Lampa Döbereinera jest jedną z pierwszych zapalniczek. Została opracowana w 1823 roku przez niemieckiego chemika Johanna Wolfganga Döbereinera (1780–1849). Urządzenie było produkowane masowo do około 1880 roku. W zamku w Heidelbergu, a także w Muzeum Niemieckim (Deutsches Museum) do dziś można oglądać oryginalne lampy Döbereinera.
Zasada działania
Lampa działa na zasadzie wytwarzania wodoru w reakcji metalu z kwasem i jego zapłonu wskutek katalitycznego działania platyny. W uproszczeniu przebieg jest następujący:
- Do jednej części urządzenia (szklanej butli, w tekście oznaczonej jako a) wprowadza się kwas siarkowy.
- W drugiej, otwartej (butli oznaczonej jako b) znajduje się cynk.
- Za pomocą dźwigni (f) otwiera się połączenie pomiędzy butelkami i kwas spływa na cynk — rozpoczyna się reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje gazowy wodór.
- Wodór wydostaje się u góry, przepływając obok kawałka platyny (zwykle w postaci gąbczastej). Na powierzchni platyny wodór reaguje z tlenem z powietrza — platyna działa jako katalizator i ułatwia ten proces, powodując zapłon mieszaniny (tzw. tlenowodoru) i powstanie płomienia.
Reakcje chemiczne
Główne reakcje zachodzące w lampie można zapisać w postaci równań:
Reakcja między cynkiem a kwasem siarkowym:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
Wodór, po wydostaniu się i zetknięciu z tlenem na powierzchni platyny, ulega łączeniu:
Reakcja spalania wodoru:
2 H2 + O2 → 2 H2O
W oryginalnym tekście znajdują się również grafiki pokazujące te równania: oraz
.
Rola platyny
Platyna nie pali się ani nie reaguje w tym procesie; jej zadaniem jest obniżenie energii aktywacji reakcji łączenia wodoru z tlenem. Na powierzchni platyny atomy wodoru i tlenu łączą się łatwiej niż w powietrzu bez katalizatora — wydzielone ciepło powoduje zapłon gazowej mieszaniny. Dzięki temu zapłon jest „samozapłonny” przy kontakcie gazów z platyną, bez potrzeby użycia iskry czy czerwonego węgielka.
Użytkowanie i zatrzymanie reakcji
Aby uruchomić lampę, operator porusza dźwignię (f), co pozwala kwasowi spłynąć na cynk i wytwarzać wodór. Aby przerwać proces i zgasić płomień, wystarczy zamknąć dźwignię — odcięcie dopływu kwasu powoduje zaprzestanie wytwarzania wodoru; po ustaniu ciśnienia gazowego kwas wraca do górnego zbiornika lub pozostaje oddzielony, a mieszanka gazowa nie jest już dostarczana do platyny.
Historia i zastosowanie
Lampa Döbereinera była praktycznym i eleganckim urządzeniem do zapalania fajek, świec czy lamp oliwnych w pierwszej połowie XIX wieku. Z czasem jednak została wyparta przez bezpieczniejsze i wygodniejsze rozwiązania (np. zapałki przemysłowe, później zapalniczki naftowe i gazowe). Produkcję lamp przerwano około 1880 roku, a dziś urządzenia te mają przede wszystkim wartość historyczną i znajdują się w zbiorach muzealnych.
Bezpieczeństwo
- Wodór jest gazem wysoce łatwopalnym i przy mieszankach z powietrzem tworzy mieszaniny wybuchowe — obsługa lampy wymagała ostrożności.
- Kwas siarkowy jest żrący i niebezpieczny przy kontakcie ze skórą lub tkaninami.
- Platyna jako katalizator przyspiesza zapłon gazów — nie wolno dopuszczać do wycieków lub przypadkowego gromadzenia gazu w zamkniętych przestrzeniach.
Dziś lampa Döbereinera jest ciekawostką historyczną i przykładem zastosowania katalizy w praktycznym urządzeniu codziennego użytku. W muzeach można obejrzeć oryginalne egzemplarze oraz rekonstrukcje pokazujące zasadę działania.


