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General Laboratory Techniques

Einführung zur Benutzung des Bunsenbrenners

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Introduction to the Bunsen Burner

1.6: Introduction to Serological Pipettes and Pipettors

1.8: An Introduction to Working in the Hood

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07:04 min

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April 30, 2023

Overview

Der Bunsenbrenner, benannt nach dem Entwickler Robert Bunsen im Jahr 1854, ist ein häufig benutztes Laborinstrument, das eine heiße, rußfreie, nicht-leuchtende Flamme produziert. Der Bunsenbrenner kann in dem Brennerrohr das Mischen von Gas und Sauerstoff vor der Verbrennung, bei der eine Flamme entsteht, präzise regulieren. Durch Verändern der Einstellungen an dem Bunsenbrenner kann man die Größe und die Temperatur der Flamme kontrollieren. Neben weitern Anwendungen kann die Hitze des Bunsenbrenner benutzt werden um Konvektionsströme zu erzeugen, die die Luft über der Flamme aufheizen und damit Partikel von der kühleren Umgebung unten nach oben verdrängen, was die Arbeitsfläche steril hält. Beim Arbeiten mit offenen Flammen sind zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Offene Haare, Kleidung oder Schmuck sollten immer festgemacht werden bevor der Bunsenbrenner angemacht wird. Sicherheitsausrüstung wie zum Beispiel ein Feuerlöscher oder eine Feuerdecke sollten in der Nähe sein. Man sollte sich Zeit nehmen um zu verstehen wie ein Bunsenbrenner benutzt wird und welche Sicherheitsausrüstung man bereit stehen haben sollte. Nur dann kann der Bunsenbrenner, der ein nützliches Laborgerät ist, sicher benutzt werden.

Procedure

Der Bunsenbrenner ist ein Laborgerät das verwendet wird um eine einzelne, kontinuierliche Flamme durch das Mischen von Gas und Luft zu erzeugen. Das Verhältnis von Gas und Luft kann manuell bestimmt werden, wodurch der Benutzer die Kontrolle über die Intensität, Temperatur und Größe der Flamme hat. Die Flamme kann dann zur Sterilisierung von Laborausrüstung oder Reagenzien genutzt werden.

Alle Bunsenbrenner bestehen aus den selben grundlegenden Komponenten. Das Brennerrohr ist der Ort, wo Luft und Gas gemischt werden.

Die Luftzufuhr, die sich am unteren Ende des Brennerrohrs befindet, kontrolliert die Menge an Luft um die Temperatur der Flamme zu regulieren. Beim Aufdrehen der Luftzufuhr werden Luftschächte freiglegt, wodurch mehr Luft in das Brennerrohr gelassen wird. Beim Zudrehen werden diese Luftschächte blockiert.

Beim Öffnen der Luftzufuhr wird die Luft durch den Venturi-effekt angesaugt. Das heißt wenn die Luftzufuhr offen ist, verringert sich der Luftdruck im Brennerrohr und die Luft strömt ein.

Die Gaszufuhr ist auch am unteren Ende des Brennerrohrs zu finden und ist an deren Unterseite festgeschraubt. Wie die Luftzufuhr kann auch die Gaszufuhr durch Drehen im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt des Uhrzeigersinns die Menge des einströmenden Gases regulieren. Mit dem Einstellen der Gaszufuhr kann die Größe der Flamme kontrolliert werden.

Das Brennerrohr ist am unteren Ende an einem Sockel festgeschraubt um den Bunsenbrenner zu stabilisieren. Er bleibt kühl so dass man den Bunsenbrenner sicher an eine andere Stelle plaziert kann.

Der Gaseinlass verbindet den Bunsenbrenner durch einen Gummischlauch mit der Gasversorgung. Ein Gasanzünder wird oft benutzt um die Verbrennungsreaktion auszulösen und den Bunsenbrenner anzumachen.

Um einen Bunsenbrenner zu benutzen, sollte man zuerst sicherstellen das die Luftzufuhr geschlossen ist.

Um die heißeste und sauberste Flamme zu erhalten, sollte man sicherstellen das der Gaszufuhrschlauch richtig mit der Gasversorgung und dem Gaseinlass verbunden ist.

Eine hitzebeständige Matte kann als Vorsichtsmaßnahme unter den Bunsenbrenner gelegt werden. Damit vermeidet man Hitzeschäden auf dem Labortisch oder das Gegenstände Feuer fangen.

