Masarykova univerzita Pedagogická fakulta

Pneumatická chemie

V 17. století nastupuje další fáze vývoje chemie. Hovoříme o období tzv. pneumatické chemie nebo také pneumochemie. Název pochází z řeckého pneuma = vánek, dech, vzduch. Nutno podotknout, že vznik pneumatické chemie je velmi významným mezníkem rozvoje chemie jako vědy. Mezi její zakladatele patří J. B. van Helmont

Pneumochemie se zabývala vlastnostmi plynů. Podnětem pro zkoumání vzduchu byl objev hmotnosti vzduchu, vakua, vývěvy a nového způsobu jímání plynů v pneumatické vaně, kterou vynalezl S. Hales. Ten kromě jiného dokázal, jak lze připravené plyny zachycovat nad vodou a měřit jejich objem.

Uplynula dvě tisíciletí od doby Aristetolovy, než bylo možno začít s experimentálním zkoumáním plynů. První krok učinil G. Galilei, když zjistil, že vzduch má hmotnost, věřil však nadále v nemožnost vakua. Jeho žák E. Torricelli prováděl experimenty, které jej přivedly v roce 1644 k objasnění pojmu barometrického tlaku, k vynálezu rtuťového barometru a k důkazu existence vakua. Magdeburský starosta O. von Guericke vynalezl vývěvu, kterou při svých experimentech využíval hojně i R. Boyle. Ten např. dokázal, že za nepřítomnosti vzduchu se nemůže šířit zvuk, na světlo a magnetismus vakuum nepůsobí. Také vyslovil názor, že život a spalování ve vakuu nejsou možné. Tento poznatek byl jedním z východisek k velké chemické a fyziologické revoluci v 18. století.

18. STOLETÍ

V 18. století vojenskopolitické bloky na evropském, respektive světovém kolbišti zdaleka nerozhodovaly pouze o dědictví španělských a později rakouských Habsburků. Oba mezinárodněpolitické problémy navozené již v předchozím století se přelily do velmocenského zápasu Anglie a Francie o největší koloniální panství v dějinách. Na konci střetnutí posléze stanul vítěz finálového utkání: Velká Británie. Zahájila tak dlouhé období, ve kterém se „svět stával den ode dne angličtějším“. Nic na tom nezměnil ani fakt, že na sklonku století přišla o část svých severoamerických kolonií, ani fakt, že politický program Američanů inspiroval francouzské revolucionáře.

V Británii 18. století měl původ ještě jeden rozhodující historický fenomén – průmyslová revoluce. Jeho přispěním se tradiční agrární společnost začala proměňovat v moderní průmyslové národy, právě prostřednictvím radikální změny ve způsobu výroby zboží při uplatnění koncentrovaného kapitálu, mechanizace a tovární výroby. Továrny poháněné parními stroji soustředily pod jednu střechu četné operace nezbytné při výrobě (nejprve textilu). Ukázalo se, že Británie má pro rozvoj masové velkovýroby ideální předpoklady, neboť disponovala jak dostatečnými přírodními zdroji k zásobování nového strojního vybavení energií, tak i příhodným terénem pro budování rozsáhlých, v 18. století hlavně vodních, dopravních sítí. Ještě před koncem 18. století překročila průmyslová revoluce kanál La Manche a začala se šířit kontinentální Evropou.

Podmínky vědeckého bádání byly v 18. století ještě velmi odlišné od dnešních. Vědecká práce nebyla dostatečně specializovaná a hranice mezi jednotlivými obory byly velmi vágní, navíc zůstávaly v rámci filozofie – královny věd. Filozofové tedy byli zároveň vědci a naopak. Stejně jako v předchozím století to byli nadšenci, kteří jen zřídka přednášeli na univerzitách. Činnost vědců můžeme charakterizovat jako newtonovskou – se zcela převažující experimentální metodou. Spíše než „proč“ je tedy zajímalo „jak“. Organizace práce vědců však prodělala také pod vlivem osvícenství pokrok, přibylo učených královských společností a mezi bohatými se stávalo módou vlastnit fyzikální či chemickou laboratoř. Pokroku průmyslu však v tomto století přispívala věda jen velmi omezeně a před technikou si uchovávala značný, oddělený předstih.

Velkým pokrokem chemie 18. století bylo, že se zkoumané problematiky zúžily na jedinou ústřední otázku. Tou byl problém spalování. Již alchymisté a iatrochemikové se pokoušeli vysvětlit hoření, žíhání kovů i dýchání, avšak podstata těchto dějů tehdy zůstávala neznámá. Zkoumání uvedených procesů se v 18. století stalo výchozím bodem k vytvoření tzv. flogistonové teorie.

R. Boyle a jeho současníci (např. J. Rey, J. Jungius aj.) sdíleli představu, že příčinou hoření je jakási olejovitá součást hořlavých hmot. Také zastávali názor, že kovy při žíhání přibývají na hmotnosti, neboť kov pohlcuje teplo. Tato teorie se ujala jen dočasně. Boyleův nesprávný teoretický výklad se zřejmě stal popudem k vytvoření flogistonové teorie.

