Mit dem Bunsenbrenner können viele spannende Experimente durchgeführt werden. Er stellt ein wichtiges Werkzeug für chemische Versuche dar und ist aus sowohl aus Schulen als auch Laboren nicht mehr wegzudenken.

Definition Bunsenbrenner

Zunächst lernst du hier, was ein Bunsenbrenner genau ist:

Dafür machst du dir bestimmte Brenngase zu Nutze. Typischerweise benutzen die meisten Labore Propan, Methan oder Erdgas. Wichtig zu unterscheiden ist aber auch, dass es nicht nur den Bunsenbrenner, sondern auch den Teclubrenner gibt, um damit im Chemielabor zu arbeiten.

Unterschied zwischen Bunsenbrenner und Teclubrenner

Der Unterschied zwischen dem Bunsenbrenner und dem Teclubrenner zeigt sich schon beim ersten Hinsehen. Während der Bunsenbrenner eher wie eine Art Kerze aussieht, ist der Teclubrenner unten breiter beziehungsweise kegelförmig.

Bei einem herkömmlichen Bunsenbrenner findest du unten ein kleines Loch und beim Teclubrenner eine drehbare Scheibe, damit Luft einströmen kann. Trotzdem funktionieren beide nach demselben Prinzip – dem Prinzip der Stahlpumpe.

Abbildung 1: Bunsenbrenner, Teclubrenner und Ventilkartuschenbrenner im Vergleich

Geschichte des Bunsenbrenners

Der Bunsenbrenner wurde nach dem deutschen Chemiker Robert Wilhelm Bunsen benannt. Er lebe von 1811 bis 1899. Doch Bunsen war nicht der Erfinder des Bunsenbrenners. Schon vor ihm beschrieben Wissenschaftler*innen einen solchen Gasbrenner. So auch der englische Wissenschaftler Michael Faraday.

Der deutsche Instrumentenbauer Peter Desaga, der auch Laborassistent von Bunsen war, verbesserte daraufhin im Jahr 1855 in Heidelberg, in Zusammenarbeit mit Robert Wilhelm Bunsen, die technischen Eigenschaften. Sie brachten den Gasbrenner unter dem Namen Bunsenbrenner auf den Markt.

Bunsenbrenner – Aufbau

Auch wenn es den Bunsenbrenner mittlerweile in verschieden Ausführungen gibt, ist sein Grundaufbau immer gleich. In der folgenden Abbildung findest du eine Beschriftung der wichtigen Bestandteile.

Ganz unten befindet sich ein Metallfuß. Am oberen Ende des Fußes befindet sich ein Schlauch, mit dessen Hilfe Gas zugeführt werden kann. Gegenüber von diesem Schlauch befindet sich eine Art Schraube, die zur Gasregulierung dient. Mit dieser kannst du bestimmen, wie viel Gas durch das ca. 15 cm lange, vertikal angeordnete Brennerrohr nach oben ausströmen soll.

Im unteren Bereich des Brennerrohrs siehst du eine Öffnung – die Luftzufuhr. Durch diese Zufuhr wird ein Oxidator, meistens ist dieser Luft, angesaugt. Diese Öffnung ist mithilfe des Stellrings beliebig regulierbar.

Am oberen Ende des Brenners wird das Gas schließlich entzündet und verbrannt. Dort befindet sich bei modernen Brennern noch ein Gitter oder eine feine Bohrung, die verhindern soll, dass die Flamme in den Brenner zurückschlägt.

Regulationen des Lufteinstroms

Leuchtende Diffusionsflamme

Willst du eine leuchtende Flamme, muss diese Zufuhr bedeckt sein. Dabei vermischt sich der Oxidator und das Brenngas erst am oberen Röhrenausgang. Die entstehende Flamme brennt also ohne eine Luftvormischung. Es entwickelt sich dabei auch eine geringere Temperatur. Diese sogenannte Diffusionsflamme ist kühler als die Folgende und erscheint in einer gelblichen Farbe. Zudem brennt diese Flamme lautlos und flackert. Eine solche Flamme siehst du in Abbildung 3 ganz links.

Nicht leuchtende Vormischflamme

Bei einer nicht leuchtenden Flamme, auch rauschende Flamme genannt, wird bereits durch die Luftzufuhr Luft beigemischt. Der Oxidator und das Brenngas vermischen sich innerhalb des Bunsenbrenners. Es entsteht eine blaue und heiße, sogenannte Vormischflamme. Bei dieser Flamme ist zudem ein deutliches Rauschen zu hören. Eine solche Flamme siehst du in Abbildung 3 ganz rechts.

