considerablemente su velocidad, creando así un vacio suficiente para absorber aire del exterior.

c. Tubo o vástago: Tubo de hierro de unos 10cm de largo, con rosca interna en uno de sus extremos para fijarlo a la boquilla. En este extremo tiene dos o más aberturas, diametralmente opuestas, por las cuales penetra el aire necesario para la combustión.

d. Anillo regulador de aire: Es un anillo de bronce que gira sobre la parte inferior del vástago. Tiene el mismo número de aberturas que el tubo, de modo que girándolo convenientemente se puede cerrar o abrir completamente la entrada de aire. De esta manera se produce la llama del mechero. Así a menos aire, menos calienta la llama; y a más aire, llama más efectiva.

Llama del mechero Bunsen:

Al prenderse el mechero se produce una llama que se define como la combustión de gases y vapores a altas temperaturas, cuyo volumen será el espacio ocupado por estos reactantes durante la combustión.

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1. Zonas de la llama:1.1. Primera zona o cono frío: Es de color oscuro, constituida por

una serie de gases y aire sin quemar. No hay combustión. 1.2. Segunda zona o cono interno: De un color brillante. Es una fina

envoltura de 1/50mm, donde se producen las reacciones iniciales para la combustión. Hay poco oxigeno libre, y la presencia de carbón y monóxido de carbono convierten a esta zona en una zona reductora.

1.3. Tercera zona o cono externo: Zona menos luminosa que la del cono interno. Es la zona más grande, de un color azul pálido que se difumina en el aire y esta constituida por los productos de la combustión (vapor de agua y dióxido de carbono). En esta zona se tiene un exceso de oxigeno del aire y la mas alta temperatura, que lo convierte en una zona energéticamente oxidante.

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2. Tipos de Combustión: Durante la combustión, los compuestos que contienen carbono e hidrogeno y a veces oxigeno arden consumiendo oxigeno y produciendo dióxido de carbono y agua. Dependiendo de la cantidad de oxigeno, se pueden generar dos tipos de combustión: completa e incompleta, las cuales se pueden describir las siguientes reacciones químicas:

C3H 8+5O2−−→3CO2+4H 2O+q Combustión completa

C3H 8+3H 2O−−→2C O2+C+4 H 2O+q Combustion incompleta

3. Clase de Llama:o Llama: Se define como la combustión de gases y vapores

a altas temperaturas cuyo volumen será el espacio ocupado por esos reactantes durante la reacción. En la combustión se aprecia desprendimiento de luz y calor.

3.1. Llama Luminosa: Emite luz porque contiene partículas solidas que se vuelven incandescentes debido a las altas temperaturas que soportan. Se produce al cerrar la entrada de aire y arde en la boca del tubo de un modo vacilante, es brillante y se producen humos. En este caso ha ocurrido una combustión incompleta. La llama es pobre, ya que tiene poco poder calorífico.

3.2. Llama no Luminosa: Se produce al abrir la entrada de aire y toma la forma de un “dardo”, pierde color y gana calor. Se consigue debido a un íntimo contacto entre el aire y el gas antes de efectuarse la combustión, de tal manera que casi no se producen sólidos incandescentes porque la combustión es completa, y en ciertas partes de la llama se alcanzan temperaturas de hasta 1600°C.

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Práctica:1. Para la siguiente practica utilizamos los siguientes instrumentos

de laboratorio:1.1. Mechero Bunsen

1.2. Rejilla o Malla Metálica:

Malla de alambre galvanizado, resistente a la corrosión a altas temperaturas.

1.3. Alambre de Micron:Resistente al calor.

1.4. Tubo de vidrio

2. Otros objetos como:2.1. Cartulina 2.2. Fosforo 2.3. Pedazo de Porcelana.

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1. RESUMEN EXPERIMENTAL*Determinar qué llama es más caliente:

1.1 .Encendido del mechero y obtención de los dos tipos de llama:Primero encendimos el mechero, para el cual tuvimos que abrir ligeramente la llave del gas y acercar una cerilla encendida, regulamos hasta obtener la llama a la altura más favorable.Para obtener llama luminosa, se debe cerrar la entrada de aire con el anillo regulador.Prender un fosforo y mantenerlo a un costado por encima del tubo de combustión, abrir la llave del gas y encender la llama.Para obtener llama no luminosa se realizan los pasos anteriores con la excepción que se debe mover suavemente el anillo regulador para permitir la entrada de aire hasta lograr una llama lo más transparente posible.

1.2. *Determinar cuál llama es más caliente:Una vez encendido el mechero con llama luminosa, sostenemos un pedazo de porcelana con las pinzas y las llevamos al fuego, al cabo de tres minutos se puede apreciar la presencia de

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hollín, lo cual nos indica que podemos comprobar que se está dando una combustión incompleta.

Repetimos el mismo proceso pero con llama no luminosa, en este caso se puede apreciar la desaparición del hollín y con esto comprobamos que se está presenciando combustión completa.

1.3. Con un alambre de micrón o tira de madera: Una vez encendido el mechero con llama luminosa dejamos unos segundos el alambre de micrón en las diferentes zonas, desde la zona fría hasta el cono externo al llegar allí pudimos apreciar el cambio de color a un naranja debido al calor emitido por la llama.Se repitió el mismo procedimiento pero con llama no luminosa, se observo que el cambio de color era de una naranja más intenso y eso se debe también al calor que emite; pero se puede concluir por la diferencia del color naranja que la llama no luminosa tiene mayor temperatura que la luminosa.

