Category Archives: Zajímavosti

Mayská modř

Proč ani po tisíciletích nebledne?

Yvonne K.

Mayská modrá je hádankou pro vědce kvůli svému neobvyklému chemickému složení. Jde o extrémně odolné umělé barvivo, které ani po tisíciletích nebledne a uchovává si svou stálost. Nepůsobí na něj počasí, bakterie, kyseliny ani ředidla.

Mayská modrá je unikátní světle modrý azurový pigment.  Přívlastek mayský dostala kvůli tomu, že ji používali hlavně staří Mayové. Kolorovali s ní nástěnné malby, sochy, keramiku, rukopisy, možná i textil.

Nedávný výzkum také naznačuje, že mayská modř zřejmě hrála důležitou roli i v lidských obětech bohu deště, konaných v mayském městě Chichén Itzá. Vyráběla se přímo na obětním místě a používala se k malování těl obětí před tím, než byli usmrceni. Ve „studni smrti“ v mayském městě Chichén Itzá se z modře obarvených obětí nahromadila na dně čtyřmetrová vrstva pigmentu.

Za tajemstvím chemického složení

První doklady o používání mayské modře pocházejí z doby kolem roku 800. Znalost její výroby ovládali kromě Mayů i jiné kultury předkolumbovské Ameriky, jako třeba Aztékové. Jejími dvěma hlavními složkami jsou rostlinné barvivo indigo a vzácný druh hlíny zvané palygorskite, jejíž struktura se vyznačuje dlouhými mikroskopickými kanálky. Nicméně jak Mayové dosáhli toho, že jejich modř ani léty nevybledla, zůstává pro moderní vědce stále záhadou. O její historii se přitom zajímají od roku 1931, kdy poprvé analyzovali modravou substanci, objevenou při výzkumu Chrámu bojovníků v Chichén Itzá.

Před pár lety vědci z Univerzity ve Valencii detekovali v odebraných vzorcích stopy druhého pigmentu – dehydroindiga, které vzniklo oxidací indiga při vystavení vyšším teplotám. “Indigo je modré a dehydroindigo žluté, takže přítomnost obou pigmentů v různých poměrech zřejmě vysvětluje více či méně nazelenalý odstín mayské modré,” říká vědec Antonio Doménech. Podle něj Mayové pravděpodobně věděli, jak dosáhnout požadovaného odstínu pomocí různých teplot.

Američtí vědci v roce 2008 prohlásili, že kopálská pryskyřice, používaná v kadidle, by mohla být onou třetí tajemnou ingrediencí mayské modře. Vycházeli ze zkoumání jedné mísy, která nesla stopy tohoto pigmentu a která sloužila k pálení kadidla. Část vědců však zůstává ohledně jejich tvrzení skeptická.

Za tajemstvím modře do starého Egypta?

Modrý pigment používali také staří Egypťané. Egyptská modř je vůbec nejstarším umělým barvivem na světě. Objevuje se v hrobě datovaném do doby vlády Kaa, posledního egyptského faraona 1. dynastie (před zhruba 5000 lety).

Vědci zjistili, že egyptský modrý pigment má neobyčejné vlastnosti. Svým složením je egyptská modř podvojný křemičitan mědi a vápníku s chemickým vzorcem CaCuSi4O10. Lidé ve starověku ji vyráběli rozemíláním a zahříváním směsi písku, mědi a natronu, což je dekahydrát uhličitanu sodného. Chemička Tina Salguerová z Georgijské univerzity a její kolegové zjistili, že křemičitan mědi a vápníku v egyptské modři se dá „rozlámat“ na nanoplátky tenké jako tisícina lidského vlasu. Nanoplátky jsou schopné produkovat neviditelné infračervené záření podobné tomu, jaké využívají například dálkové ovladače televizorů. Tento objev by podle vědců mohl vést k vývoji zcela nové třídy nanomateriálů, které by byly velice zajímavé pro pokročilé medicínské i telekomunikační zařízení.

Je tak možné, že se odpověď ohledně tajemného složení mayské modři skrývá ve starověkém egyptském pigmentu?

Tycho Brahe nebyl otráven rtutí

Závěry výzkumu českých a dánských badatelů Příčinou smrti věhlasného dánského astronoma Tychona Braha, jenž na sklonku života působil v Praze na dvoře císaře Rudolfa II., nebyla otrava rtutí, jak dosud naznačovaly některé teorie. Potvrdily to závěry výzkumu dánsko-českého vědeckého týmu, který zkoumal astronomovy ostatky po opětovném otevření jeho hrobky v listopadu 2010. Výsledky intenzivního studia, na němž se podílel i tým prof. Jana Kučery z Ústavu jaderné fyziky Akademie věd ČR, byly publikovány v listopadovém čísle mezinárodního odborného časopisu Archaeometry .

