zde

unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 1
E
I
M
E
CH M
E
L
O
K´
NAS
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 3
Milí studenti, školáci
a fanoušci chemie,
věděli jste, že žvýkačky mají stejný základ
jako pneumatiky? Že punčocháče jsou vlastně
z ropy? Pokud se chcete dozvědět víc, začtěte
se do „Chemie kolem nás“. Určitě narazíte na
spoustu zajímavých věcí. Kromě toho, že se
s takovými poznatky dá parádně machrovat při
různých kvízech a soutěžích, budete určitě překvapeni, kde všude se s ropou setkáte.
Pokud vás čtení zaujme, proč se nezamyslet
nad studiem chemie? Jak už víte z Facebooku
a webu Zažij chemii, nejde o obor pro brýlaté
vědátory ani mužné vědkyně. Je to zábava, je to
zajímavé a navíc jsou specializované obory
v kurzu – najít dobré uplatnění bude daleko
snazší!
Unipetrol podporuje studenty chemie
VŠCHT Praha, pro studenty EDUCHEMU na
Ústecku chystáme sérii exkurzí a akcí, potkáváme se na stánku Zažij chemii při chemických
a vědeckých jarmarcích. Snažíme se Vám ukázat, že chemie je věda, se kterou není nuda. Tak
se k nám připojte a „Zažijte chemii“ :-)
Váš
UNIPETROL
V dnešní době je slovo „chemie“ často nelichotivě spojováno s něčím, co je umělé, nepřírodní nebo dokonce pro člověka nezdravé
a nebezpečné. Když se ale rozhlédneme kolem
sebe, jen málokterý výrobek by mohl vzniknout
bez jejího přispění a jen málokdo by si život bez
ní mohl představit. To, že něco vzniká v umělém
prostředí pod dohledem člověka, neznamená,
že to bude méně kvalitní nebo méně hodnotné.
Molekula vitaminu C vyrobená v laboratoři bude
vypadat stejně jako ta obsažená v citronu, jen
nebude mít tak hezké „bio“ balení.
Velká skepse v nás převládá především, když
se zabýváme chemií ropy. Ropu si spojujeme
s penězi, s mocí, s válkami nebo se znečišťováním životního prostředí. Jako její produkty vidíme benzin, naftu nebo asfalt, a přestože se
stále pohoršujeme nad výfukovými plyny, vlastnictví auta si odepře málokdo. Chemie a produkty ropy jsou však mnohem rozmanitější.
Zasahují snad do všech odvětví lidské činnosti
ať už v podobě výchozí látky, přísady nebo samotného výrobku. Skoro by se dalo říct, že se jí
nedá uniknout, ani kdybychom chtěli. Postřiky
a hnojiva pomáhají naší úrodě. Léky, dezinfekce
a anestetika prodlužují naše životy. Všudypřítomné plastové lahve se přeměňují na funkční
oblečení. Lepidla, rozpouštědla a maziva jsou
naším každodenním pomocníkem v dílně. A tak
bychom mohli pokračovat opravdu dlouho.
Ne všechny produkty ropy nám samozřejmě
pomáhají a některé z nich se již dokázaly černě
zapsat do naší historie. Některé úmyslně jako
bojové látky v průběhu válek a některé neúmyslně například v podobě postřiků, jejichž
dopad byl na lidské zdraví i přírodní ekosystém
drtivý. Je však důležité si uvědomit, že to není
chemie ani ropa, kdo za to může, ale jen člověk.
Tato brožura se aspoň zčásti snaží přiblížit
rozmanitý svět výrobků získávaných za pomoci
ropy. Svět, který by bez jejího přispění byl určitě
úplně jiný, než jaký jej dnes známe.
Ing. Ctibor Škuta
PhD. student VŠCHT
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 4
Airbag
Airbag je dnes jedním ze základních bezpečnostních prvků každého osobního automobilu. Asi
málokdo z nás si dokáže představit
obrovskou rychlost, se kterou dochází k jeho expanzi, a také asi málokdo ví, že se dnes už k jeho
naplnění nepoužívá vzduch, přestože by tomu jeho název napovídal
(airbag = vzduchový pytel).
Airbag si v roce 1953 nechal patentovat
americký průmyslový inženýr John Hetrick. Při
jeho vynalézaní se opíral o své zkušenosti
z námořnictva, kde se stlačený vzduch používal k vystřelování torpéd. Přestože Hetrick
spolupracoval s předními americkými automobilkami, žádná z nich jeho nápad nerealizovala. Jedním z hlavních problémů byla rychlost
nafouknutí, která při použití stlačeného vzduchu nebyla dostačující, a také způsob zjištění
nárazu automobilu.
Průlom přišel v roce 1968, kdy Allen Breed
zkonstruoval nový detektor nárazu. Ten se skládal z tuby, ve které byla magnetem přichycena
kovová kulička. Při dostatečně rychlé změně
rychlosti dojde k jejímu uvolnění, pohybu a sepnutí obvodu, který iniciuje naplnění airbagu.
Breed také poprvé použil místo stlačeného
vzduchu azid sodný.
Azid sodný je toxická pevná látka (NaN3)
a v airbazích se využívá reakce jeho rozkladu. Ta
je iniciována elektrickým výbojem, při kterém
04
dojde k zahřátí na teplotu přibližně 300 °C
a azid se rozloží na sodík a dusík. Přeměnou
pevné látky na látku plynnou dojde k velmi
rychlému nárůstu objemu a airbag vystřelí ven
rychlostí přes 300 km/h. Sodík se dále reakcemi s dusičnanem draselným (KNO3) a oxidem křemičitým (SiO2) přeměňuje na
bezpečné silikátové sklo (Na2O3Si).
Aby byl airbag schopen zabránit zranění při
nárazu řidiče do volantu nebo skla, musí k jeho
naplnění dojít v intervalu cca 40 milisekund.
K tomu všemu se ve chvíli kontaktu lidského
těla s povrchem airbagu plyn již musí opět vypouštět, jinak by byl dopad neuvěřitelně tvrdý.
To je hlavní důvod, proč je používání airbagu
podmíněno zapnutím bezpečnostního pásu,
který člověka zpomalí, a ke kontaktu dojde
ve správnou chvíli. Tak tomu však vždycky nebylo. Airbag byl ve svých začátcích v 70. letech
v USA inzerován jako náhrada za bezpečnostní
pás. Většina Američanů navíc pás stejně nepoužívala. K podmínce použití airbagu v kombinaci s pásem vedlo až několik smrtelných
nehod, z nichž u některých byl airbag uveden
jako hlavní příčina smrti.
