چراغ بونزن: عملکرد، قطعات، انواع، دستورالعمل و کاربرد
چراغ بونزن نوعی چراغ گازی است که شعله‌ای ایمن، بدون دود، داغ و بدون نور ایجاد می‌کند که می‌تواند برای آزمایش‌ها و تحقیقات علمی مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
در سال 1857، دانشمند آلمانی Robert Bunsen و دستیار آزمایشگاه او پیتر دساگا چراغ بونزن را اختراع کردند و آن را به نام خانوادگی خود نامگذاری کردند. چراغ بونزن یک شعله باز تولید می‌کند که از آن در اشتعال، استریل کردن یا گرم کردن استفاده می‌شود.
شعله نورانی و غیر نورانی دو نوع شعله هستند. هنگامی که سوراخ هوا باز می‌شود، شعله روشن به یک شعله غیر درخشان تبدیل می شود که به صورت یک شعله نارنجی قابل مشاهده است. دما بسیار معتدل است.
علاوه بر این، شعله ناپایدار و سوسو زن به نظر می‌رسد. شعله غیر درخشان، در مقابل، آبی رنگ است. اما نمی‌توان این شعله را به درستی دید. گرمتر و پایدارتر از شعله روشن است.
عملکرد چراغ بونزن
این چراغ معمولا دارای یک بدنه فلزی و یک پایه محکم روی میز می‌باشد. لوله لاستیکی نازل گاز، میز آزمایشگاه را به ورودی گاز اولیه چراغ در پایه آن متصل می‌کند. توانایی گاز (یا سوخت دیگر) برای ترکیب با اکسیژن قبل از اشتعال، به عنوان متال ترکیب شدن گاز با هوا قبل از اشتعال برای عملکرد چراغ بونزن بسیار مهم است.
این کار توسط مکیده شدن هوا از طریق شیر ورودی و با کمک اثر ونتوری در پایین ستون چراغ که با فعال شدن نازل گاز آزمایشگاهی انجام می‌شود. قطر نازل متناسب با نوع گاز مورد استفاده است. لوله عمودی بالای ورودی گاز دارای چند سوراخ کوچک است که اجازه می‌دهد هوا از طرفین وارد و با گاز ترکیب شود. گاز پس از روشن شدن با فندک یا کبریت در بالای چراغ می‌سوزد.
شیر قابل تنظیم در پایین (بست) میزان اکسیژن اضافه شده به مخلوط را کنترل می‌کند. هوای کمتر باعث شعله ضعیف‌تر می‌شود، در حالی که هوای بیشتر باعث قوی‌تر شدن شعله می‌شود. از رنگ شعله می‌توان برای تعیین میزان اشتعال آن استفاده کرد. سوراخ هوا یا بست را می توان برای تولید شعله به رنگ های مختلف تنظیم کرد.
برای مثال،
با بسته شدن کامل سوراخ هوا شعله، رنگ زرد از خود ساطع می‌کند (ایمنی در برابر آتش.)
با باز شدن مقدار کمی از سوراخ هوا، شعله‌ای قرمز رنگ ظاهر می‌شود (شعله کوچک است.)
شعله بنفش هنگامی ایجاد می‌شود که سوراخ هوا تا حدی باز شود (شعله به اندازه ی نصف حد معمول است.)
هنگامی که سوراخ هوا به طور کامل باز شود شعله آبی ظاهر می‌شود (شعله کامل و خطرناک است).
چراغ بونزن از قطعات مختلفی تشکیل شده است که عبارتند از:
پایه : چراغ بونزن توسط پایه نگه داشته می‌شود،?اجزای چراغ بونزن یک قسمت پهن و قوی که در اشکال مختلف وجود دارد. به یک لوله جانبی معروف به لوله گاز متصل است. همچنین کمک می‌کند که چراغ روی میز قرار بگیرد.