 Smrt Tychona Braha byla obestřena záhadami po více než 400 let. Zemřel 24. října 1601, jedenáct dní po náhlém onemocnění po recepci u Petra Voka z Rožmberka. Vznikla pak řada legend a mýtů o příčinách nečekaného skonu Tychona Braha. Jedna z nejvíce vytrvalých teorií předpokládala, že zemřel na otravu rtutí, kterou požil jako součást svého elixíru, nebo že byl rtutí otráven. Dr. Jens Vellev, archeolog z Aarhus University a zároveň vedoucí zmíněného výzkumného projektu, v této souvislosti uvádí: „Za podezřelého byl označen Johannes Kepler, věhlasný asistent Tychona Braha, v průběhu let pak byla specifikována i řada dalších osob.“ Teorie otravy rtutí získala zdánlivou podporu z několika analýz provedených z dobře zachovaných vousů Tychona Braha, které byly odebrány při prvním otevření hrobky v roce 1901. Jejich část byla o devadesát let později předána velvyslanci Dánského království v Praze a tyto vzorky byly posléze analyzovány v Dánsku a ve Švédsku. „Abychom s jistotou prokázali nebo vyvrátili teorii o otravě rtutí, odebrali jsme v roce 2010 z hrobky Tychona Braha vzorky jeho vousů, kostí a zubů. Zatímco analýzy zubů ještě nebyly dokončeny, výsledky analýz kostí a vousů jsou již hotovy,“ upřesňuje dr. Vellev. Přibližně normální koncentrace rtutiKoncentrace rtuti zjišťovali doc. dr. Kaare Lund Rasmussen z University of Southern Denmark v Odense a tým prof. Ing. Jana Kučery, CSc., z Ústavu jaderné fyziky AV ČR, v. v. i., v Řeži. „Měřili jsme koncentraci rtuti třemi nezávislými analytickými metodami a všechny testy vedly ke stejnému výsledku: Koncentrace rtuti nebyla dostatečně vysoká, aby mohla být příčinou smrti. Výsledky analýzy kostí ukazují, že Tycho Brahe nebyl vystaven vysokým dávkám rtuti v posledních pěti až deseti letech svého života,“ vysvětluje doc. Rasmussen, jenž provedl analýzy vzorků kostí metodou atomové absorpční spektrometrie technikou studených par v Odense. Analýzy vousů byly provedeny v Ústavu jaderné fyziky AV ČR v Řeži metodami radiochemické neutronové aktivační analýzy a protonovou mikrosondou, před několika lety instalovanou na novém urychlovači nabitých částic TANDETRON. „Koncentrace rtuti ve vousech dlouhých cca 2 cm jsou ukazatelem příjmu rtuti přibližně v posledních dvou měsících života Tychona Braha. Obsahy rtuti klesají z hodnot jen mírně vyšších, než jsou normální koncentrace u současné neexponované populace, dva měsíce před smrtí k hodnotám na spodní hranici normálních koncentrací v posledních dvou týdnech před smrtí Tychona Braha,“ říká prof. Kučera. Záhada nosní protézySložení nosní protézy, kterou Tycho Brahe nosil po ztrátě části nosu v souboji v roce 1566, bylo rovněž předmětem spekulací. Předpokládalo se, že byla vyrobena ze slitiny zlata a stříbra. Při otevření hrobky v roce 1901 nosní protéza nebyla nalezena, na zachovalé části lebky, na kůstkách na předním vchodu do dutiny nosní, bylo patrné nazelenalé zbarvení, stopy po korozi protézy. „Když jsme zkoumali ostatky Tychona Braha v roce 2010, odebrali jsme miniaturní vzorky z vchodu do nosní dutiny, jejichž analýzu provedl tým prof. Kučery. Zjistil, že obsahují vysoké koncentrace mědi a zinku ve stejném poměru, což ukazuje, že nosní protéza nebyla vyrobena ze slitiny zlata a stříbra, ale s největší pravděpodobností z mosazi,“ vysvětluje dr. Vellev. Rekonstrukce tváře Tychona BrahaPři zkoumání ostatků Tychona Braha v roce 2010 využil výzkumný tým rovněž možnosti provést vyšetření astronomovy kostry počítačovou tomografií. Lze tak doufat, že se podaří rekonstruovat tvář Tychona Braha z výsledků skenování. Dokumentární filmProjekt výzkumu ostatků slavného astronoma provázel od počátku mimořádný zájem domácích i zahraničních médií. Jeho výsledkem je i hodinový dokumentární film „Záhadná smrt Tychona Braha“, který vznikl v dánsko-švédsko-české koprodukci. Mapuje celý vývoj – od počátečního úsilí dr. Velleva při získávání povolení k otevření hrobky přes provádění analýz v obou laboratořích až k publikaci výsledků výzkumu. Snímek bude nejprve uveden v Dánsku a Švédsku a posléze ho odvysílá i Česká televize. Kontakt:prof. Ing. Jan Kučera, CSc., Ústav jaderné fyziky AV ČR, tel.: +420 212 241 671 e-mail: kucera@ujf.cas.cz Ilustrace: Archiv Astronomického ústavu AV ČR Připravily: Ústav jaderné fyziky AV ČR a Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR

Zdroj: AV ČR, http://www.avcr.cz/sd/novinky/hlavni-stranka/121116-Tycho-Brahe-nebyl-otraven-rtuti.html

Mýdla z Marseille a Ústí

 
Už před staletími Francouzi vynalezli unikátní mýdlo, jehož kvalitu často nepřekonají ani ty nejlepší výdobytky moderní chemie. Značkou marseilleské mýdlo se ale mohou pyšnit už jen čtyři továrny.

Marseilleské mýdlo – zaručený recept na skvrny všeho druhu i mýdlo, které nepodráždí ani jemnou pokožku miminek. Zkrátka univerzální voják na poli hygieny. A také suvenýr, který jde na dračku nejen v Marseille.

