Historie chemie

Prameny pro vznik chemie Řemesla: Empirické zkušenosti Návody pro výrobu, přípravu, etc. Obvykle bez hlubšího zkoumání příčin jevů, podstatné jejich využití Alchymie: Empirické i theoretické postupy Středobodem snažení – zlato

Řemesla

První „chemická“ aplikace Oheň Objev jeho zapálení a udržení před 400 – 200 tis. lety Využití oxidace organického materiálu (dřeva) kyslíkem Teplo, světlo, ochrana před zvěří Význam pro stravování (konservace, zlepšení sensorických vlastností, hygiena)

Další řemeslné úspěchy -10000 -9000 -8000 -7000 -6000 -5000 -4000 -3000 -2000 -1000 starověk keramika pigmenty zlato měď stříbro fermentace bronz železo sklo doba bronzová doba železná neolit chalkolit mezolit

Pigmenty jeskynní kresby ~ - 35000 hroby v Pernebu, Egypt ~ - 2650  černé saze, dřevěné uhlí, galenit (PbS), antimonit (Sb2S3), magnetit (Fe3O4)  červené červený okr, krevel (Fe2O3), realgar (As2S2)  žluté žlutý okr, auripigment (As2S3)  zelené malachit (CuCO3.Cu(OH)2)  modré azurit (2CuCO3.Cu(OH)2)  hnědé burel (MnO2), goethit (FeO(OH))

Fermentace Alkoholové kvašení – ethanol Mléčné kvašení – kyselina mléčná Octové kvašení – kyselina octová Význam pro potravinářství První objevy cca 7500 let Egypt: cca 4500 let → víno, pivo

Kovy 6 000 let – předměty ze zlata v Anatolii 6 000 let – používání Ag 5 500 let – používání Pb 4 000 let – nástroje ze železa v Indii a Mezopotámii 3 750 let – objev Sn 3 500 let – používání bronzu 700 př.n.l. – mince z čistého zlata a stříbra v Malé Asii

Jiné příklady řemeslných výrob Vydělávání kůží Barvení tkanin Detergenty Kosmetika

Barvení tkanin Barviva černé modré červené purpurové Mořidla třísloviny (sumach, kassiová kůra, duběnky) + Fe2+ modré indigo mořena barvířská (Rubena tinctoria, alizarin), kermes (košenila, karmín - z červce nopálového) červené antický (tyrský) purpur (z mořského plže ostranky, Murex brandaris) (6,6´-dibromindigo) purpurové Mořidla říční bahno (Al, Fe) kamenec třísloviny soli Fe

Kosmetika - extrakce (voda, olej) parfémy čistící oleje olej + vápno - destilace - destilace s vodní párou čistící oleje olej + vápno desodoranty pryskyřice (myrha, olibanum) zubní prášky pryskyřice (myrha, olibanum) masti na vrásky olibanum + med apod. líčidla

Kosmetika oční stíny - zelené - malachit - černé - kohl (galenit, PbS; surma, Sb2S3) tužidla na vlasy pryskyřice + včelí vosk barvy na vlasy černá barva v oleji, henna rtěnky červený okr + tuk barvy na nehty henna

Alchymie

Co je alchymie? „Alchymie je věda, která učí jak transformovat jakýkoli druh kovu v jiný? A to pomocí odpovídající medicíny.“ Spectrum Alchemiae, 13. st. „Alchymie nebyla nikdy ničím odlišným od chemie; je hluboce nespravedlivé zaměňovat ji, jak se to obvykle činí, se zlatodějstvím 16. a 17. st… Alchymie byla věda a zahrnovala všechny ty procesy, v nichž se chemie technicky uplatňovala.“ Justus von Liebeg, 1803-1873

Co je alchymie? „Alchymie je umění bez dovednosti, jehož začátkem je lež, středem práce a koncem bída.“ Nicolas Lemery, 1645-1715

Původ alchymie 1. st.n.l. v Egyptě jako umění chrámových kněží Vychází ze zkušeností řemeslníků, zvláště zlatníků: Papyrus Leiden, Papyrus Stockholm Představa materie složené ze živlů a kvintesence (Thales, Aristoteles) Kovy se rodí v zemi a poté dospívají a zrají obdobně jako živé bytosti od nejméně ušlechtilých až ke zlatu První výskyt „Kamene mudrců“ Hermes Trismegistos, Marie Židovka, Kleopatra, Agathodaimon, Zosimos, Demokritos

Aristoteles 384-322 př.n.l. Matematika, logika, fysika, politika 170 spisů, ale jen 47 se dochovalo Základ hmoty: materia prima (horko, chlad, vlhko, sucho) 4 elementy: oheň, voda, vzduch a země Elementy se mohou v sebe přeměňovat – princip transmutace Kvintesence Theorie samoplození

Čínská alchymie Zhruba ve stejné době jako egyptská Vyvinula se nezávisle, ale s podobnými závěry Cíl: „elixír života“

Arabská alchymie Importována z řecka – v 8. st.n.l. překlady řeckých spisů Džábir, Rhazes, Avicenna Theorie vnitřních a vnějších kvalit kovů Merkurosulfurová theorie vzniku kovů

Avicenna „Dávám přednost krátkému životu, jenž má šířku, před úzkým, jenž má délku.“ 980-1037 n.l. Kníže lékařů – Kánon lékařství Murkurosulfurová theorie: Kovy se skládají ze rtuti a síra ji ztužuje do formy kovu Jednotlivé vlastnosti kovů závisí na vlastnostech složek Transmutace založena na přečištění složek a jejich smísení „Umění je slabší než příroda a nepřekoná ji, ať se snaží sebevíc. Tudíž nechť vědí umělci alchymie, že různé druhy kovů nemohou být transmutovány.“