لوله: یک لوله فلزی عمودی متصل به پایه به طول حدود ۱۳ سانتی‌متراست. دارای یک دریچه هوا در نزدیکی قسمت پایینی می‌باشد که بین سوراخ‌های مخالف قرار گرفته است. لوله را می‌توان با پیچ به پایه محکم بست. در انتهای بالاتر نازل، گاز پس از ترکیب شدن با هوای دریچه می‌سوزد.
بست: پایه و لوله را به هم وصل می‌کند. این یک قطعه فلزی استوانه‌ای کوچک با دو سوراخ است که در مقابل یکدیگر قرار دارند. میزان هوای ورودی به بشکه را تنظیم می‌کند.
سوراخ‌های هوا: سوراخ‌های هوا در بست به هوا اجازه می‌دهد تا وارد چراغ شود تا ترکیبی از هوا و گاز یا هر سوخت مایع با هوا ایجاد شود.
شیر گاز: جریان گاز را کنترل می‌کند.
مکش گاز: از یک لوله لاستیکی برای اتصال به منبع گاز در میز آزمایشگاه استفاده می‌کند.
منابع سوخت چراغ بونزن
دو منبع سوخت اولیه برای چراغ بونزن گاز طبیعی (بیشتر متان) و گاز مایع (پروپان، بوتان یا مخلوطی از این دو) هستند. چراغی که برای یک نوع سوخت استفاده می‌شود هرگز نباید با نوع دیگری از سوخت استفاده شود. بنابراین، انتخاب صحیح چراغ بونزن با توجه به منبع سوخت ضروری است.
در این چراغ لوله قطر بزرگ‌تری دارد. به دلیل اندازه بزرگ‌تر، ترکیب هوا و گاز بیشتری درون لوله وجود دارد. دریچه ای که شعله را به شعله های کوچکتر تقسیم می‌کند در بالای لوله قرار می‌گیرد. یک شیر گاز واقع در زیر لوله می‌تواند برای تنظیم جریان گاز استفاده شود.
چراغ تکلو (Teclu)
این چراغ به طور موثر گرمای بیشتری تولید می‌کند. لوله بلندتری نسبت به چراغ‌های دیگر دارد. هوا و گاز کاملاً ترکیب می‌شوند. در نتیجه قدرت اشتعال شعله افزایش می‌یابد. علاوه بر این، لوله دارای یک مهره پیچ برای تنظیم منبع گاز است.
مشعل تیریل (Tirril)
در پایه لوله، دارای یک دریچه دیسکی است که می تواند میزان جریان گاز را به مشعل تنظیم کند.
انواع رنگ شعله چراغ بونزن
شعله زرد
از آن به عنوان شعله ایمنی یاد می‌شود زیرا در یک فضا به راحتی قابل مشاهده است. می توان آن را زمانی تولید کرد که سوراخ هوا کاملاً بسته باشد و دمای آن به حدود ۳۰۰ درجه برسد.
شعله آبی
هنگامی که سوراخ هوا تا نیمه باز است، دیدن آن در یک محیط روشن آسان نیست. چنین شعله ای به شعله آبی معروف است که دمای آن به ۵۰۰ درجه می‌رسد.
شعله آبی خروشان
این داغ ترین شعله‌ای است که وقتی سوراخ هوا کاملاً باز است تولید می‌شود و می‌تواند به دمای ۷۰۰ درجه برسد.
دستور عمل استفاده از چراغ بونزن
?
از پیش‌بند آزمایشگاهی و عینک ایمنی استفاده کنید. اگر کسی موهای بلندی دارد باید از پشت بسته شود.
لوله لاستیکی باید به شیر گاز وصل شود.
برای ایمنی بیشتر، هنگامی که چراغ را روی سطحی که عایق حرارتی ندارد می‌گذارید یک عایق حرارتی را در زیرچراغ قرار دهید.
یک سرپوش برای سوراخ هوا باید روی بست قرار داده شود.
۳ سانتی متر بالاتر از قسمت بالایی لوله، یک کبریت روشن کنید و آن را نگه دارید.
در موقعیت روشن، شیر گاز را بچرخانید.
وقتی چراغ روشن شد کبریت را خاموش کنید.