Žádné tajnosti

Na výrobu pravého marseilleského mýdla nepotřebujete supermoderní techniku, vystačíte si s málem. Důkazem je nejstarší z továren – La Savonnerie Le Fer à Cheval – založená v roce 1856. „Naše značka je zárukou toho, že dodržujeme tradiční výrobní postup. Používáme výhradně rostlinný olej, nepřidáváme žádné parfémy, barviva nebo konzervanty,“ zdůrazňuje ředitel marseilleské továrny Bernard Demeure.

Dnes tady, stejně jako před sto padesáti lety, používají ty samé ingredience: sodu, mořskou vodu, hydroxid sodný a olej, a to buď palmový nebo olivový – podle toho je pak mýdlo bílé nebo zelené. Marseilleské mýdlo proto poznáte i podle barvy – třeba levandulové už není pravé.

Stejně jako suroviny, ani postup výroby není žádné tajemství. Všechny ingredience jednoduše smícháte a vaříte tak dlouho, dokud nevznikne hustá hmota.

„V 19. století museli ubozí dělníci všechno odnosit ručně, dnes máme naštěstí potrubí, kterým suroviny přivádíme. Princip výroby je ale naprosto stejný. Všechno zahříváme, dokud nevznikne pasta, a tu vaříme dál, dokud se sůl a soda zcela nerozpustí,“ vysvětluje vedoucí výroby Michel Benconi. Po deseti dnech zahřívání se hustá směs nalije do forem, kde pozvolna tuhne.

Ochránci mýdla

Postup výroby se nemění už od roku 1688, který byl pro slávu čisticího zázraku zlomový. Francouzský král Ludvík XIV. vyhlásil zákon, kterým výrobu i složení mýdla striktně upravil. Ovšem zatímco v roce 1924 jej vyrábělo 132 podniků, dnes už jsou jen čtyři.

„My čtyři zbývající výrobci jsme založili sdružení, jehož cílem je ochrana marseilleského mýdla. Existuje spousta padělků a my chceme, aby lidé věděli, co je co,“ vysvětluje Daniel Boetto, ředitel jedné z marseilleských továren.

Na rozdíl třeba od šampaňského totiž neexistuje ochranná značka, a pod názvem marseilleské mýdlo se tak mohou prodávat i pestrobarevné varianty. Čtveřice výrobců ctících tradice proto usiluje o zisk certifikátu geografického určení.

Jak podotýká jedna ze zákaznic: „Jestli se vyrábí v Marseille nebo v Číně, to je zkrátka rozdíl.“ Už jen proto, že nezbytnou složkou výroby je voda ze Středozemního moře. Marseilleské mýdlo je zkrátka pokladem Francie, který už po staletí zbavuje domácnosti špíny a Francouzky prý i vrásek. Možná proto ho zbožňoval už sám Král slunce, Ludvík XIV.

Nejslavnější český jelen

Věděli jste, že slova „čistota půl zdraví“ nejsou prastarým lidovým rčením, ale snad nejslavnějším českým reklamním sloganem? V minulém století byla součástí masivní reklamní kampaně na podporu prodeje české mýdlové legendy – jádrového mýdla s jelenem. Proslulou nažloutlou kostku začal vyrábět řezník Georg Schicht už v roce 1848. A udělal s ní díru do světa. Když v roce 1907 zemřel, zaměstnával jeho rodinný podnik více než dva tisíce lidí v rozlehlé továrně v Ústí nad Labem (dnešní SETUZA) a jeho ústřední produkt byl nejznámějším mýdlem ve střední Evropě.

Kateřina Kálal Kučerová

Historické názvy skupin periodického systému

Velice zvukomalebné byly v době národního obrození také ostatní chemické názvy. Známé chemické prvky byly členěny do skupin nazývaných čeledě. Amerling popisuje následujících 11 čeledí chemických prvků:

  1. prvkové svěživí aneb živoční též rostění, zelenání rostlin, neb bůjení zvířat působící: vodík, uhlík, dusík, kyslík
  2. prvkové švub aneb švubíci těžký dusný opar dadoucí: solík, brudík, chaluzík, kazík
  3. prvkové skliví aneb sklo dadoucí: bledník, křemík
  4. prvkové sířiví aneb k síře podobní: síra, švábel, župel
  5. prvkové otrušiví aneb jedovatí otravující: kostík, otrušík, strabík
  6. kovové olovití snadno rozlévající se: rtuť, kalík, olovo, zynek, ladík, cín
  7. kovové barvovití: měď, chasoník, barvík, zdořík, chvořík, žestík, vandík, nebesník, pelopík, niobík
  8. kovové zvláště magetnost podržující: buřík, železo, ďasík, broník
  9. vrcholové kovů či tak zvané lépokovy: stříbro, palladík, zlato, platík, ruměník, duzík, rusík, voník
  10. prvkové alkaliční čili žíravní: draslík, sodík, japík, merotík, strontík, vápník, hořčík, hliník
  11. prvkové trupelicí aneb trupelíci, také vždy neb hlavně co rozpadavý trupel se mající: sladík, lalík, ytřík, terbík, erbík, nořík, tořík, skrytík, živeník, dvojmocník, věmočík

Zdroje

  • AMERLING, Karel. Orbis pictus čili Svět v obrazích. Praha 1852. Nákladem českého museum, spisů musejních číslo XXXVII. 112 s.