Airbagy se používají nejen v automobilech,
ale například i v letadlech, kde se objevily dokonce dříve, v helikoptérách anebo jako prostředek pro zmírnění dopadu při přistávání
vesmírných sond. V roce 2006 firma Honda dokonce představila první sériově vyráběný motocykl z řady Gold Wing vybavený airbagem. Její
detektor nárazu umí rozlišit více druhů kolizí a
rozhodnout, kdy jej použít a kdy ne.
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 5
Anestetika
Anestetika nám dopřávají pohodlí
zaspání většinou nepříjemných zásahů do našeho těla, a tak se místo
bolestivé agónie a pohledu do svého
„nitra“ probouzíme již po zákroku
se spravenou nohou, vyndaným slepým střevem nebo třeba většími ňadry.
Záznamy o pokusech provedení celkové
anestezie (uspání) se datují už do dob Sumerů
či Babyloňanů, kteří za tímto účelem používali
opiáty z mléka nedozrálých makovic. Používal se
také extrakt z kořene mandragory. Například
i Hypnos, bůh spánku ve starobylém Řecku, byl
často zobrazován s nezralým mákem v rukách.
Samozřejmě se využívalo halucinogenních
účinků konopí a dalších bylin.
Otcem anestezie je nazýván Henry Hill Hickman. Ten na počátku 19. století experimentoval
s oxidem uhličitým. Testy, které nebyly příliš humánní, prováděl na zvířatech. Objekt nejprve oxidem uhličitým uspal tak, že ho skoro udusil, a
citlivost poté testoval oddělením některé z jeho
končetin.
Poté už přišlo na řadu první dodnes používané
anestetikum (v některých ze zemí třetího světa) ether (diethylether, (H3C-CH2)2O). Poprvé byl oficiálně použit v roce 1842 při vytrhávání zubu. Při
operaci, odstranění nádoru, jej však jako první použil chirurg Crawford Williamson Long. Ether se
poté stal postupně jedním z nejpoužívanějších
anestetik na světě. Na nějaký čas jej vytlačil chloroform, který byl poprvé použit v roce 1847 v Edin-
burghu a hlavně po Evropě se velmi rychle rozšířil
kvůli rychlejšímu navození spánku. K rychlému odklonu došlo na počátku 20. století, kdy byly odhaleny jeho nežádoucí účinky na lidský organismus.
Chloroform totiž způsobuje velmi silnou srdeční
arytmii. Přesto je však nejčastějším prostředkem
k uspávání obětí na filmovém plátně. V takovém
případě postava hned po pár prvních vdechnutích
bezvládně upadá do hlubokého spánku. Ve skutečnosti jsou však jeho účinky mnohem pomalejší.
Člověk by jej tak musel vdechovat několik minut,
aby ztratil vědomí. V dnešní době plní především
roli velmi dobrého organického rozpouštědla.
Chloroform (trichlormethan, CHCl3) se původně vyráběl reakcí chlornanu vápenatého
s ethanolem nebo acetonem (získávány ze základních produktů ropy – ethylenu a propylenu).
Dnes se již vyrábí zahříváním směsi chloru a methanu na teplotu 400-500 °C. Výsledná směs
různě chlorovaných methanů se následně odděluje procesem destilace. Diethylether se vyrábí
z ethanolu reakcí s kyselinou sírovou.
Dvacáté století přineslo řadu anestetických látek
a zavedené způsoby jejich aplikace – plyn, který vychází z odpařovače do dýchacích cest pomocí
masky, a nitrožilní aplikace. Nejpoužívanějším inhalačním anestetikem je patrně sevofluran
(CH2FOC3HF6), jejž limituje hlavně jeho cena. Mnohem známější bude nitrožilně aplikovaný barbiturát
(derivát kyseliny barbiturové) thiopental sodný (sodium pentothal). Při operaci se však látky používají
většinou kombinovaně. Jedna na počáteční uspání
a druhá na udržování spánku. Thiopental je také doporučovaným anestetikem při eutanazii.
05
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 6
A
GramofonoV´
deska
Gramofonová deska, jeden z nejstarších zvukových nosičů, který je
s námi již od konce 19. století, se
stále točí. Zatímco nejmladší generace prakticky pomalu ani neví, jak
vypadá audiokazeta a kompaktní
disky jsou velkou měrou nahrazovány digitální formou distribuce,
prodej „elpíček“ v posledních deseti letech strmě roste.
Gramofonová deska vyrobená v roce
1888 měla nahradit válečky, které sloužily
jako zvukové nosiče u fonografu vynalezeného v roce 1878 Thomasem Alvou Edisonem. Fonograf byl ve své době prvním
přístrojem, který byl schopný zvuk nahrávat
i reprodukovat. Jeho předchůdce, fonautograf, uměl zvuk jen graficky zaznamenávat na
list papíru za účelem jeho vizuální analýzy.
Vynálezcem gramofonu byl Američan s německými kořeny, Emile Berliner. První desky,
které se dostaly do prodeje v roce 1889 (a to
pouze v Evropě), měly v průměru 15 cm. Byly
přehratelné jen na ručně poháněných přístrojích a sloužily tak spíše jako kuriozita.
Oproti audio válečkům pokulhávala také kvalita zvuku, ta se však s vývojem použitého
materiálu a novými výrobními postupy rychle
zlepšovala.
Materiál, ze kterého byly původní gramofonové desky, se samozřejmě výrazně lišil od
toho dnešního. Tenkrát se skutečně ještě
06
nejednalo o desky vinylové. První z nich byly
vyráběny ze směsi šelaku (živice, získávaná
z výměšků červce lakového), na prach rozdrceného kamene (minerální plnidlo), vláken
bavlny a uhelných sazí. Bez nich desky měly
hnědou barvu a podle výrobců nebyly tak
atraktivní. V průběhu času se však neměnil
jen výrobní materiál, ale také velikost desek
a hustota zvukového záznamu. Z toho vyplývala i různá rychlost otáčení při jejich přehrávání (hustota zvuku se zvyšovala a
rychlost otáčení snižovala). Dnešní nejběžnější LP desky (long play, dlouhohrající) opisují obvod kruhu rychlostí 33 a 1/2 otáčky
za minutu. Za tuto dobu mohou přehrát 45
minut záznamu.
Nejznámější vinylové desky přišly ve 30.
letech 20. století, ale prosadily se až několik
let po válce. Od té doby se staly nejpoužívanějším hudebním nosičem, který vytlačil až
rozmach kompaktních disků (compact disc,
CD) na konci 80. let. Avšak zatímco prodejnost CD prudce klesá, prodeje klasických
desek se za posledních deset let několikrát
znásobily. To je zásluhou jejich velké obliby
mezi DJů i a také mezi sběrateli, kteří na jejich kvalitu zvuku nedají dopustit.
