2.9 Aufbau und Funktion eines Bunsenbrenners. Aufgabe. Wie ist der Bunsenbrenner aufgebaut?

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Anorganische Chemie - 2 Luft und andere Gase (P75400) 2.9 Aufbau und Funktion eines Bunsenbrenners Experiment von: Seb Gedruckt: ::49 intertess (Version 3.2 B24, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie ist der Bunsenbrenner aufgebaut? Untersuche den Aufbau und die Funktionsweise des Bunsenbrenners. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusatzinformationen Lernziele Der Bunsenbrenner beruht auf dem Prinzip der regulierbaren Gasverbrennung unter Luftzufuhr. Durch verschieden starke Luftzufuhr lassen sich unterschiedliche Brennertemperaturen erreichen. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Um die Menge des ausströmenden Restgases möglichst gering zu halten, sollte vor der Stunde das Hauptventil o.ä. geschlossen und die Brenner von der Gasversorgung abgetrennt werden. Raum danach gut lüften. Anmerkungen zu den Schülerexperimenten Überprüfen Sie unbedingt nach dem Wiederzusammenbau Vollständigkeit und Funktionsfähigkeit des Brenners. Die Abdampfschale darf nicht zu lange erhitzt werden, da die Rußbildung sonst wieder verschwindet. Gefahren Brenner vor dem Auseinandernehmen von jeder Gaszufuhr trennen. Bei ausströmendem Restgas Raum gut lüften! Bei Verwendung von Kartuschenbrennern nur Aufsatz benutzen. Keine gefüllten Gaskartuschen bei der Untersuchung verwenden! Schutzbrille tragen! Methodische Bemerkungen Die Einführung in die Handhabung des Brenners sollte am Beginn des Chemieunterrichtes stehen. Insofern stellt dieser Versuch eine Wiederholung dar, er geht aber in der Auswertung wesentlich über eine einfache Funktionserklärung hinaus, da hier die Ursachen der festgestellten verschiedenen Funktionen auf bekannte und erarbeitete Sachverhalte zurückgeführt werden. Bei der Erarbeitung der Transferaufgabe 2 kann schon Aufbau und Wirkung des Schweißbrenners behandelt werden

3 Material Material Material aus "TESS Chemie Set Anorganische Chemie" (Bestellnr ) Position Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr Menge 2 Drahtnetz mit Keramik, mm Tiegelzange, Edelstahl, l = 200 mm Abdampfschale 75 ml, d = 80 mm Chemikalien, zusätzliches Material Position Material Bunsenbrenner mit Nadelventil, Erdgas, DIN-Ausführung Bestellnr Menge Sicherheits-Gasschlauch, DVGW Watte, weiß, 200 g Für das Experiment benötigte Materialien - 3 -

4 Aufbau Aufbau Gefahren Brenner vor dem Auseinandernehmen von jeder Gaszufuhr trennen. Bei ausströmendem Restgas Raum gut lüften! Bei Verwendung von Kartuschenbrennern nur Aufsatz benutzen. Keine gefüllten Gaskartuschen bei der Untersuchung verwenden! Schutzbrille tragen! - 4 -

5 Durchführung Durchführung Ablauf Nimm einen Brenner vorsichtig auseinander (keine Gewalt anwenden!) (Abb. - Abb. 3). Abb. Abb. 2 Abb. 3 Lege die einzelnen Bestandteile sorgfältig nebeneinander auf die Arbeitsplatte (Abb. 4). Benenne sie und notiere welche Aufgaben sie für die Brennerfunktion erfüllen (siehe Auswertung). Abb

6 Setze den Brenner wieder zusammen. Lasse ihn von der Lehrerin/dem Lehrer auf Vollständigkeit und Funktionsfähigkeit untersuchen. Schließe die Luftzufuhr (Abb. 5) und entzünde den überprüften Brenner. Betrachte die Flamme und halte mit der Tiegelzange etwa 0 Sekunden lang die Abdampfschale mit der Unterseite über die Brennerflamme (Abb. 6). Abb. 5 Abb. 6 Lass die Schale abkühlen (Abb. 7) und untersuche sie. Öffne die Luftzufuhr erst etwas (Abb. 8), dann vollständig (Abb. 9) und wiederhole den Versuch jeweils mit der gereinigten Abdampfschale. Nimm mit der Tiegelzange ein Wattebäuschchen und nähere es langsam der nichtleuchtenden Brennerflamme (Abb. 0). Abb. 7 Abb