Proč je voda v moři slaná?

Mořská voda je slaná proto, že jsou v ní rozpuštěny různé soli. To je jasné, ale odkud se tyto soli berou?

Na otázku odpověděl Mgr. Jan Kolář, Ph.D. z Přírodovědecké fakulty UK.

Každý kilogram mořské vody obsahuje průměrně 35 gramů solí. Většinu z nich (asi 85 %) tvoří chlorid sodný, tedy dobře známá kuchyňská sůl. Soli v mořích pocházejí z několika zdrojů. Prvním je zvětrávání hornin na pevninách. Když horniny zvětrávají, vyplavují se z nich soli a další látky, které pak řeky odnášejí do moří. Podobně zvětrávají také horniny na mořském dně. Dalším zdrojem jsou výbuchy podmořských sopek. Sopky uvolňují do vody lávu, mořská voda s ní reaguje a rozpouští z ní některé látky.

Voda také proniká do prasklin, které se nacházejí hluboko na dně oceánů v oblastech takzvaných středooceánských hřbetů. Zde jsou horniny horké a často tu vytéká na dno láva. V prasklinách se voda ohřívá, díky tomu mnohem lépe rozpouští soli z okolních hornin a tyto soli se potom dostávají do moří.

V mořské vodě je nejběžnější solí chlorid sodný, protože je velmi dobře rozpustný. Jiné látky se rozpouštějí hůř, proto jich v mořích tolik není. Zvláštní případy jsou vápník a křemík. Řeky přinášejí do oceánů velká množství těchto dvou prvků, ale v mořské vodě je jich přesto málo. Vápník totiž „vychytávají“ různí vodní živočichové (třeba koráli, plži a mlži) a zabudovávají ho do svých schránek nebo koster. Křemík zas používají mikroskopické řasy rozsivky na stavbu buněčných stěn. To jsou tedy příčiny slanosti mořské vody, jak jim rozumíme na současné úrovni vědeckého poznání. Existuje ovšem ještě několik nedořešených otázek. Není například jasné, proč se různé soli vyskytují všude na světě v prakticky stejných poměrech, ačkoliv se slanost (salinita) jednotlivých moří výrazně liší.

Zdroj: http://relax.lidovky.cz/zeptali-jsme-se-vedcu-proc-je-voda-v-mori-slana-f4k-/veda.aspx?c=A150922_115941_ln_veda_ape

Nikl jako alergen

Mnoho předmětů denní potřeby se vyrábí ze slitin různých kovů, mimo jiné i niklu. Předměty z chemicky méně odolných kovů jsou často poniklovány, aby byly odolnější vůči vodě a atmosférickým vlivům. Nikl se využívá i v mincovním průmyslu a při výrobě šperků. V poslední době však bohužel vzrůstá počet alergiků na tento kov; ti pak musejí ze svého okolí odstranit všechny předměty, které tento alergen obsahují.

 Kde všude se vyskytuje nikl

Nikl je příměsí ve slitinách, zabraňuje korozi a prodlužuje životnost výrobků. Je tedy těžké se mu vyhnout. Navíc bývá poniklována řada předmětů přicházejících do styku s pokožkou, případně sliznicí, jako jsou zipy, přezky podprsenek a obuvi, bižuterie, hodinky, holicí strojky, nůžky, zapínací špendlíky, kroužky dírek šněrování bot, kovové obruby brýlí, odznaky, součásti hraček, hudebních nástrojů, nábytku, rukojeti, vodovodní baterie, kovové pracovní nástroje včetně lékařských, zapalovače, klíče, kola a dětské kočárky, injekční jehly a kanyly a mnoho dalších předmětů. Nikl také obsahují mince, implantáty kostních syntéz a náhrad, součásti zubních protéz, další zubolékařské slitiny a nerezové kovy. Zvláště rizikové je ohřívání kyselých potravin v nerezovém nádobí; v této kombinaci se nikl uvolňuje nejvíce.
Malé množství niklu je pro člověka pravděpodobně důležité, nicméně zatím nebyla zaznamenána negativní odezva organismu na jeho nedostatek. Vyšší obsah niklu vykazují luštěniny, zvláště sója, oves, ořechy, kakao, ze zeleniny hlavně špenát. Většinou není nutné tyto potraviny zakazovat, jen u alergiků omezit jejich příjem a konzumaci do jednoho dne.

Niklový ekzém

Přecitlivělost na nikl je hlavní příčinou alergické kontaktní dermatitidy (ACD) po celém světě. Lidé si mohou přivodit zvýšenou citlivost vůči niklu například dlouhodobějším nošením niklových šperků a jeho slitin. U citlivých jedinců způsobí každý další kontakt s niklem velmi rychlou odezvu v podobě kožní vyrážky (dermatitidy) v místě kontaktu. Projevuje se pupínky, které vypadají jako kopřivka nebo mohou mít na vrcholu puchýřky naplněné tekutinou a nesnesitelně svědí, mohou se objevit i strupy či otoky okolní kůže. U velmi citlivých jedinců může kontakt s niklem vést ke vzniku astmatického záchvatu. Takové případy se však objevují velmi zřídka.

