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Bunsen burner -Scientists' Cookies(2)

已有 9345 次阅读 2008-11-5 14:49 |个人分类:漫步科研路|关键词:学者| 科学家, Cookies, Cookies

Bunsen burner -Scientists' Cookies(2)
上篇的(Erlenmeyer flask-Scientists' Cookies(1)——锥形瓶)启蒙于利用本生灯加热的高温措施。那么,问题来了:本生灯
   何物?
“本来生长的一种灯”?
错了,this is another scientist's cookies——Bunsen burner(本生灯)
Bunsen burner(本生灯)是19世纪的著名德国化学家Robert Wilhelm Bunsen 的杰作之一。之所以用上“之一”,是想突出下这位伟大化学家的卓越贡献。本生电池、油斑光度计、吸收比色计、露光计、隙透仪、滤泵、冰量热计等等等等,这一大堆你听过还是没听过的化学玩意儿的主人,便是Bunsen(本生)了。
Bunsen生于1812年的德国Göttingen(格丁根),家里兄弟四个,本生排行老末儿。他的父亲老本生(Christian Bunsen)是当时德国格丁根大学的物理学教授和图书馆馆长,所以说本生是出自书香门第之家的。在本生中学毕业后,到格丁根大学读化学,19岁便获得了博士学位。从1830年到1833年,他周游了西欧诸多国家,并且结识了很多后来很有名的科学家,像李比希,龙格(Friedrich Ferdinand Runge,成功分离出咖啡因的德国化学家)。
本生先后在格丁根大学、卡塞尔、马尔堡大学任教工作过,这期间,他进行了有机砷化合物、气体分析、电池电极等多个方面的研究,其中,有机砷化合物是本生投入精力最多的一个方面,可不幸的是,砷是极其有毒的。还记得《水浒传》里武大郎被砒霜毒死的惨状吗?那砒霜就是砷的氧化物(三氧化二砷As2O3)。所以这种研究充满了各种各样的危险,尤其对工作者的身体伤害严重。在一次试验中,出了大状况:因为一个试验瓶的突然爆裂,破碎的瓶渣四处飞溅,一块玻璃屑飞入了本生的一个眼珠,导致这位伟大的科学家后来只能用一只眼睛看世界。
1852年,德国海德尔堡大学向本生发出了一封聘请信,打算聘请本生为化学教授。本生接信前往,但当他视察了学校的实验室之后,发现很多方面已经远赶不上化学的发展了,所以本生向学校提出:他要根据自己的设计建造化学实验室,否则就离开。学校同意了,经过近三年的改造,本生建成了新的化学实验室,可是,新问题接踵而来:现有仪器和实验要求的不同步,尤其在加热方面。
当时,主要的加热用具是酒精灯,可惜温度不高(普通酒精灯外焰最多400℃,酒精喷灯外焰最高1000℃),达不到一些高温实验的要求。那个时候,德国一些城市开始普及煤气路灯,本生从这一点得到启发,设计了利用煤气加热的装置,可惜新装置黑烟大,效率低,这让本生的灯具改良陷入了僵局。
就在这个时候,本生的一个学生从英国带回了Michael Faraday(迈克尔·法拉第,就是物理里面那个法拉第常数的F)发明的新灯具,这种灯具呈圆锥形,能上下移动,顶部有个金属网。但本生试了后发现,这种灯依旧火焰小,温度低,不稳定,火焰大小难以调节。
经过思考,本生发现了这一系列问题的症结所在,这种灯同酒精灯一样都是靠外部供给空气燃烧,但由于煤气与空气接触时间短,混和不充分,燃烧也就不完全,温度也就上不去,黑烟也就滚滚来了。所以,要想火焰着得好,着得旺,就一定要在点燃之前气体充分混合。
这种想法得到了当时大学里另一位同仁Peter Desdega(彼得·迪斯德加)的认同,动手能力强的Desdega将本生的想法变成了现实,经过一次次试用和改进,1855年,Bunsen burner(本生灯)诞生了。
下面这张图片就是当年本生灯的原型了,它可以安全地燃烧气体燃料,例如煤气或者石油气,火焰不会倒流进气体供应管内,其中空气:煤气=3:1时火焰最佳,火焰温度最高可达1500℃,旋转灯管或者下部的螺丝可以调节进气量以控制火焰大小,这种状况的具体控制就要依照火焰颜色和高度来判断了。
现如今的很多煤气用具其实都体现着Bunsen burner(本生灯)的燃烧原理,家用的煤气灶便是最鲜明的例子,梅克尔灯和菲希尔灯也是依本生灯改良而来的加热器。虽然说本生并不是Bunsen burner的第一任主人,可当改良效率最大化,这也就是我们所需要的创新!
故,大家努力吧,从零到一的过程是创造,从一到无穷的过程是创新,新之常在,创之无穷。说不定哪天能看到个用您的名字命名的新仪器,恭喜了!











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