7 Abb. 9 Abb

8 Auswertung Auswertung Frage : Übertrage die Querschnittsskizze des Brenneraufbaus, benenne die einzelnen Teile, gib Funktionen an. Skizze: siehe Abb. a Funktion: Durch den Schlauch wird Gas zugeführt, dessen Menge durch eine Stellschraube reguliert werden kann

9 Das Gas strömt weiter bis zur Düse, unterhalb derer Luft, durch eine Stellschraube regulierbar, zutreten kann. Das Luft/Gas-Gemisch strömt durch das Brennerrohr wie in einem Kamin nach oben und lässt sich dort entzünden. Abb. a Frage 2: Notiere deine Beobachtungen und übertrage sie dann in Tabelle

10 Tabelle Luftzufuhr geschlossen wenig geöffnet voll geöffnet Art der Brennerflamme nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn Abdampfschale nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn Beobachtungen: Bei geschlossener Luftzufuhr leuchtet die Brennerflamme gelblich. Bei wenig Luftzufuhr verschwindet das Leuchten bis auf einen gelblichen Kern. Bei vollständig geöffneter Luftzufuhr leuchtet die Brennerflamme nicht mehr, sie nimmt eine wenig sichtbare bläuliche Färbung an, die Flamme rauscht. Bei geschlossener Luftzufuhr setzt sich an der Abdampfschale Ruß ab. Bei geöffneter Luftzufuhr ist je nach Menge der zugeführten Luft wenig oder keine Rußbildung festzustellen. Die Watte beginnt bereits zu brennen, wenn sie noch etwas von der Brennerflamme entfernt ist

11 Tabelle a Luftzufuhr geschlossen wenig geöffnet voll geöffnet Art der Brennerflamme gelb, leuchtend kaum leuchtend nicht leuchtend, Flamme rauscht Abdampfschale Rußbildung wenig Rußbildung keine Rußbildung - -

12 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Erkläre die verschiedenen Brennerflammen sowie die Vorgänge an der Abdampfschale, begründe hiermit, wie man eine möglichst hohe Temperatur bei der Brennerflamme erzielt. Bei gedrosselter Luftzufuhr reicht die Sauerstoffmenge nicht aus, um das Gas vollständig zu verbrennen. Es entstehen Rußteilchen (Kohlenstoff), die die Flamme beim Verbrennen im Außenkegel gelb färben. Im Außenkegel kann auch der sich - 2 -

13 bildende Ruß verbrennen, da hier der Luftsauerstoff an die Flamme gelangt. Hält man eine kalte Porzellanschale in die Flamme, so schlagen sich an ihr die Rußteilchen nieder, da sie in der Kälte nicht verbrennen. Bei genügender Luftzufuhr verbrennt das Gas vollständig, es entsteht kein Ruß. Die Flamme des Bunsenbrenners ist umso heißer, je mehr Luft bei der Verbrennung an das Gas gelangen kann. Die nichtleuchtende Flamme ist wesentlich heißer als die leuchtende. Da an die Flamme zusätzlich Luftsauerstoff gelangt, ist dort die Verbrennungstemperatur besonders hoch, so dass die Watte sich bereits in der Nähe der Flamme entzündet. Frage 2: Bei Zufuhr welcher Stoffe ließe sich die Temperatur noch erheblich steigern? Bei Zufuhr von Sauerstoff würde die Verbrennung noch intensiver verlaufen, es entstünden deutlich höhere Temperaturen. Ebenso ließe sich statt Erdgas auch ein anderes brennbares Gas (z.b. Wasserstoff oder Acetylen) verwenden, das bei der Verbrennung mehr Energie liefert

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