Bevor der Bunsenbrenner angemacht wird, sollte man ihn mindestens 30 cm weg von darüberliegenden Regalen stellen und offene Haare, Schmuck und Kleidungsstücke festbinden. Sicherheitsausrüstung wie zum Beispiel Feuerlöscher und Feuerdecken sollten in der Nähe sein.

Dann kann man die Gaszufuhr aufmachen und einen Gasanzünder benutzen um die Flamme anzuzünden.

Mit einer geschlossenen Luftzufuhr entsteht eine “Sicherheitsflamme” – eine Flamme die heller, schmutziger, und weniger intensiv ist. Diese Flamme ist kälter und dient als Indikator das der Bunsenbrenner an ist. Diese Flamme brennt nicht sehr heiß, da die Luftzufuhr geschlossen ist und damit nur minimalen Luftfluss erlaubt, was zu einer unvollständigen Verbrennungsreaktion führt.

Nun kann die Luftzufuhr durch Drehen geöffnet werden. Beim Aufmachen der Luftzufuhr erscheinen zwei verschiedene Flammen: eine blaue äußere Flamme, die heißer ist als die Sicherheitsflamme und die keine Geräusche macht. Diese Flamme kann man schwer sehen, deshalb sollte man vorsichtig sein wenn der Bunsenbrenner auf diese Flamme eingestellt ist.

Die innere, blaue Flamme brennt am heißesten, speziell an der Spitze. Außerdem ist es die sauberste und lauteste Flamme, die eine Art “rauschendes” Geräusch macht.

Wenn man die Luftzufuhr eingestellt hat um die gewünschte Temerpatur zu erreichen, kann man die Gaszufuhr öffnen um die Flamme zu vergrößern oder schließen um die Flamme zu verkleinern.

Wenn man fertig ist, sollte man nicht vergessen die Gaszufuhr zuzudrehen.

Nun das wir wissen wie man einen Bunsenbrenner sicher benutzt, schauen wir uns einige Anwendungen an.

Metallinstrumente müssen manchmal schnell vor Beginn oder zwischen verschiedenen experimentellen Schritten sterilisiert werden. Metallspatel oder Impfösen werden oft zwischen verschiedenen bakteriellen Proben sterilisiert. Scheren und Pinzetten können vor Operationen kurz in Alkohol getaucht und dann in die Flamme gehalten werden, um sie schnell zu Sterilisieren.

Glasinstrumente, wie zum Beispiel serologische Pipetten, werden auch häufig durch Benutzung einer Flamme zwischen verschiedenen Anwendungen sterilisiert.

Der Bunsenbrenner kann auch benutzt werden um ein steriles Arbeitsfeld um die Öffnungen von Behältern mit Reagenzien zu bewahren. Durch ein schnelles Abflammen des Flaschenhalses ensteht Wärme und ein Konvektionsstrom. Der Konvektionsstrom führt dazu, dass Partikel nach oben, also weg von der Öffnung des Behälters, getragen werden, wodurch eine Kontamination durch Schwebstoffe verhindert wird. Konvektionsströme helfen auch dabei Schwebstoffe weg von der Experimentierfläche zu bewegen. Der Bunsenbrenner hilft also die Experimentierfläche steril zu halten. Für die Mikroskopie werden Objektträger manchmal durch die Flamme eines Bunsenbrenners geführt damit Staubpartikel vor der Weiterverwendung entfernt werden.

Eine interessante Anwendung des Bunsenbrenners ist dessen Wärme zum Verändern von Glas oder Metall Instrumenten zu benutzen. Dieser Glasstab hier wird nach vorsichtigem Erhitzen verbogen, solange er noch heiss ist, um zum Beispiel einen Schaber für bakterielle Kulturen herzustellen.

Bunsenbrennerflammen können außerdem verwendet werden um Pipetten zu ziehen, Pipetten zu verbiegen, um Glaskapillaren zu polieren, um Seziernadeln herzustellen, oder um einen Metallstab mit einer Pipette zu versiegeln.

Das war die Einführung in den Bunsenbrenner von JoVE. In diesem Video haben wir gelernt was ein Bunsenbrenner ist und wie er funktioniert, wie man die Flamme eines Bunsenbrenners einstellt, welche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen sind, und welche verschiedenen Anwendungen Bunsenbrenner haben. Danke für eure Aufmerksamkeit und vergesst nicht das as an euch liegt Feuer im Labor zu verhindern.