S teorií flogistonu neboli tzv. flogistonovou teorií, vystoupil počátkem 18. století G. E. Stahl, využil přitom některých myšlenek svého učitele J. J. Bechera.

Ve 2. polovině 18. století nastalo v manufakturách období rychlého rozvoje výroby a přechodu od ruční práce k využití strojů a zařízení. Projevilo se to v metalurgii, při obrábění kovů, ve využívání parních strojů, následně pak rozvojem dopravy, růstem textilního průmyslu. Dalším významným průmyslovým úspěchem bylo používání ropy bez další úpravy na svícení v lampách. Počínající populační exploze vyvolala intenzifikaci zemědělské výroby. Byl opuštěn úhorový cyklus a začala se využívat hnojiva a pěstovat nové plodiny. To vše kladlo větší nároky na rozvíjející se chemický průmysl.

Koncem 18. století A. L. Lavoisier vyvrátil všechny argumenty flogistonové teorie a nahradil ji novou teorií – teorií hoření – teorií oxidace.

19. století

Přelom a prvních patnáct let 19. století jsou poznamenány koaličními válkami hlavních evropských velmocí (Anglie, Rusko, Rakousko, Prusko) s napoleonskou Francií. V době Napoleonova pádu (1815) již byla Británie považována za „dílnu světa“, když britská těžba uhlí, textilní výroba a výroba železa předstihly objem výroby celé ostatní Evropy. Od 20. let 19. století však těžební a výrobní postupy průmyslové revoluce, byť se zpožděním, pevně zapustily své kořeny i ve většině zemí kontinentální Evropy. Vzápětí (po roce 1830) došlo k explozívnímu rozvoji železniční dopravní sítě, která následně umožnila převoz surovin a výrobků ve velkém. Zatímco svět již byl prakticky rozdělen mezi koloniální velmoci, v průběhu století se postupně potvrdilo, že na tomto poli vyrostl roku 1871 ještě jeden nový a ambiciózní hráč - sjednocené Německo. Po roce 1870 přichází tentokrát už nejen v Evropě, ale i v zámoří druhá vlna industrializace založená především na využití elektřiny a spalovacího motoru. Jsou pro ni však typické i takové prvky, jako změna organizace výroby (její zefektivnění – pásová výroba apod.) a nástup vědy v roli výrobní síly. Právě Německá říše přichází k územnímu dělení světa sice mezi posledními a nevlastní tedy žádné významnější kolonie, nicméně zachytí novou vlnu průmyslové revoluce a s mohutnou koncentrací nabytého kapitálu, surovinových zdrojů i nejmodernějších technologií se během třiceti let umístí podobně jako USA mezi nejvýkonnějšími ekonomikami světa. O to bude v následujícím století její nespokojenost s rozdělením světa, vyjádřená hrozivým zbrojením, nebezpečnější.

Zatímco 17. a 18. století lze charakterizovat jako období vědecké revoluce (konstituovaly se jednotlivé přírodní vědy a formulovaly se základní teoretické představy), je 19. století obdobím průmyslové revoluce. Jejími představiteli byli především vynálezci z řad řemeslníků (Newcomen – parní čerpadlo; Watt – parní stroj; Stephenson – parní lokomotiva).

Průmyslová revoluce zasáhla nejdříve textilní výrobu. Objev mechanických spřádacích a tkacích strojů poháněných parními stroji umožnil prudké zvýšení výroby. Poptávka po textilních výrobcích stimulovala rozvoj železářského a chemického průmyslu (barviva, bělicí prostředky) což vyžadovalo zvýšení těžby uhlí a výroby koksu i dokonalejší dopravu.

Chemii jako hlavní pomocnou vědu textilního průmyslu můžeme nazvat vědou 19. století. Následně začala pronikat i do jiných odvětví, např. zemědělství a lékařství.

Chemie se v této době nesmírně rozrostla a začala se rozčleňovat na jednotlivé obory. Koncem 19. století byl chemický výzkum plně zakotven jako podstatná část nového chemického průmyslu.

Díky postupnému objevování nových zákonitostí, které byly v tomto období ještě protknuty filozofickým duchem převládajícím z předchozích století, neměly jednotlivé přírodovědné vědy (v nichž měla chemie své plné nebo alespoň částečné postavení) mezi sebou v 19. století ještě jasně definované hranice. Vývoj chemie v 19. století začleníme do následujících čtyř základních oblastí:

• Průmyslová chemie

- Textilní průmysl

- Průmysl barviv

- Kaučuk

- Plastické hmoty

- Metalurgie

- Ropný průmysl

- Zemědělství

- Potravinářský průmysl

• Rozvoj chemie a jednotlivých chemických disciplín

- Klasifikace chemických prvků

- Atomová teorie

- Relativní atomová hmotnost

- Vývoj názorů na slučování atomů

- Vývoj chemické symboliky a názvosloví

- Objev elektronu a radioaktivity

- Organická chemie

- Analytická chemie

- Anorganická chemie

- Elektrochemie

• Rozvoj oborů souvisejících s chemií

- Krystalografie

- Lékařství

• Rozvoj interdisciplinárních věd

- Fyzikální chemie

- Biochemie