Vinyl (v tomto případě polyvinylchlorid,
PVC) je po polyethylenu (PET) druhou nejpoužívanější umělou hmotou na Zemi. Vyrábí se polymerací vinylchloridu (CH2CHCl),
jehož prvotním prekurzorem je ethen
(C2H4). Ten ve velkém množství produkuje
také skupina Unipetrol.
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 7
Herbicidy
Každý správný zahrádkář udržující si svou zahrádku se stará o to,
aby na ní rostlo to, co on sám chce,
a na místech k tomu určených. Nenáročné rostliny, především pak
různé trávy, se však uchytí prakticky všude, kde to podmínky dovolí. Při tomto nikdy nekončícím
boji zaujímají herbicidy svou nezastupitelnou roli.
Jak už samotné slovo herbicid napovídá
(herba, lat. rostlina), jedná se o pesticid určený k likvidaci nežádoucích rostlin. Látky
odstraňující veškerou ošetřenou zeleň jsou
známy odnepaměti (např. sůl), avšak člověka
samozřejmě zajímají především herbicidy selektivní, tedy ty, které působí jen na vybrané
druhy rostlin. Hlavním zástupcem této třídy
herbicidů je dodnes velmi hojně používaná
kyselina 2,4-dichlorfenoxyoctová (2,4-D).
Její výroba není nákladná, tato vzniká konkrétně chlorací fenolu, který je produktem
aromatického uhlovodíku kumenu (isopropylbenzenu), jedné ze složek surové ropy.
Selektivita je často způsobena jen množstvím a koncentrací použité látky, což znamená, že menší dávky jsou schopny zničit
plevelné trávy, ale zamýšlenou úrodu neovlivňují. Mechanismus likvidace rostliny je
pak založen na narušení některého z životně
důležitých procesů (například blokace enzymu při fotosyntéze). Při vynalézání herbi-
cidů se však chemické společnosti nezaměřují jen na samotné účinné látky, ale jdou jim
naproti také šlechtěním odolnějších rostlin.
Dva stejné druhy tak mohou na konkrétní
látku reagovat úplně jiným způsobem.
Vzhledem k okolnostem vzniku mnoha
dodnes používaných herbicidů nemůže být
divu, že některé z nich byly od dávných dob
zneužívány při válečných konfliktech. Již
kolem roku 150 př. n. l. Římané během punských válek údajně rozsévali sůl na kartágská
pole, aby zničili současnou i budoucí úrodu.
Ve válečných konfliktech dvacátého století
se proslavil především americký Agent
Orange, což bylo kódové označení pro směs
dvou herbicidů – již zmíněné kyseliny 2,4-dichlorfenoxyoctové a 2,4,5-trichlorfenoxyoctové (2,4,5-T). Agent Orange byl rozprašován
v průběhu války ve Vietnamu za účelem zničení místní divoké vegetace.
Při výrobě kyseliny trichlorfenoxyoctové
naneštěstí vznikal jako vedlejší produkt velmi
jedovatý dioxin (2,3,7,8-tetrachlordibenzo-pdioxin, TCDD). Právě ten je příčinou postižení
mnoha amerických válečných veteránů, kteří
se této války zúčastnili. Podobnou stopu však
Agent Orange zanechal také u nás. Obsažená kyselina 2,4,5-T byla totiž vyráběna
i v chemičce Spolana v Neratovicích. Dioxiny
postupně zamořily několik objektů a ty musely být v roce 1968 plně zapečetěny. 55 ze
78 pracovníků bylo hospitalizováno, 4 z nich
nakonec zemřeli. Sanace postižených budov
byla dokončena až v roce 2009.
07
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 8
Hnojiva
Sousloví „něco pohnojit“ v běžné
mluvě znamená „udělat něco špatně“
nebo „něco úplně zkazit“, avšak již při
zběžném prozkoumání jeho logiky
bychom si měli uvědomit, že by jeho
význam měl být opačný.
Hnojiva jsou sloučeniny nebo přesněji řečeno
směsi sloučenin, které přidáváme do půdy proto
aby rostliny měly látky potřebné ke svému růstu.
Význam na začátku zmíněného sousloví by tak
měl vyjadřovat spíše podporu (to samozřejmě
v případě, že slovo „pohnojit“ odvodíme od slova
„hnojivo“ a ne slova „hnůj“, a že pohnojením vyjádříme „přidání hnoje do půdy“ a ne “přidání
hnoje na právě vyprané bílé prostěradlo”).
Víme, že účelem hnojení není zásobování
rostlin energií. Energii si rostliny vyrábějí samy procesem fotosyntézy, který je základním kamenem
udržení života na planetě Zemi. Hnojiva tedy podporují správnou funkci látkové výměny a starají se
o vývin rostliny ve všech fázích jejího života (klíčení,
růst rostliny, vznik květů, zrání plodů i semen).
Průkopníkem v oblasti hnojení rostlin byl slavný
německý chemik Justus von Liebig, který stál
v 19. století u zrodu zemědělské chemie. Ten z
rozboru sloučenin, které se nacházejí v rostlinném
těle, zjistil, že hlavními složkami potřebnými k jeho
růstu jsou dusík, fosfor a draslík (jsou zde samozřejmě i další). Jeho rozbory půdy také poukázaly
na to, že k doplňování těchto živin do hlíny nestačí
jen zúrodňování hnojem živočišného původu.
Bylo tak zavedeno nové odvětví výroby a rozvoje
08
průmyslových hnojiv. Von Liebig také formuloval
velmi známý zákon minima, který říká, že rostliny
jsou životně závislé na tom prvku, který je v jejich
životním prostředí obsažen nejméně, skupina je
tedy tak silná jako její nejslabší člen.
Převrat ve výrobě hnojiv přišel na počátku 20.
století, kdy německý fyzikální chemik Fritz Haber
přišel na způsob levné výroby amoniaku (čpavku,
NH3) katalytickým slučováním vodíku a dusíku. Až
do této doby byla totiž výroba dusíkatých sloučenin poměrně nákladnou záležitostí. Za svůj objev
dostal Haber v roce 1918 Nobelovu cenu. Nový
způsob výroby čpavku se velmi rychle rozšířil. Bohužel se primárně jednalo o jeho využití pří výrobě
chemických zbraní v první i druhé světové válce.
Poté, co válčení ustalo, tak továrny vyrábějící amoniak pro boj s nepřítelem pokračovaly v jeho výrobě, avšak již za účelem zúrodňování půdy.