Evropská alchymie 12. st.n.l. Překlady arabských spisů Zprvu záležitost klášterů, později na dvorech šlechty – finanční zájmy Již od začátku polemiky o možnosti transmutace – jak ji theologicky zdůvodnit Zákazy alchymie (Jan XXII.) Objevy kyselin, poznatky o principech přírody Homunculus Albert Veliký, Ramon Lully, Paracelsus

Kyseliny HNO3: HCl: H2SO4: 14. st.n.l. Destilace síranu železnatého s dusičnanem draselným HCl: Používání v lučavce královské (HCl:HNO3 3:1) Salmiak (NH4Cl) v kyselině dusičné H2SO4: 16. st.n.l. Tepelný rozklad síranu železnatého

Paracelsus 1493-1541 Lékař (Erasmus Rotterdamský) a zakladatel farmakochemie Neustále na cestách (i Moravský Krumlov, Znojmo, Bratislava) Kontroversní a extravagantní Řada spisů – Pragranum, Paramirum, Opus paragranum, Astronomia magna, Grosse Wundartzney Alchymie neoddělitelná od lékařských představ – alchymie má hledat léčivé látky a pomáhat lidem Homunculus – Pseudoparacelsus – nauka o vytvoření umělého člověka Nauka o nemocech – každý orgán svůj Archea → nemoc znamená výrazné poškození Archea Tria prima – rtuť, síra, sůl

Příspěvky alchymie Zdokonalení laboratorních technik Objev kyselin, solí a zmapování jejich vlastností Objev nových prvků (např. P) Poznatky o chování a vlastnostech látek (plyny, rovnovážné stavy, toxicita) Formování theorie o podstatě hmoty Základní poznatky o chemických reakcích (první zjištění o slučovacích poměrech, reaktivní chování látek)

Moderní chemie

Antoine Lavoisier 1743 – 1794 Otec moderní chemie Matematik, fysik a chemik Vyvrátil theorii flogistonu 1774 „Zákon o zachování hmoty“ Dělení látek na prvky (kovy, nekovy) a sloučeniny (oxidy, kyseliny, zásady, soli) Rozpoznal, že vodík je prvek Vylepšil osvětlení Paříže, výrobu střelného prachu Ředitel Akademie věd Královský výběrčí daní Popraven gilotinou

John Dalton 1766 – 1844 „Daltonův zákon tlaku plynů“ Objevil barvoslepost - daltonismus (sám jí trpěl) 1808 „Zákon o slučovacích poměrech“ Tabulky atomových hmotností Atomární theorie Každý prvek složen z částeček – atomů – jež jsou dále nedělitelné Atomy jednoho prvku mají stejnou velikost i hmotnost Atomy jsou nedělitelné a nezničitelné – při chemické reakci nezanikají a ni nevznikají Při reakcích se atomy přeskupují a slučují v určitých poměrech

Dmitrij Ivanovič Mendělejev 1834 – 1907 „Periodický zákon prvků“ Předpověděl objev Ga, Sc a Ge

Atomová theorie Lavoisier 1774 Arabská chemie … 0 … 200 … 400 … 600 … 800 … 1000 … 1200 … 1400 … 1600 … 1800 … Egyptská „chemie“ Evropská alchymie CHEMIE

Historie odvětví chemie Příklad - farmakochemie

Historie léčiv Přírodní léčiva: Iatrochemie: Několik tisíc let methoda pokus – omyl Léčivé látky (bylinky), psychotropní látky (opium), psychostimulační látky (listy koky), toxické (kurare) Konec cca 16. st. Iatrochemie: Špatná funkce organismu  změny v chemickém složení Použití prvních synthetických léčiv (anorganické látky – kovy, oxidy, sulfidy, soli) Renesance a rozkvět alchymie Paracelsus: Látky umělé rovnocenné přírodním Význam pozorování a experimentu „…záleží toliko na dávkování, aby nebyl lék žádným jedem.“

Historie léčiv 18. a 19. st.: 20. st.: Isolace řady přírodních látek: Morfin – 1803, Sertürner, opium Chinin – kůra chinovníku První organická léčiva: Diethylether, chloroform, chloralhydrát, antifebrin Salicylová kyselina: 1838 – isolace z vrbové kůry 1874 – Kolbe, Schmidt, průmyslová výroba Knorr – synthesa fenazonu (antipyrin) – 1883 Theorie farmakoforu 20. st.: Prudký rozmach oborů chemie (biochemie, orgnická chemie) 60. léta 20. st. – matematické modely pro návrhy nových léčiv 80. léta 20. st. – 3D modely pro návrhy léčiv Kombinatoriální chemie – chemické knihovny Nanomedicína

Říkanky pro prvky skupiny A I.A: Helenku Líbal Na Kolínko Robustní Cestář Frantík. II.A: Běžela Magda Caňonem, Srazila Balvan Ramenem. III.A: Byl Aljoša Gagarin Indická Tlama? IV.A: Co Si Gerto Snědla, žes Pobledlá? V.A: Náš Pan Asistent Sbalil Biletářku. VI.A: O Slečno, Sejměte Tež Podrprsenku! VII.A: Fluor, Chlor, Brom, Ion, Astat VIII.A: Herbert Nechce Armádní Krasavici Xenii Ranit.

Děkuji za pozornost…