V letech 2001–2008 se zkoumala kontaktní přecitlivělost na alergeny pomocí tzv. Evropské standardní sady. Hodnotila se frekvence citlivosti na alergeny v souboru 2 218 pacientů ekzematiků (průměrný věk 44,4 let, 1 531 žen, 687 mužů). Nejvýznamnějším kontaktním alergenem byl síran nikelnatý s 12,7 % jedinců, u kterých se projevily příznaky ACD. Nejčastěji se ACD projevovala u žen (28,3 % žen) ve věkovém rozmezí 21–30 let. Nikl tak zůstává stále nejvíce aktuálním kontaktním alergenem mladých žen.

Měření obsahu uvolněného niklu simulací potu

Předměty obsahující nikl se denně dostávají do kontaktu s lidskou kůží, jejíž povrch bývá často pokryt vlhký potem. Nikl se z předmětů uvolňuje právě díky působení potu. Proto bylo vybráno pět roztoků, které by měly složení potu simulovat. Dětské prsteny byly vystaveny 6 hodinovému, 24 hodinovému a 3 dennímu působení roztoků simulujících svým složením pot. Protože se nikl používá také jako mincovní kov – vyskytuje se hlavně v korunách a dvoukorunách, ale i v jednoeurových a dvoueurových mincích – proto byly mince vystaveny osmihodinovému působení louhovacích roztoků; to simulovalo osmihodinovou pracovní dobu.

Výsledky měření

Z naměřených hodnot vyplynulo, že množství uvolněného niklu, které se pohybovalo v rozmezí 10–40 μg/prsten, závisí na složení louhovacích roztoků, době louhování a velikosti kontaktní plochy. V roztocích obsahujících kyselinu se uvolňovalo větší množství niklu. Větší množství uvolněného niklu bylo také detekováno při delší době působení louhovacích roztoků.
Ze získaných hodnot obsahu niklu ve slinách je patrný větší obsah niklu v ranních slinách (10,3 μg/10 ml slin) než ve večerních slinách (6,61 μg/10 ml slin). Je to způsobeno menší tvorbou slin v noci a ráno, takže sliny setrvávají v dutině ústní delší časový interval a působí na piercing déle.

Při porovnávání naměřených hodnot bylo zjištěno, že z euromincí se uvolňuje větší množství niklu než z českých mincí. To se stává v podmínkách rozšiřování jednotné evropské měny problémem, protože počet lidí trpících ACD vzrůstá. Množství uvolněného niklu také závisí na míře narušení povrchu a opotřebení mince.

 

Autor: Pavlína Pamánková, pavlina.pam@seznam.cz

Proč se ethanol při smíchávání s vodou zahřívá?

Během hydratace se sodný kation (uprostřed) obaluje molekulami vody (červeně... | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

 

Během hydratace se sodný kation (uprostřed) obaluje molekulami vody| foto: Wikimedia Commons

Mísení ethanolu s vodou je vlastně příkladem rozpouštění. Pojďme se tedy podívat, co se děje během rozpouštění – k jakým energetickým změnám při něm dochází. Na otázku odpověděl RNDr. Pavel Teplý, Ph.D., z katedry učitelství a didaktiky chemie z Přírodověděcké fakulty UK.

Začneme trochu ze široka. Pokud smícháme dvě látky, vznikne směs. Látka, která je ve směsi v nadbytku, se obvykle nazývá rozpouštědlo. My si pod tímto pojmem představíme nejčastěji kapalinu, ale může to být i plyn nebo pevná látka. Asi nejběžnějším rozpouštědlem je voda, proto se budeme dále bavit o rozpouštění (plynů, kapalin či pevných látek) ve vodě.

Po přidání látky do vody může dojít ke dvěma situacím: látka se ve vodě buď nerozpouští, nebo rozpouští. Nás zajímá druhá možnost. Jako příklad si vezměme chlorid sodný neboli kuchyňskou sůl. Při rozpouštění probíhají dva děje, jejichž součet má vliv na to, zda se výsledný roztok zahřeje, ochladí, či „neudělá nic“.

Abychom pevnou látku rozpustili, musíme nejdříve rozbít vazby v její krystalové mřížce. K tomu je nutné dodat energii, kterou nazýváme mřížková energie. V případě chloridu sodného musíme dodat asi 776 kJ na 1 mol. (Jeden mol odpovídá zhruba 58,4 g NaCl.)

Druhým významným krokem během rozpouštění je hydratace iontů (či molekul). Při hydrataci dochází k obalení iontu molekulami vody. Molekula vody je takzvaně polární – má částečný kladný náboj na atomech vodíku a částečný záporný náboj na atomu kyslíku. K záporně nabitému iontu (aniontu) se proto voda orientuje kladnými částmi svých molekul, zatímco ke kladnému iontu (kationtu) částmi zápornými.

Při hydrataci se uvolní takzvaná hydratační energie. Odkud se bere? Velmi zjednodušeně lze říci, že hydratací se zvýší stabilita systému, což je spojeno s produkcí energie. Velkou roli při rozpouštění hraje také entropie neboli zjednodušeně míra neuspořádanosti systému.