Sloučeniny dusíku, fosforu a draslíku jsou
dnes základem každého přípravku pro výživu
rostlin. Především obrovskou potřebu dusíkatých sloučenin dokumentuje fakt, že v roce
2003 bylo 83 % vyrobeného amoniaku použito k hnojení půdy. Toto nadměrné užívání
hnojiv nevede však jen k rychlejšímu růstu a
větším plodům. Rostliny jsou schopny zužitkovat jen určité množství dodávaných látek.
Zbylé dusíkaté sloučeniny pak mohou způsobit kontaminaci spodních vod a úhyn vodních
živočichů. Na rozdíl od lidí ryby a obojživelníci
postrádají aparát pro přeměnu amoniaku na
tělu bezpečnou močovinu (diamid kyseliny
uhličité (NH2)2CO) a i v malých koncentracích
je pro ně toxický.
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:50 Stránka 9
´
I
N
T
k
a
p
Kom
disk
Kompaktní disk sice může vypadat tak trochu jako mladší bratr gramofonové desky, avšak společný
mají jen tvar a skutečnost, že oba
dva jsou audionosiče. Způsob záznamu i reprodukce se samozřejmě
diametrálně liší a stejně tak materiál i technologie, kterou se vyrábí.
Kompaktní disk (compact disc, CD) byl evolucí technologie laserového disku (laser disc, LD),
který představila v roce 1976 firma Sony. Laserový disk byl vyroben jako filmový nosič a přestože nabízel oproti populární videokazetě delší
nahrávací čas (150 minut) a větší kvalitu, nikdy
nedošlo k jeho masovému rozšíření. To především kvůli ceně přehrávačů i samotných médií,
které byly pro většinu lidí moc drahé. Na jeho základech byl však vyvinut a v roce 1982 také odhalen kompaktní disk.
Hlavním rozdílem oproti velmi populární gramofonové desce byl digitální záznam i reprodukce hudby. To znamená, že na CD již zvuk není
vyrýván a poté čten hrotem, ale je převáděn do
formy čísel. Konkrétně nul a jedniček, které jsou
na povrch vypalovány laserem (nula je prázdné
místo a jednička vypálené). Jedna sekunda
zvuku v této formě vyžaduje přes milion pozic
(bitů), což znamená velmi hustý zápis dat a také
velmi rychlé čtení (točení) média. To se pohybuje
v závislosti na aktuální vzdálenosti od středu CD
při čtení – 500 otáček za minutu u středu a 200
na okraji (může však být i rychlejší). O to se stejně
jako o zápis stará laser, který čte data na základě
měření změny intenzity světla při odrazu od reflexní vrstvy. Ta se liší pro místa prázdná (nuly) a
místa vypálená (jedničky).
Kompaktní disk se skládá z několika vrstev.
Základem je plastová „placka“ vyrobená z polykarbonátu, na kterou se nanáší tenká vrstva hliníku (vzácně zlata). Ta ji dělá reflexní a slouží
k záznamu dat. Dále je tenká vrstva laku, která
nejdůležitější kovovou vrstvu chrání, a úplně nahoře
se může nacházet vrstva s grafickým potiskem.
Polykarbonáty jsou skupinou termoplastických polymerů – termoplastů (tvarování při zvýšené teplotě). Mají dobré optické vlastnosti a jsou
tepelně i mechanicky odolné. Jejich název byl
odvozen od karbonátových (uhličitanových) skupin (-O-(C=O)-O-), které spojují monomerní jednotky do řetězce. Dále se používají například
k výrobě displejů, brýlí nebo nádobí. Jako u většiny plastů je primárním zdrojem výchozích látek
polykarbonátů ropa.
Přestože bylo „cédéčko“ původně vyrobeno
jen za účelem záznamu hudby, stalo se ve své
době jedním z hlavních médií pro ukládání dalších dat v digitální podobě (filmy, software). Na
této pozici jej později nahradilo velmi podobné
DVD (digital versatile disc), které se liší hlavně
hustotou dat a použitým laserem. V posledních
letech nahrazuje fyzická média digitální distribuce
hudby, filmů i softwaru přes internet, k přenášení
dat se zase primárně používají flashdisky nebo
externí pevné disky. Od vrcholu v roce 2000 se
prodej hudebních CD snížil o polovinu, avšak
stále se jedná o desítky miliard kusů ročně (200
miliard celosvětově v roce 2007).
09
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 10
ˇka
LednIC
Nechybí skoro v žádné domácnosti
a je cílem našich četných návštěv, ať
už přes den nebo uprostřed noci. Potraviny udržuje čerstvé a pivo chladné
i v parných letních dnech. Ledničku
má prostě každý rád.
Před vynálezem současné ledničky se
k chlazení potravin používaly dobře izolované
skříně, ve kterých se nízká teplota udržovala klasickým ledem. Nejprve přímo v prostoru s potravinami, později se vyráběly dvouplášťové
skříně, kde se led sypal do dutiny mezi vnějšími
vrstvami. Led postupně tál a voda byla odváděna výpustí ve dně. Ještě v první polovině 20.
století byla běžná práce ledaře, který rozvážel
kusy ledu do hospod, pivovarů a jiných zařízení.
V Čechách je dodnes velmi známý bývalý ledař
branického pivovaru Warel Frištenský.
Otcem chlazení je nazýván americký vynálezce Oliver Evans, který v roce 1805 navrhl chladící zařízení, kde docházelo
k cyklickému odpařování a kondenzaci kapaliny. On sám ho však nepostavil. To provedl
s malými modifikacemi v roce 1834 Jacob
Perkins, který si také způsob chlazení s kompresí páry nechal patentovat.
Kompresorový systém chlazení se dnes používá ve většině vyráběných lednic i mrazáků.
V tomto cyklu do kompresoru vstupuje plyn
s teplotou lehce nad teplotou vnitřního prostoru
lednice. Plyn je následně stlačen, čímž dojde
k poměrně značnému zahřátí. Stále pod tlakem
10
je při průchodu systémem trubic ochlazován
okolním prostředím a kondenzuje. Kapalina s teplotou o něco vyšší než teplota v okolí chladničky je expanzním ventilem odváděna do místa
s nižším tlakem, kde dochází k jejímu skokovému odpaření. Změna skupenství kapaliny je
klíčem k ochlazování vnitřku lednice, neboť, jak
víme z hodin chemie, při přeměně pevné látky
na kapalnou nebo kapalné látky na plynnou se
spotřebovává obrovské množství energie/tepla.