1.4. Usando un palito de fósforo: En esta experiencia apagamos el mechero, y colocamos una cerilla con un alfiler incrustado a unos milímetros de su cabeza en la parte central del tubo de combustión, dejamos salir el gas con las entradas de aire cerradas (llama luminosa); al encender el mechero pudimos apreciar que el fósforo no encendía, esto es debido a que se encontraba en la parte fría de la llama.

Repetimos esta experiencia con llama no luminosa y lo que se puede apreciar es que el fósforo enciende de inmediato debido a que la llama no luminosa tiene en su zona fría tiene una temperatura mayor que la zona fría de la llama luminosa.

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1.5. Probar la existencia de zonas sin combustión: Primero utilizamos un tubo de vidrio con llama no luminosa, colocamos un tubo de vidrio el cual formaba un ángulo de 45º con la horizontal, colocamos un fósforo encendido al otro extremo del tubo y pudimos apreciar que se encendía al igual que la llama luminosa.

*Determinar la zona más caliente: existen varios procedimientos para corroborarlo.

1.6. Con la rejilla metálica: Con el mechero encendido con llama luminosa, se sostiene la rejilla horizontalmente a 3 cm de la parte superior del tubo de combustión durante unos segundos, podemos apreciar que la rejilla toma color naranja, al momento de repetir esta experiencia con llama no luminosa podemos observar que la rejilla toma un color naranja muy intenso y se puede apreciar las partes de la llama.

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1.7. Con un pedazo de cartulina: En este caso acercamos una cartulina al mechero y la colocamos verticalmente de tal manera que dividía la llama luminosa en dos partes iguales, apreciamos que esta marco las tres zonas indicada en teoría solo en 5s. Mientras que en la llama no luminosa se marcaba la cartulina en 3s.

1.8. Zonas de la llama reductora y oxidante: Con una pinza tuvimos que sostener una lámina de cobre, la acercamos al mechero con llama luminosa y lo que se pudo presenciar es la presencia de hollín, la cual se manifestaba en mayor cantidad cuando llevamos la lámina al cono externo de la llama; esta experiencia la repetimos pero con llama no luminosa y lo que observamos es que desapareció el hollín, lo cual nos da a entender que se está manifestando combustión completa.

2. CUESTIONARIO

2.1. Dibuje el mechero bunsen e indique sus partes

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El mechero bunsen se compone de las siguientes partes:

Rejilla o regulador del aire Manguera o tubo de gas Regulador de gas Tubo quemador

2.2. Dibuje la llama e indique sus partes

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Zona fría: es la zona de color oscuro formado por una mezcla de aire y gases sin quemar.

Cono interno: Es donde se produce las reacciones iniciales necesarias para la combustión.

Cono externo: constituido por los productos de la combustión, donde se encuentra la más alta temperatura de la llama.

2.3. ¿Cuál es la zona oxidante y cuál es la zona reductora? ¿Por qué?

Como se mencionó anteriormente existen tres zonas de la llama, cada una con sus características respectivas, la zona oxidante está en la zona fría y zona interna de la llama, debido a que en esa zona no hay combustión completa o sea existe insuficiencia de oxígeno, mientras que en la zona externa existe una gran presencia de oxígeno por ende hay combustión completa y ahí es la zona oxidante.

2.4. ¿Por qué existen partes más calientes y más frías en la llama?

Al quemarse el gas en el mechero, ya sea propano o butano, lo que hace es combinarse con el oxígeno, en forma total o parcial.En la zona azul de la llama, la más caliente, la combustión es completa o casi completa, tiene un buen aporte de oxígeno.En la zona más amarilla, la combustión es incompleta, falta oxígeno y libera poco calor.

2.5. Señale tres razones por las cuáles se deba usar la llama no luminosa.

Se necesitan llamas de mayor temperatura para cortar y soldar metales y esas son las no luminosas.

En el laboratorio se utiliza, cuando se trabaja con vidrio, un soplete de oxígeno/metano para el soplado del vidrio científico.

La llama empleada en las cocinas de gas son llamas no luminosas.

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2.6. ¿Qué se demuestra al colocar una cartulina horizontalmente en medio de la llama?

Se demuestra que la llama tiene efectivamente tres zonas distintivas la zona fría, cono interno y cono externo; mencionado y descrito ya anteriormente.

2.7. ¿A qué se debe las distintas coloraciones a la llama de las sustancias vistas en la práctica?

Cuando los compuestos de metales se colocan en una llama emiten colores característicos. Los iones de esto metales se reducen a átomos metálicos gaseosos en la región central inferior de la llama y luego emiten energía en forma de luz visible al entrar al estado basal.

Conclusiones

De esta práctica presente podemos concluir lo siguiente:

La importancia que tiene el mechero bunsen en los laboratorios (función).

La llama luminosa es propia de la combustión incompleta emite luz porque contiene partículas sólidas que se vuelven incandescentes debido a la temperatura alta que soportan mientras que la llama y no luminosa.

Llama no luminosa, es propia de la combustión completa en donde no hay partículas incandescentes y tienes más calor y energía que la anterior mencionada.

Hemos aprendido a reconocer las zonas de la llama, la zona fría, la zona interna y la zona externas a través de un experimento de quemado de cartulina en la cual podemos apreciar estas zonas mencionadas anteriormente.

Aprendimos a reconocer la zona más caliente o de mayor temperatura de la llama a través del experimento con rejilla metálica.

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También las zonas de la llama reductora y la zona de llama oxidante debido a la mayor presencia de oxigeno en el cono externo, esta será la zona oxidante, mientras que el cono interno por su insuficiencia será la zona reductora.

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Bibliografía

Prácticas de química básica, 2002. Departamento de química inorgánica, Universidad de Alcalá.

Raymond Chang. Química. 2006. Editorial: McGraw-hill

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