O tom, zda se během rozpouštění energie celkově uvolní, nebo spotřebuje, rozhoduje rozdíl mezi mřížkovou a hydratační energií. V našem příkladu je mřížková energie NaCl +776 kJ/mol, hydratační energie iontů jsou −381 kJ/mol (pro Cl−) a −390 kJ/mol (pro Na+). Po sečtení nám vyjde, že celková energie je +5 kJ/mol. Znamená to, že na rozpuštění jednoho molu NaCl se spotřebuje 5 000 J energie, což je poměrně málo.

Nemusíme mít tedy strach, že by se nám polévka při solení příliš ochlazovala. Jeden mol NaCl (přibližně 58 gramů) by se nám sice v talíři horké polévky rozpustit podařilo, ale ta by pak určitě nebyla poživatelná. Její teplota by se přitom snížila maximálně o jednotky stupňů Celsia (200 ml o 6 °C za ideálních podmínek).

V případě míchání ethanolu s vodou také dochází k energetickým změnám – mimo jiné i k takzvané objemové kontrakci, kdy je součet původních objemů větší než objem výsledné směsi. Největší energie (teplo) se uvolní, když vznikne asi 7% roztok ethanolu ve vodě. Konkrétně jde zhruba o 800 J/mol, ale ani to nestačí, abychom pocitově zaznamenali zahřátí roztoku. Směs by se za ideálních podmínek ohřála jen o několik desetin stupně Celsia, takže bychom potřebovali tepelně izolovanou nádobu a velmi citlivý teploměr, abychom to vůbec zaznamenali.

Pro srovnání uveďme například hydroxid sodný, který při rozpouštění uvolní 44,2 kJ/mol. Srozumitelně řečeno, 40 g NaOH je schopno za ideálních podmínek (pokud nepočítáme s tepelnými ztrátami) ohřát 100 ml vody až k varu.

Tepelné změny při rozpouštění velmi pěkně ilustrují také pravidlo ředění kyselin. Ve škole jsme asi všichni slyšeli poučku, že se vždy musí lít kyselina do vody, nikdy obráceně. Ale proč?

 

Při rozpouštění hydroxidu sodného ve vodě se uvolňuje velké množství tepla. Na snímku jsou pelety, v nichž se hydroxid sodný obvykle dodává.

 

Pro srovnání uveďme například hydroxid sodný, který při rozpouštění uvolní 44,2 kJ/mol. Srozumitelně řečeno, 40 g NaOH je schopno za ideálních podmínek (pokud nepočítáme s tepelnými ztrátami) ohřát 100 ml vody až k varu.

Tepelné změny při rozpouštění velmi pěkně ilustrují také pravidlo ředění kyselin. Ve škole jsme asi všichni slyšeli poučku, že se vždy musí lít kyselina do vody, nikdy obráceně. Ale proč?

Kyseliny jsou silně polární látky, které při styku s vodou disociují – odštěpují kationty H+. Tyto ionty se ve vodě hydratují, přičemž se uvolňuje velké množství energie ve formě tepla. V případě kyseliny sírové jde o 94,5 kJ/mol, což je asi dvakrát více než při rozpouštění hydroxidu sodného. Jeden mol kyseliny sírové (zhruba 98 g) je tedy za ideálních podmínek schopen ohřát k varu plný hrnek studené vody (přes 200 ml).

Nebezpečí tkví právě v prudkém zvýšení teploty při disociaci. Pokud bychom postupovali opačně a do koncentrované kyseliny přidali trochu vody, došlo by v daném místě k prudkému zvýšení teploty. V malém objemu vody disociuje mnoho molekul kyseliny, uvolní se obrovské množství energie, směs se může začít vařit a vyprsknout do okolí. To v případě silně žíravé kyseliny sírové není vůbec příjemná představa.

Existují ovšem také látky, jež při rozpouštění teplo spotřebovávají. Běžným příkladem je dusičnan amonný, který na rozpuštění jednoho molu potřebuje dodat 25,4 kJ energie. Jinými slovy to znamená, že dusičnan amonný odebírá energii (teplo) vodě, čímž ji ochlazuje. Jeden mol dusičnanu amonného může v ideálním případě ochladit 100 ml vody z 60 °C na nulu. Podobně spotřebovávají teplo při rozpouštění ve vodě i močovina nebo chlorečnan draselný.

Sloučenina hélia a sodíku

Slovenská vedkyňa prispela k príprave prvej stabilnej zlúčeniny hélia so sodíkom

Zlúčenina Na2He bola pripravená pod veľmi vysokými tlakmi. Pri tlakoch nad 113 GPa (1,115 milióna „atmosfér“ –  alebo v tlaku, aký by teoreticky bol v pozemskom mori v hĺbke skoro 12000 km Ide o objav, ktorý zmení definíciu inertnosti (nereaktivity) atómov a pravdepodobne prepíše učebnice.

Prvá vec, ktorú sa stredoškoláci učia na periodickej tabuľke prvkov, sú jej pravidlá. Prvky v tabuľke sú zoradené podľa stúpajúceho atómového čísla, teda podľa narastajúceho počtu protónov v jadre.

Tabuľka sa skladá z osemnástich skupín, poslednou z nich je skupina vzácnych plynov. Tvoria ju hélium, neón, argón, kryptón, xenón a radón. Ide o bezfarebné plyny bez zápachu s veľmi nízkou reaktivitou. Hélium je natoľko nereaktívne, že doteraz neboli známe žiadne jeho stabilné zlúčeniny.