Prvním masově prodávaným domácím modelem se stala v roce 1927 lednice s přezdívkou „Monitor-Top“, kterou dostala kvůli
podobnosti s palební věží na válečné lodi USS
Monitor. Jako chladicí médium se používal oxid
siřičitý (SO2) nebo methylester kyseliny mravenčí (HCOOCH3), oba velmi nebezpečné, toxické látky. Ve 20. letech 20. století byly
objeveny freony (chlor-fluorované uhlovodíky),
které představovaly bezpečnější, méně toxickou
alternativu k dříve používaným chladicím médiím. Kolem poloviny 20. století došlo k velkému
rozmachu lednic kombinovaných s mrazákem
nebo výrobníky ledu.
V 90. letech byl dříve velmi populární freon
1,1,1,2-tetrafluoroethan masivně nahrazován
isobutanem, a to z důvodu jeho mnohem větší
šetrnosti k životnímu prostředí a především ozonové vrstvě. Isobutan (2-methylpropan,
CH3CH(CH3)CH3), jako chladicí médium pod
kódovým označením R600-a, je isomerem butanu a získává se přímo z ropy. Používá se také
jako nosné médium do sprejů nebo směsí v plynových bombách.
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 11
Lepidla
Čas od času můžeme ve filmu vidět
scénu, kdy jsou k sobě lidé ve vteřině
nerozlučně přilepeni extra silným lepidlem a jedinou možností, jak je oddělit, by snad bylo amputování ruky
jednoho z aktérů. Na to, jak lepidla
skutečně fungují, z čeho se skládají
a jaké je to nejsilnější, se podíváme
v následujících řádkách.
Jedno z nejstarších dochovaných použití „lepidla“ můžeme vidět v jeskynním komplexu Lascaux ve Francii, který je proslavený malbami
z doby mladšího paleolitu (15 000-13 000 př. n.
l). Neandrtálci ho smíchávali s barvou, aby déle
vydržela a dobře odolávala vlhkosti. Úplně první
důkazy o používání lepkavých látek však najdeme daleko dříve. Nejstarší slepený oštěp se
datuje již do doby 200 000 př. n. l.
Až do 20. století se jednalo především
o různé pryskyřice získané ze stromů. Hojně se
využívala také lepidla živočišného původu. Klih
na lepení papíru a dřeva se nejdříve vyráběl ze
zvířecích kůží a kostí. Známá jsou také lepidla
z vaječných bílků, zvířecí krve nebo mléčné bílkoviny (kaseinu). Patenty na jednotlivé druhy lepidel se začaly objevovat v polovině 18. století.
Jako první byl v Británii patent na lepidlo rybí
a následovaly jej další.
Přechod z lepidel na bázi přírodních produktů
na lepidla syntetická se odehrál v první polovině
20. století. Jednou z největších událostí na tomto
poli byl vynález rychle tvrdnoucích tzv. vteřinových lepidel. Jako mnoho jiných technických po-
kroků mají i „vteřiňáky“ kořeny ve druhé světové
válce. V roce 1942 při pokusech o výrobu plastu
na zaměřovače zbraní vznikla látka, která se
okamžitě přilepila na vše, čeho se dotkla. Ze stejného důvodu byla také nejdříve zamítnuta proto,
aby mohla být znovuobjevena v roce 1951 v laboratořích firmy Kodak, která ji prodala firmě Loctite. Jednalo se o kyanoakrylát.
Kyanoakryláty je souhrnné jméno pro skupinu organických sloučenin, které mají za základ
kyanoderivát kyseliny akrylové (prop-2-enové,
CH2CHCOOH). Hlavní zástupci jsou methyl-,
ethyl- (vteřinová) a n-butylkyanoakrylát (lékařská
a veterinární lepidla).
Lepidla se dají rozdělovat na základě způsobu
lepení (zatvrdnutí) na reaktivní a nereaktivní. Mezi
nereaktivní patři asi nejběžnější typ – lepidla
schnoucí. Ta tvrdnou postupným vysycháním
užitého rozpouštědla. Dále sem patří lepidla
tvrdnoucí při vyvinutí tlaku nebo termoplastické
látky, které jsou při aplikaci zahřáté na vyšší teplotu a zpevňují se při jejím postupném chladnutí.
Reaktivní lepidla mohou být vícesložkové směsi,
které tvrdnou až na základě smíchání jednotlivých částí dohromady nebo jejich zahřátím (iniciací reakce). Dále zde najdeme třeba látky
zpevňující se při ozáření UV paprsky.
Světový rekord, který byl stanoven 3. března
letošního roku, drží běžně dostupné lepidlo 3M
Scotch-Weld PR100. To dokázalo hodinu udržet ve vzduchu vysokozdvižný vozík s nákladem
o celkové váze 8,1 tuny. Celá váha držela na kovovém válci o průměru 7 cm, který byl slepen
hodinu před zavěšením.
11
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 12
°
U
R
p
Ne RElN´E sklo
stˇ
Přestože se tváří jako obyčejné
sklo, skrývá se v něm něco víc než
jen ochrana před větrem a hmyzem. Nejčastěji totiž chrání
vlivné, důležité, slavné nebo bohaté lidi uvnitř jejich na zakázku
dělaných aut nebo limuzín, stejně
tak jako pracovníky služeb převážející vysoké obnosy v obrněných
dodávkách.
Ke vzniku neprůstřelného skla došlo
vlastně čirou náhodou na počátku 20. století. Francouzský chemik, Edouard Benedictus, dostal v roce 1903 nápad na
vynalezení vysoce odolného skla ve chvíli,
kdy mu v laboratoři upadla na zem jedna
z kádinek. Ta po dopadu sice popraskala,
ale neroztříštila se, protože její vnitřek byl
potažen tenkou vrstvou nitrocelulózy.
Vzhledem k datu vzniku neprůstřelného
skla není nic divného na tom, že k jeho využití došlo již v první světové válce. Tehdy
ještě poměrně mladý vynález sloužil
k ochraně hlavy a obličeje jako součást plynových masek. Stejným způsobem jej bylo
využíváno i ve druhé světové válce, kdy se
však hojně rozšířilo i do bojových automobilů.
Konstrukce neprůstřelného skla se od
svých počátků prakticky nezměnila. Vždy
se jedná o jednu či více vrstev kombinace
skla a zpravidla termoplastu (nejčastěji po-
12
lykarbonátu). Ten propůjčuje výslednému
sklu větší elasticitu. Ta také způsobuje, že
se při zásahu kulka od skla neodráží, ale její
energie je touto vrstvou absorbována. Toto
sklo samozřejmě není úplně nezničitelné.