Bereiche der Flamme

Mithilfe der Luftzufuhr können die Anteile des brennbaren Gases und der Luft und damit einhergehend auch die Temperaturen verändert werden. Diese Temperaturen äußern sich dann beispielsweise anhand der Farbe der Flamme.

Eine Flamme kannst du zwischen 600 und 1500 °C regulieren. Dabei wird die Flamme in 3 Abschnitte unterteilt:

• der Kern (etwa 840 - 900 °C)
• der Mantel (etwa 1380 °C)
• der fast unsichtbare Flammensaum (etwa 1560 °C)

Bunsenbrenner – Sichere Anwendung

Da ein Bunsenbrenner eine offene Flamme erzeugt, ist es wichtig, dass du dich an bestimmte Sicherheitsvorkehrungen hältst. Ohne die können Haare oder Ärmel schnell Feuer fangen und lebenslange Schäden hinterlassen.

Vor dem Experiment

• Lange Haare zusammenbinden, sonst fangen sie Feuer.
• Schutzbrille aufsetzen, es kann immer etwas überkochen oder spritzen.
• Arbeitsplatz aufräumen:
  • Keine Hefte, Bücher oder andere Dinge in der Nähe des Bunsenbrenners.
  • Rucksäcke und Taschen so verstauen, dass ein Fluchtweg frei bleibt.
• Falls nötig, eine feuerfeste Unterlage holen.
• Arbeite immer im Stehen! So behältst du den Überblick und kannst gegebenenfalls ausweichen.
• Zudrehen aller Ventile:
  • (Gasventil am Tisch, Gasventil am Bunsenbrenner und Luftventil am Bunsenbrenner).
  • Schlauch am Gasventil des Tisches und der Gaszufuhr am Bunsenbrenner befestigen.

Das Entzünden des Bunsenbrenners

Benutze statt einem Feuerzeug am besten eine Art Schaschlikspieß oder ein langes Streichholz und zünde diesen an einem Ende an.

1. Drehe die Gaszufuhr am Tisch auf.
2. Halte zuerst den Schaschlikspieß an das Brennrohr und drehe danach das Gasventil auf.
   • Sonst staut sich das Gas im Brennrohr an und es gibt eine explosionsartige Flamme (Stichflamme), die Ärmel und Haare entzünden kann.
3. Jetzt kannst du die Luftzufuhr aufdrehen.

Während der Benutzung des Bunsenbrenners

• Verwende immer eine Zange, um Dinge in die Flamme zu halten
  • niemals mit der Hand
• Schau nicht direkt von oben auf den Bunsenbrenner
  • wegen deinen Haaren und Stichflammen

Nach der Benutzung des Bunbsenbrenners

1. Gashahn am Tisch zudrehen:
   • Flamme nicht auspusten, denn auch hier entflammen sonst Haare oder Ärmel.
2. Restlichen Ventile zudrehen:
   • Wird der Bunsenbrenner zudem nicht komplett ausgeschaltet, strömt noch Gas aus. Das kann schließlich zu einer Explosion im Raum führen.
3. Platz aufräumen.

Bunsenbrenner – Oxidations- und Reduktionszone

Wie schon vorher im Artikel erklärt wurde, können die Flammen unterschiedlich aussehen. Bei einer rauschenden Flamme fällt auf, dass diese sich in zwei Zonen aufteilen lässt.

Innerhalb der großen Flamme liegt direkt über dem Austrittsloch des Brennrohrs eine Art kleine Flamme. Die kleine Zone hat im Vergleich zur großen ganzen Flamme eine stärkere blaue Farbe. Man nennt sie die Reduktionszone.

Bei der rauschenden, nicht-leuchtenden Flamme unterscheidest du 2 Flammenzonen:

• Innenkegel (reduzierende Flamme)
• Außenkegel (oxidierende Flamme)

In diesen Zonen werden, wie du in Abbildung 5 erkennen kannst, unterschiedliche Temperaturen erreicht.

Reduktionszone

Im Inneren der Flamme, bezeichnet als Innenkegel, besteht ein Sauerstoffunterschuss (zu wenig Sauerstoff). Die Flamme hat dort eine reduzierende Eigenschaft. Es findet dabei eine Reduktion der Substanz statt, die in die Flamme gebracht wird – daher auch der Name "Reduktionszone".

Wie du bestimmt schon in der Abbildung gesehen hast, ist die höchste Temperatur der Flamme an der Spitze des kleinen inneren Lichtkegels.

Oxidationszone

Der äußere Teil der Flamme, der als Außenkegel bezeichnet wird, hat einen Sauerstoffüberschuss (zu viel Sauerstoff). Dort ist die Flamme, im Gegensatz zur Reduktionszone, also oxidierend. Hier findet also eine Oxidation der die in die Flamme gebrachten Substanz statt.