„Pravidlá sú nato, aby sa porušovali“, toto tvrdenie platí, samozrejme, aj v chémii. Medzinárodnej skupine vedcov, ktorej súčasťou bola aj slovenská vedkyňa Zuzana Konôpková, sa totiž podarilo pripraviť prvú stabilnú zlúčeninu hélia, Na2He.

Oblíbené čajové omyly a nepřesnosti

V kávě je kofein, kdežto v čaji je tein (thein).

Rozdíl je pouze terminologický – oba názvy se používají k označení účinných látek v příslušné rostlině. Ty byly pojmenovány v době, kdy ještě nebyly přesně identifikovány a neznala se jejich struktura, teprve později se zjistilo, že oba názvy označují stejnou chemikálii. Označení kofein je preferováno.

Při zpracování čaje dochází k fermentaci.

Ve většině případů ne. Fermentace je označení pro proces kvašení, což je přeměna způsobená mikroorganizmy. Při výrobě běžných druhů čaje však probíhá čistě chemická, enzymaticky podmíněná oxidace a přítomnost mikroorganizmů je nežádoucí.
Jediná výjimka je shu pu-erh, tmavý pu-erh, jehož receptura používá i mikroorganizmy jako jsou kvasinky nebo laktobacily. Cílem je uměle a především rychle navodit chuť a vůni podobnou těm nejvyzrálejším sheng (zeleným) pu-erhům.

Čaj obsahuje taniny / třísloviny.

Velmi sporné tvrzení. Ano, mám-li být přesný. Jenže velmi málo, spíš nepatrně. A to co každý za třísloviny považuje, trpké a svíravé (adstringentní) látky v čaji – to nejsou třísloviny, ale katechiny.

V rostlinách se vyskytuje velká skupina látek s nejrůznějšími vlastnostmi, které spojuje složení – obsahují jednu nebo více fenolových skupin (proto se také jmenují polyfenoly). Ty mají řadu podskupin, pro nás je důležitá jedna z nich – flavonoidy. Bližší pohled na flavonoidy ukáže opět řadu podskupin, a opět nás zajímá hlavně jediná – flavanoly neboli katechiny. Ty a jejich odvozeniny tvoří v čaji až 30%. Jsou sice trpké a svíravé, ale mezi třísloviny nepatří.

Třísloviny neboli taniny jsou látky, které srážejí bílkoviny a odpradávna se využívaly k vydělávání kůží na usně. Rostliny je produkují jako obranné látky proti patogenům, býložravcům a nepříznivým přírodním podmínkám. Jméno získaly podle jedné z nejdéle známých tříslovin – taninu (kyseliny tříslové), získávaného z dubové kůry. Ta v čaji samozřejmě není, nejde zrovna o lahodnou ani zdraví neškodnou látku. Chemicky mají třísloviny společnou hlavně příslušnost k polyfenolům. Protože jsou vymezeny svou vlastností (srážení bílkovin) a nikoliv chemickou strukturou, může se v rámci polyfenolů jednat o nejrůznější typy sloučenin. Jedním typem jsou kondenzované třísloviny, které se skládají ze dvou nebo více základních jednotek, mimo jiné – a teď už se dostáváme k jádru věci – flavonoidů, vázaných specifickým způsobem.

Potíž spočívá v tom, že tyto flavonoidy se jako samostatné jednotky nacházejí v čaji ve velkém množství, dokonce vytvářejí určité sloučeniny, obsahující jednotek více, a tím vykazují značnou podobnost s kondenzovanými tříslovinami, včetně trpkosti. Nicméně bílkoviny nesráží a tudíž to třísloviny nejsou. Malé množství čajových flavonoidů navíc skutečně pravé třísloviny vytváří. Když tedy všechny svíravé látky v čaji označíme za třísloviny / taniny, pak se dopouštíme chyby, neboť zdaleka největší skupina látek – katechiny – mezi třísloviny nepatří. Kromě toho jsme sváděni k záměně za „tanin“ – kyselinu tříslovou, která v čaji naštěstí není (o záměně za směs různých tříslovin pro kožedělný průmysl, prodávané pod obchodním jménem „tanin“ ani nemluvě).

V literatuře běžně najdeme celé spektrum tvrzení, od „taniny v čaji nejsou“ až po „obsah tříslovin se mění během zpracování čaje“, což je právě důsledek nejasnosti výkladu. Autoři prvního tvrzení mohou myslet kyselinu tříslovou nebo taniny ve smyslu činidel na vydělávání kůží (historický základ), autoři tvrzení druhého zase mohou mít na mysli katechiny nebo látky podobné kondenzovaným tříslovinám, obsažené v čaji. Jen málokdy budou myslet skutečné třísloviny. Protože výše uvedené rozpory jsou matoucí a zavádějící, doporučuji vyhýbat se použití slov „třísloviny / taniny“ a používat výraz čajové polyfenoly, případně jejich podrobnější určení (polyfenoly – flavonoidy – katechiny).

Trpkou a svíravou chuť čaje způsobují třísloviny / taniny / způsobuje tanin.

Velmi časté, ale chybné tvrzení. Svíravost čaje způsobují především čajové polyfenoly – flavonoidy, konkrétněji katechiny, nikoliv třísloviny. Ty sice také mají svíravou chuť, ale jsou určeny jinou vlastností – srážejí bílkoviny, což o katechinech neplatí.