Při zásahu kulkou záleží na počtu vrstev, výchozích materiálech, technologii výroby, ale
také ráži použité zbraně. Jeho síla je testována několika střelnými zbraněmi v různých
vzdálenostech. Výzkumy ukázaly, že sklo
hůře odolává projektilům s pravidelným tvarem, a tak jsou některá skla vyráběna, aby
více odolávala konkrétnímu tvaru kulky.
Nejznámějším polykarbonátem používaným pro výrobu neprůstřelných skel je
patrně Lexan, který se vyrábí reakcí acetonu
a fenolu. Obě látky mají základ v základních
produktech ropy (isopropanol, benzen – ten
je vyráběn třeba v českém Unipetrolu). Reakcí těchto dvou látek za přítomnosti kyseliny chlorovodíkové vzniká tzv. bisphenol-A
((CH3)2C(C6H4OH)2). Ten následně reaguje
s hydroxidem sodným za vzniku sodné soli,
která společně s fosgenem (COCl 2 ) tvoří
výsledný polykarbonát.
Velmi populární se v poslední době stává
metoda, kdy se na běžné sklo pod velkým
tlakem přilepuje tenká vrstva laminátu (na
tlak citlivým lepidlem). Toto sklo má podobné vlastnosti jako několikavrstvé neprůstřelné sklo, ale je více čiré, tenčí
a mnohem lehčí. Velkou výhodou této metody je také možná aplikace na již existující
skleněné plochy.
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 13
Kondom
Je nejznámějším ochranným
prostředkem proti nechtěnému
početí dítěte i proti přenosu nebezpečných pohlavních chorob.
Vyrábí se v mnoha velikostech,
barvách, chutích a vůních. Kondom
nebo také prezervativ zaručuje velkou míru bezpečí při pohlavním
styku, avšak nemusí být vždy stoprocentní.
První gumový kondom byl vyrobený již
v roce 1855, jedenáct let poté, co si Charles
Goodyear nechal patentovat proces vulkanizace gumy. Již na konci 50. let 19. století
je masově produkovalo několik velkých gumárenských společností a mezi lidmi se
velmi rychle začal ujímat zástupný název
guma. Na rozdíl od dnešních kondomů byly
ty tehdejší určeny pro více použití a byly
tedy mnohem pevnější a silnější. Původně
se také objednávaly u doktora přímo na základě konkrétní velikosti. Výrobci však velmi
rychle pochopili, že tenký kondom na jedno
použití bude lepším řešením.
Až do konce 19. století byla pro své vlastnosti stále více oblíbená varianta vyrobená
ze zvířecích střev (k dostání i dnes). V souvislosti s tím také patrně vznikl jeho název.
Osobní doktor anglického krále Karla II. v letech 1660-1685, jménem Condom (nebo
Quondam), totiž doporučoval používat jako
ochranu proti početí právě hovězí střevo.
Vzhledem k tomu, že král měl přibližně 14
nemanželských dětí, nebyly tyto kondomy
příliš účinné nebo je král používal jen sporadicky. Kondomy vyrobené ze zvířecích
střev byly navíc velmi drahé a mohli si je dovolit jen lidé z vyšších vrstev. Pro lidi z nižších mohla znamenat jeho koupě útratu
několikaměsíčního platu.
V dnešní době se kondomy nejčastěji vyrábí z přírodní gumy nebo syntetických látek – polyuretanu a polyisoprenu. Ten je
přímou náhražkou přírodního latexu, avšak
má lepší tepelné vlastnosti a nehrozí u něj
alergická reakce. Polyisopren se vyrábí polymerací isoprenu (2-methylbut-1,3-dienu),
který je vedlejším produktem při zpracování
ropy, u nás například v Unipetrolu.
V současnosti jsou kondomy v obrovském množství distribuovány také do rozvojových zemí, kde se neznalost a neopatrnost
stále podepisuje na rychlém šíření viru HIV.
Podle studií se jich zde v roce 2015 upotřebí přes 18 miliard.
13
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 14
Ahev
PET L´
PET láhev, plastový fenomén, je považována za jeden ze symbolů naší
konzumní společnosti. V posledních
letech se dostává na pulty nejen
v rámci prodeje nealkoholických nápojů, ale dokonce i našeho milovaného
piva. Pojďme se tedy společně podívat, kdy začal příběh „petky“ a co se
děje poté, co ji vyhodíme do tříděného
odpadu.
PET alias polyethylentereftalát byl patentován v roce 1941, zatímco PET láhev až
o 30 let později v roce 1973 americkým inženýrem Nathanielem Wyathem. K tomuto
patentu dospěl po sedmi letech pokusů,
když v roce 1967 začal zjišťovat, zda v sobě
plastová láhev dokáže uchovat obyčejnou
sodovku. Tehdejší plastová láhev od mycího
prostředku však nedokázala odolat tlaku vytvářeném unikajícím oxidem uhličitým. Po
prvotních testech s polypropylenem se
Wyath nadobro usadil s polyethylentereftalátem. Ten byl totiž dostatečně pevný a měl
dobré chemické vlastnosti pro dané využití.
Vzhledem ke svým nízkým výrobním nákladům, lehkosti materiálu a odolnosti proti nárazům v dnešní době PET láhev skoro úplně
zastoupila dříve hojně používané skleněné
láhve. Těm zůstávají věrní primárně výrobci
piva a vína.
Jako většina ostatních plastů se i PET vyrábí z produktů ropy, a to z ethandiolu (ethy-
14
lenglykolu) společně s dimethyl-tereftalátem
nebo kyselinou tereftalovou. Výchozí látky
pro jejich syntézu produkuje také Unipetrol.
Při tvarování samotné PET láhve se nejprve
pomocí formy vytvoří její zárodek, který má
dokončenou jen část u víčka s vrutem. Samotná lahvová část může být v dané chvíli
v průměru dokonce menší než vrchní část,
ale je samozřejmě dost silná. Vypadá asi jako
malinká zkumavka. Ta se následně v další
formě při vysoké teplotě nafukuje do výsledné velikosti. Jsou však i stroje, které zvládají vše v jednom kroku.
Produkce a spotřeba PET lahví je tak
velká, že každý rok dochází k recyklaci přibližně 750 milionů tun polyethylentereftalátu.
Ten je následně znovu používán ve výrobě.
Možná trochu překvapivě z větší části nedochází k opětovné výrobě PET lahví, ale
především k výrobě textilních vláken. Z PET
vlákna vzniká například v současnosti velmi
oblíbené funkční prádlo.
