28.2.2010
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
1
28.2.2010
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)
2
28.2.2010
Další řemeslné úspěchy -10000
-9000
-8000
-7000
fermentace
pigmenty
-6000
-5000
zlato
-4000
stříbro
měď
keramika
-3000
-2000
-1000
0
sklo
bronz
železo
starověk mezolit
neolit
chalkolit doba bronzová doba železná
Pigmenty jeskynní kresby hroby v Pernebu, Egypt
~ - 35000 ~ - 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))
3
28.2.2010
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
4
28.2.2010
Jiné příklady řemeslných výrob • Vydělávání kůží • Barvení tkanin • Detergenty • Kosmetika
Barvení tkanin Barviva černé
třísloviny (sumach, kassiová kůra, duběnky) + Fe2+
modré
indigo
červené
purpurové
mořena barvířská (Rubena tinctoria, alizarin), kermes (košenila, karmín - z červce nopálového) antický (tyrský) purpur (z mořského plže ostranky, Murex brandaris) (6,6´-dibromindigo)
Mořidla říční bahno (Al, Fe) kamenec třísloviny soli Fe
5
28.2.2010
Kosmetika parfémy - extrakce (voda, olej) - 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
6
28.2.2010
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
7
28.2.2010
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
8
28.2.2010
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“
9
28.2.2010
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.“
10
28.2.2010
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: – 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
11
28.2.2010
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)
12
28.2.2010
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
13
28.2.2010
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
14
28.2.2010
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
15
28.2.2010
Historie léčiv • Přírodní léčiva: – 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.: – 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
16
28.2.2010
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.
17
28.2.2010
Děkuji za pozornost…
18