تا زمانی که نیاز به گرم کردن چیزی ندارید، شعله را در “حالت ایمنی” بگذارید.
کاربردهای چراغ بونزن
برای استریل کردن حلقه‌ها، سوزن‌ها و شعله‌ور کردن دهانه لوله‌های آزمایش در حین تلقیح، بیشتر در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی استفاده می‌شود.
از کاربرد گرمایشی این چراغ‌ها، بیشتر در آزمایشگاه‌های شیمیایی استفاده می‌شوند.
در آبزدایی کمپلکس‌ها، نمک سود کردن، تجزیه و تحلیل میزان رطوبت و شناسایی آب تبلور استفاده می‌شود.
این چراغ به تعیین نقطه ذوب با استفاده از کالریمتری کلاسیک و نقطه جوش با استفاده از روش لوله تیل کمک می‌کند.
برای اشتعال پذیری ترکیبات و نقطه اشتعال حلال‌ها استفاده می‌شود.
مزایای چراغ بونزن
رسیدگی به آن بسیار آسان است.
می‌توان از آن در هر جایی که به گاز دسترسی داشته باشد (گاز زغال سنگ، گاز طبیعی و غیره) استفاده کرد.
مشعل در اندازه‌های مختلف موجود است، بنابراین ما ممکن است بر اساس کاربرد مورد نظر یکی را انتخاب کنیم .
علاوه بر گرم کردن، می‌توانیم از آن برای کارهای اولیه شیشه گری و هوا خشک استفاده کنیم.
چراغ ممکن است با سوخت‌های کم هزینه مانند گاز زغال سنگ و گاز طبیعی کار کند. این به ابزارهای پیچیده زیادی نیاز ندارد.
با توجه به ورودی هوای قابل تنظیم، می‌توانیم شعله‌هایی با محدوده دما به دست آوریم.
یک جریان همرفتی را می‌توان با گرمای شعله چراغ بونزن تولید کرد که ناحیه بالای شعله را گرم می‌کند و ذرات معلق در هوا را از هوای سردتر زیر آن حذف می‌کند و این ناحیه کار را استریل نگه می‌دارد.
محدودیت های چراغ بونزن
خطر دائمی آتش سوزی وجود دارد.
حفظ درجه حرارت در محدوده مورد نظر دشوار است.
تمهیدات لازم
این نوع تجهیزات قابل اشتعال هستند و در دمای بسیار بالا می‌سوزند و در صورت عدم استفاده آگاهانه ممکن است منجر به حادثه شود. نکات زیر در هنگام کار با چراغ بونزن به شرح زیر است:
ما باید در فضایی عاری از اشیاء اضافی مانند دفترچه، کاغذ و … کار کنیم.
موهای بلند باید به پشت بسته شود و از پوشیدن لباس های گشاد یا جواهرات خودداری شود.
همیشه به دنبال ترک ها، سوراخ ها یا سایر عیوب در لوله لاستیکی باشید که می تواند منجر به نشتی شود. هر شیلنگ یا لوله ای که شکسته است باید تعویض گردد.
برای روشن کردن چراغ بونزن به جای کبریت از فندک با نازل منبسط شده استفاده کنید.
قبل از باز کردن شیر گاز، فندک خود را آماده کنید. اگر از شعله استفاده نمی‌شود، باید در حالت ایمنی بماند.
حتی با روشن بودن شعله ایمنی، چراغ بونزن را هرگز نباید رها کنید.
پس از اتمام آزمایش، بلافاصله گاز را خاموش کنید.
از دست زدن به تجهیزات در حالی که هنوز گرم است خودداری کنید و بگذارید پس از استفاده کاملاً خنک شود.
یک نازل جامع جدید که امکان استفاده از آن را با هر نوع گاز GPL و در هر فشاری فراهم می‌کند.
یک شیر انسداد و یک واحد حسگر ترموکوپل را تشکیل می‌دهند. این ترموکوپل یک مکانیسم ایمنی است که در صورت خاموش شدن شعله جریان گاز را قطع می‌کند و از اشباع گاز در محیط جلوگیری می‌کند.