Prázdná PET láhev se však může využívat i bez nutnosti recyklace. Pomineme-li
domácí aplikace všeho druhu, tak patrně
nejznámější a velmi důležité je používaní
PET lahví k dezinfekci vody v rozvojových
zemích. Láhve se naplní vodou a nechávají
se na slunci, kde odvede svou práci krátkovlnné ultrafialové záření. PET láhev se
k tomuto účelu skvěle hodí, protože jiné materiály přicházející v úvahu (včetně skla) sice
propouští viditelné světlo, ale jsou nepropustné pro UV záření.
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 15
Pneumatika
Gumu, jako jeden z hlavních produktů ropy, můžeme vidět na každém kroku. Mazací guma, podrážky,
gumovky, ploutve, těsnění, prezervativy a v automobilovém průmyslu
především pneumatiky.
To, že jsou pneumatiky vyrobené z velké
části z gumy, je samozřejmostí. Guma jako
materiál je elastická, ale zároveň tvrdá a
levná. Hlavní přidanou hodnotou je způsob
výroby a další použité materiály, ze kterých
se pneumatiky vyrábí. Vznikají tak druhy
vhodné pro nízké teploty, vysoké teploty, do
sucha, do deště a další. V seriálu Formule 1
právě pneumatiky a jejich složení velmi silně
rozhodují o průběhu závodu. Přední světové
firmy se tak předhánějí, aby si zajistily lukrativní dodavatelské smlouvy s některou ze
zúčastněných stájí.
První pneumatiky, pokud jim tak můžeme
říkat, byly vlastně jen pruhy kovu, které obalovaly dřevěné kolo. Kov se zahřál, omotal
kolem středu a prudce zchladil. To způsobilo
opravdu pevné přilnutí. Kolem poloviny 19.
století se objevily první plné gumové pneumatiky. Přibližně ve stejnou dobu došlo také
k vynalezení její vzduchem plněné podoby.
Koncept navržený v roce 1845 Robertem
Thompsonem ze Skotska se však neuchytil
kvůli své malé výdrži.
První hojně využívaná, klasická, vzduchem
plněná pneumatika podobná té dnešní byla
vynalezena irským veterinářem Johnem Boydem Dunlopem v roce 1888. Ten ji vyrobil pro
kolo svého syna, kterého z ježdění po kamenitých cestách často bolela hlava. První pneumatiku pro automobilové vozidlo pak vyrobili
bratři Michelinové a použili ji při závodě z Paříže do Bordeaux v roce 1895. Závod sice nevyhráli, ale vzbudili pozornost, která vedla
k postupnému ústupu starého typu „tvrdých“
pneumatik.
Primární složkou pneumatiky je guma (cca
40 %), a to jak syntetická nebo přírodní (z počátku hlavně přírodní). Přírodní se získává
zpracováním pryskyřice ze stromu gumovníku, zatímco ta umělá se vyrábí z polymerů,
které obsahuje ropa. Další složkou ropy, která
je hojně zastoupena, jsou saze (cca 30 %).
Tyto dvě složky společně se zpevňujícím materiálem (vlákna kovu nebo látky) představují
základ pneumatiky. Další použité chemikálie
(síra, oxidy zinku aj.) se přidávají pro určení
povahy celé směsi. Například závodní pneumatiky mají vysokou přilnavost, ale rychle se
opotřebují, zatímco běžné pneumatiky nejsou tolik přilnavé, ale vydrží mnohem déle.
Důležité samozřejmě není jen složení, ale
i vzorek, vnitřní tlak a další vlastnosti.
Díky stálému zlepšování výrobních postupů a použitým materiálům mohou mít některé z dnešních pneumatik dojezdovou
vzdálenost i přes 100 000 kilometrů. Také
jízda na ledu nebo vodě je díky nim bezpečnější a neopotřebovaný vzorek může často
zachránit i lidský život.
15
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 16
PuNˇCochy
Na jedné straně zkrášlují a zahřívají ladné křivky dámských nohou,
na straně druhé mohou sloužit jako
prostředek k zakrytí tváře při loupežném přepadení. Řeč je samozřejmě o punčochách a právě na ně
se zaměříme v následujících řádcích. Jak dlouho mezi námi jsou a
kdy získaly svou nynější podobu?
Tato váhově zanedbatelná část oděvu zkrášluje a také zahřívá ladné křivky (nejen) dámských
nohou již od dob kolem roku nula. Nemůžeme si
však představovat, že by se tehdejší punčochy
podobaly těm dnešním. Zpočátku si lidé nohy
pouze omotávali zvířecími kůžemi nebo pruhy
tkané látky, ze kterých později sešitím vznikly
první natahovací punčochy. První celopletené pak
byly nalezeny v egyptských hrobkách z 3. až
6. století našeho letopočtu.
Na konci 16. století byl sestrojen první pletací stroj. Jeho autorem byl anglický reverend
William Lee. Tehdy vládnoucí královna Alžběta I.
ovšem shledala látku příliš hrubou a odmítla
mu na stroj udělit patent. Po jeho vylepšení se
naopak strachovala o mnoho ručních pletačů a
Leemu opět nevyhověla. Další pokrok ve výrobě se uskutečnil až po třech stoletích, kolem
roku 1930, kdy byl vyvinut kruhový pletací
stroj, který umožňoval výrobu bezešvých punčoch. Už v té době se však schylovalo k mnohem zásadnější změně.
16
Julian Hill, pracovnice chemické společnosti DuPont ve státě Delaware, hledala v této
době náhradu za hedvábí. Objevila, že při tažení rozžhaveného drátu ve směsi uhelného
dehtu, alkoholu a vody vzniká vlákno, které je
poměrně pevné, průsvitné a hladké. Dva roky
po tomto objevu (1937) byla látka patentována
jako polymer 6-6, později známá jako nylon.
Po zubním kartáčku se štětinami vyrobenými z nylonu (1938) se 15. května roku 1940
začaly v New Yorku prodávat první nylonové
punčochy. Ty se staly ze dne na den hitem a za
první rok bylo prodáno neuvěřitelných 64 milionů kusů. Obchodníci nestačili uspokojovat
poptávku a továrny s hedvábím krachovaly.
Názvem nylon je nyní označována skupina
polymerů, termoplastů, jejichž základní řetězec je tvořen peptidickými vazbami (–CO–NH–).
Proto jsou také někdy označovány jako polyamidy.
Nylony jsou tzv. kondenzační kopolymery, které
se průmyslově vyrábějí reakcí diaminu a dikarboxylové kyseliny. Vzniká polymer a voda. Číselné
označení nylonu pak udává počet uhlíků obsažených v reagujících monomerech. Nylon 6-6 tedy
vzniká z hexan-1,6-diaminu a kyseliny hexandiové.