Transcript

A Bunsen burner is a laboratory instrument that can be used to provide a single, continuous flame by mixing gas with air in a controlled fashion. The ratio of gas to air that is mixed together can be manually adjusted, allowing the user to control the intensity, temperature, and size of the flame. The flame can then be used to heat or sterilize laboratory reagents and equipment.

All Bunsen burners are made up of the same basic components. The barrel, or burner tube, is where the air and gas mix.

The collar, which is located at the bottom of the barrel , can be adjusted to control the air intake and the heat of the flame. The collar can be turned to allow for more air to enter the burner by revealing air vents or it can be rotated to occlude them.

The air vent openings in the collar draw in air by the Venturi Effect. That is, when the collar is opened, a reduction in air pressure within the burner tube occurs, pulling the air into the barrel.

The needle, or gas flow, valve is also located at the bottom of the barrel and screws into the base of the Bunsen burner. Like the collar, the needle valve can be turned counterclockwise or clockwise to control the flow of gas. Adjusting the needle valve allows the size of the flame to be controlled.

The barrel screws into a base, which keeps the Bunsen burner stable and remains cool to allow safe relocation of the instrument during or after use.

The gas inlet connects the Bunsen burner to the gas jet through a rubber gas intake tube. A spark lighter is commonly used for igniting the combustion of the gas and air.

To use a Bunsen burner, first make sure the collar is closed.

To ensure that you have the hottest, cleanest flame possible, make sure your rubber tubing is securely connected to the gas jet and to the gas inlet valve.

A heatproof mat can be placed under the Bunsen burner as an extra safety precaution to prevent damage to your bench top and to catch stray sparks.

Before lighting, place the Bunsen burner at least 12 inches in front of any overhead shelving or equipment and be mindful of loose hair or clothing, like your lab coat. Always keep safety equipment, like fire extinguishers and safety blankets, close at hand.

Then fully open the gas jet. Use a spark lighter to light the flame.

With the collar fully closed, the “safety flame” – a brighter, dirty, less intense flame – will appear. This flame is cooler and is generally used to indicate that the burner is “on”. The safety flame doesn’t burn as hot, because with the collar closed, there is minimal airflow through the burner tube, resulting in an incomplete combustion reaction.

Now begin turning the collar counterclockwise. As the collar opens, two distinctive flames appear. The blue outer flame is hotter than the safety flame and makes no noise. This flame can be difficult to see, so be careful when the burner is in this state.

The blue inner flame burns the hottest, particularly at the tip. In addition to being the hottest flame, it is also the cleanest and loudest flame, making a kind of “roaring” sound.

Once you have adjusted the collar to get the flame at the desired temperature, open or close the needle valve to increase the size of the flame or close it to make it smaller.

When your work is done, remember to turn off the gas.

Now that you know how to operate a Bunsen burner safely, let’s look at some of the many different applications for using the instrument.

Metal instruments sometimes need to be quickly sterilized before use or between steps of an experiment. Metal spatulas and inoculation loops, for example, are frequently sterilized between bacterial samples. Scissors and forceps can be dipped into alcohol and then flamed for rapid sterilization before surgery.

Glass instruments, such as serological pipettes, are also frequently briefly flame-sterilized before and between each use.

The Bunsen burner flame can be used to help maintain a sterile field around the openings of experimental containers. By briefly flaming the neck of the container a heat, or convection, current is created. The convection current lifts any particles in the air away from the container’s opening, preventing potential contamination by airborne particulates. Convection currents also serve to lift particulates in the air away from the experimental area, so the Bunsen Burner helps to keep the area around the experiment, sterile. For microscopy, glass slides are sometimes passed through a Bunsen burner flame to remove any dust particles before samples are mounted.

One interesting application of the Bunsen Burner is using heat to modify glass and metal tools. For example, this thin glass rod is being carefully heated and then bent while the glass is still hot to make a bacterial culture spreader.

Bunsen burner flames can also be used for pulling pipettes, bending pipettes, polishing glass capillary tubes , making glass dissection needles, and sealing a wire pick into a glass pipette.

You’ve just watched JoVE introduction to Bunsen Burners.

In this video we reviewed: what a bunsen burner is and how it works, how to adjust a Bunsen burner flame, some safety concerns, and some different applications of your Bunsen burner. Thanks for watching, and remember, only you can prevent laboratory fires!