V konkrétním významu pojem tanin označuje kyselinu tříslovou, ester kyseliny gallové a glukózy, která se v čaji rozhodně nevyskytuje. Typicky jej nacházíme v dubové kůře.

Svíravou chuť způsobuje u obou druhů sloučenin jejich reakce s ochrannými proteiny slin. Ty jsou tím denaturovány, svou funkci ztrácí a sliznice „drhnou“. Výsledné komplexy látek s proteiny jsou pravděpodobně také vnímány na jazyku a měkkém patře, čímž přispívají celkovému pocitu.

V černém čaji je víc kofeinu, proto je silnější.

Nikoliv nutně. Ano, chemickými procesy při výrobě černého čaje kofeinu přibývá, ale protože celkové množství závisí na stáří listu, podnebí, půdě aj. a mezi druhy čaje značně kolísá, běžně najdete zelený čaj kofeinovatější než čaj černý.

Wu Wejův zápisník

 

Jak freony likvidují ozonovou vrstvu?

Ozonová vrstva chrání život na Zemi před škodlivým ultrafialovým zářením ze Slunce. Když proto vědci v 70. letech minulého století zjistili, že se ztenčuje, bylo nutné tenhle průšvih rychle řešit.

 

Na otázku odpověděl Mgr. Jan Kolář, Ph.D., a doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D. z Přírodovědecké fakulty UK.

 

Ozonová vrstva se nachází asi 20–40 kilometrů nad zemským povrchem. Koncentrace ozonu, tedy tříatomových molekul kyslíku (O3), je zde mnohonásobně vyšší než jinde v atmosféře.

Ozon výborně pohlcuje energetičtější – a nebezpečnější – složku ultrafialového záření s vlnovou délkou kolem 300 nanometrů. Nás i ostatní organismy tím chrání před jeho nežádoucími účinky.

Během 70. let minulého století přinesli vědci důkazy, že atmosférického ozonu celosvětově ubývá. V roce 1985 pak byla objevena „ozonová díra“ nad Antarktidou, kde se koncentrace O3 na jaře pravidelně snižovala o více než polovinu. Pátrání po viníkovi tohoto poklesu jasně ukázalo na člověka. Přesněji na člověkem vyráběné freony – uhlovodíky s jedním nebo dvěma atomy uhlíku, v jejichž molekulách jsou atomy vodíku nahrazeny fluorem či chlorem.

Pro svou stálost, nereaktivnost a těkavost se freony masově používaly třeba jako nosné  plyny v tlakových sprejích nebo chladicí média v ledničkách. Bohužel ale vyšlo najevo, že zatímco v běžných podmínkách jsou stálé, vysoko v atmosféře to vůbec neplatí.

Chemické reakce v ozonové vrstvě jsou komplikované, nicméně hlavní mechanismus jejího ničení je následující:

  • Z molekuly freonu (například CCl3F) se účinkem ultrafialového záření odštěpí atom chloru neboli chlorový radikál.

Termínem radikál označujeme v chemii atom či molekulu s nepárovým elektronem. Radikály bývají velmi reaktivní – pro elektron je totiž energeticky výhodnější se spárovat, takže se snaží co nejrychleji najít „kamaráda do dvojice“ a vytvořit vazbu.

  • Chlorový radikál reaguje s ozonem za vzniku velmi nestálého oxidu chlornatého a běžného dvouatomového kyslíku:

Cl· + O3 → ClO· + O2

(Při zápisu vzorců značíme nespárovaný elektron v radikálu tečkou.)

  • Oxid chlornatý (ClO·) pak reaguje s druhou molekulou ozonu. Vytvoří se dvě molekuly kyslíku O2 a chlorový radikál:

ClO· + O3 → 2 O2 + Cl·

  • Chlorový radikál může reagovat s dalším ozonem a celý cyklus se opakuje, dokud se Cl· nespojí s nějakým jiným radikálem. Této reakci říkáme rekombinace. Nepárové elektrony dvou radikálů se při ní spárují do chemické vazby a vznikne molekula, která už je mnohem méně reaktivní.

Než ale k rekombinaci dojde, stihne jediná molekula freonu zničit až 100 000 molekul ozonu. V podstatě katalyzuje jejich přeměnu na dvouatomový kyslík (O2). Vědecké důkazy o nebezpečnosti freonů naštěstí přiměly světové politiky, aby se problémem ozonové vrstvy zabývali. V roce 1987 podepsalo 46 zemí takzvaný Montrealský protokol.

Zavázaly se, že postupně přestanou vyrábět i používat freony a nahradí je látkami, které nepoškozují ozonovou vrstvu. V dalších letech se potom k protokolu připojily všechny ostatní členské státy OSN. Díky tomuto celosvětovému úsilí přestaly koncentrace ozonu klesat a máme reálnou šanci, že se zvolna vrátí na původní hodnoty. Ještě to však potrvá desítky let, protože freony se v ozonové vrstvě odbourávají velice, velice pomalu.

Zdroj: http://relax.lidovky.cz/zeptali-jsme-se-vedcu-jak-freony-likviduji-ozonovou-vrstvu-pqs-/veda.aspx?c=A160718_120937_ln_veda_ape