Úspěchem amerického nylonu se v pozdějších letech nechaly inspirovat i podniky v Evropě
a Asii. Známý český chemik Otto Wichterle, který
pracoval ve zlínské laboratoři firmy Baťa, vyrobil
v roce 1941 první vzorky punčoch vytvořených
z polyamidu 6, silonu. Silon se na rozdíl od nylonu
vyrábí polymerací pouze jedné sloučeniny – kaprolaktamu, cyklického amidu kyseliny hexanové.
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 17
Sterilizace
Sterilizace je proces, který odstraňuje – ve většině případů zabíjí – všechny formy mikrobiálního života na určitém povrchu nebo třeba
obsažené v kapalině. Toho lze docílit teplem, tlakem, filtrací, chemikálií, ozářením nebo jejich kombinací.
Zmínky o sterilizaci chirurgických nástrojů
plamenem (teplem) najdeme již ve starověkém Římě. Velmi překvapivě tento trend postupně vyprchal v dobách středověkých, což
vedlo ke zvýšené úmrtnosti po chirurgických
zákrocích na lidském těle.
Pionýrem antiseptické (anti – proti, septikos – hnilobný) chirurgie byl až ve druhé polovině devatenáctého století nazýván Sir Joseph
Lister, který ustanovil základní pravidla, jež by
se měla dodržovat při vykonávání chirurgického zákroku. Ke sterilizaci nástrojů i pro potírání ran na těle používal fenol (hydroxybenzen,
C6H5OH). Na základě testů zjistil, že se při
jeho použití rapidně snížila míra infekcí ran,
které byly v této době poměrně běžné. Tomu
nebylo divu vzhledem k faktu, že chirurgové si
například před zákrokem ani po něm nemuseli
povinně mýt ruce a operaci prováděli často v
plášti potřísněném krví po předchozích úkonech. Věřili totiž, že infekce nevzniká z mikrobů
na nástrojích, rukách nebo oblečení, ale pouze
působením „špatného“ vzduchu. Na základě
Listerova doporučení se při operacích začaly
používat čisté rukavice a rány se po zákroku
potíraly 5% roztokem fenolu. Podráždění kůže
neustálou přítomností fenolu vedlo následně
k vývoji aseptických podmínek při provádění
operací – sterilní nástroje i prostředí na sálech.
Fenol se průmyslově vyrábí oxidací kumenu (isopropylbenzen, C6H5CH(CH3)2) peroxidem vodíku. Výsledný kumylhydroperoxid
v kyselém prostředí přesmykuje na fenol
a aceton. Kumen je složkou surové ropy i rafinovaných paliv, častěji se však vyrábí reakcí
benzenu a propylenu – obě dvě látky produkovány Unipetrolem.
Sterilizace teplem se z plamenu přesunula
do přístroje nazývaného autokláv. Ten sterilizuje nástroje pomocí páry zahřáté až na teplotu 134 °C většinou po dobu několika minut.
Pro eliminaci prionů se tento čas může blížit
až hodině. Podle potřeby je možné předměty
sterilizovat v troubách se suchým vzduchem
nebo i převařováním.
Přestože sterilizace teplem je nejspolehlivější metodou pro odstraňování mikroorganismů, není ji samozřejmě možné využít ve
všech případech. Vysoká teplota by mohla poškodit předměty vyrobené z biologických materiálů, většinu předmětů vyrobených z plastů
aj. V těchto případech můžeme použít chemikláv, ve kterém jsou předměty vystavovány
působení reaktivních plynů nebo kapalin. Nejpoužívanějším plynem je patrně ethylen oxid
(oxiran), zatímco mezi kapalinami je běžný peroxid vodíku (používáme ho na dezinfekci ran
na kůži), formaldehyd nebo roztok chlornanu
sodného.
17
unipetrol_zazij_chemii_Sestava 1 18.12.2013 16:51 Stránka 18
ZubN´I pasta
Stojí na začátku a konci každého
dne většiny z nás, aby nás ochraňovala před agonií zubařského křesla.
Na rozdíl od slepice a vajíčka víme
naprosto přesně, že zubní pasta zde
byla již před vynálezem kartáčku. Té
dnešní se však podobala jen velmi
vzdáleně.
První důkazy o ústní hygieně se datují do
pravěkého Egypta, přibližně 5 000 let p. n. l.
K čištění zubů a udržování zdravých dásní se
používal popel z myších, vlčích nebo králičích
hlav. Méně naturalisticky může vypadat drť
ze spálených vaječných skořápek smíchaná
s pemzou. K udržení čerstvého dechu se pilo
kozí mléko a k prevenci kazů se několikrát za
rok mohla pusa vypláchnout želví krví. Řekové a Římané později do pasty přidávali rozdrcené zvířecí kosti, mušle, uhelný prach
nebo stromovou kůru. Ve stejné době v Číně
byly její součástí dnes poměrně běžné bylinky, ženšen a různé soli.
V roce 1824 zubař jménem Peabody jako
první představil zubní pastu s přídavkem
mýdla. Dal tak základ pro vývoj dnešní moderní pasty. V 50. letech 19. století se její
součástí stala také křída. V roce 1892 dostala
zubní pasta svůj dnešní tvar, když ji doktor
Washington Sheffield začal prodávat v mačkatelné tubě vyrobené z olova. Nápad převzal
od svého syna, který se inspiroval pařížskými
malíři používajícími barvy ve stejných tubách.
18
Na začátku 20. století bylo doporučováno
čištění zubů směsí peroxidu vodíku a jedlé
sody. Mýdlo se přestalo do zubní pasty přidávat kolem roku 1940, kdy jej nahradily moderní sloučeniny jako laurethsulfát sodný,
který ji dělá krémovější. V 50. letech se do
pasty začal přidávat fluorid, když byly při studii na 400 předškolních dětech zjištěny jeho
účinky v prevenci před zubním kazem.
Zatraktivnit zubní pastu proužky napadlo
Leonarda Lawrence Marraffina v roce 1955.
Jeho proužkovaná pasta se začala poměrně
brzy těšit oblibě. V devadesátých letech přišly na trh pasty s vícebarevnými proužky
a také vrstvené barevné pasty, jejichž tuba
vyžaduje oddělené části a je tak náročnější
a dražší na výrobu.
Laurethsulfát sodný se stejně jako mnoho
dalších přídavků pasty (barviva, dochucovadla, rozpouštědla, dezinfekční činidla) vyrábí za pomoci produktů ropy. Jedním
z nejznámějších je například antibakteriální
činidlo Triclosan (5-chlor-2-(2,4-dichlorfenoxy)fenol, který se přidává také do mýdel,
ústních vod a dalších hygienických prostředků.