CH01 - Chemie jako moderní vědní oborMgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová

Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o.

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO

VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“

Soubor prezentací: CHEMIE PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA

Chemie jako věda

• Chemie - přírodní věda, která se zabývá složením, vlastnostmi látek a chemickými ději.

• Chemický děj - chemické reakce, při kterých nové látky vznikají a původní zanikají.

1

obr.č.2 Chemie

Vývoj a historie chemie

• Počátky chemie

• Období starověké chemie a filozofie

• Období alchymie

• Období vědeckých základů chemie

• Chemie 19. a 20. století

Počátky chemie

• použití ohně - k přípravě jídla, k výrobě keramiky, zpracování kovů, výrobě slitin nebo pálení cihel

• zpracování kůže

• příprava tuků, léků, různých extraktů a vonných mastí

• konzervace potravin

• balzamování mrtvých

obr. č.3 oheň

obr. č. 4 Balzamování

Období starověké chemie a filozofie

• využití ohně k řemeslné výrobě - zpracovávání kovů Au, Cu (5000 př.n.l.), Ag, Fe (2-3000 př.n.l.), Sn, Pb, Hg, C, S

• výroba a zdobení keramiky, výroba skla a vybarvování tkanin • léčitelství - použití léčivých rostlin na přípravu mastí a

extraktů

• alkohol (pivo a víno), ocet, oleje

• Čína - ohňostroje, střelný prach, papír, porcelán

obr. č.5. Porcelán

Starověká filosofie a názory na stavbu hmoty

• Thales z Milétu (627 - 547 př. Kr.) - pralátka, ze které vznikl svět - voda

• Herakleitos z Efesu - (asi 530 - 480 př. Kr.) - podstata světa - oheň, všechno (každá látka) se mění, „Vše plyne“ - Panta rei, všechno stvořené má v sobě zárodek zániku

• Demokritos z Abdér (asi 460 - 370 př. Kr.) - první atomová teorie, atomos = nedělitelný

Alchymie

• předchůdkyně chemie

• v řečtině se objevuje termín "chymeia", označení systematické pokusné činnosti s přírodními látkami

• období předvědecké chemie

• v 16. století vzniká iatrochemie, která se snažila vysvětlovat děje v lidském těle chemickými pochody a nemoci lidí léčit chemickými prostředky

6

Alchymie

• představitel - švýcarský lékař Paracelsus• spatřoval příčinu některých nemocí poruchou

rovnováhy mezi sírou, rtutí a solí v těle člověka, léčil řadu nemocí podáváním preparátů rtuti!!

obr. č.7 Paracelsus, vlastním jménem Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim,

(1493 – 24. září 1541)

Význam a cíle alchymie

• alchymisté získali mnoho praktických a teoretických zkušeností (filtrace, destilace, sublimace, příprava silných minerálních kyselin)

• nahodilé a nevědecké a leckdy nebezpečné zkoumání

• pokoušeli se vyrobit elixír mládí, recept na kámen mudrců nebo na nesmrtelnost, zlato, perpetum mobile, homunkula nebo přeměnit neušlechtilé kovy ve zlato

8

9

ÚKOL

Ve známé dvojdílné historické veselohře od režiséra Martina Friče (r. 1951) lze zavzpomínat na dobu Rudolfa II. Jejím zhlédnutím získáte představu o alchymistických dílnách (laboratoře). Na internetu vyhledejte její název (uveďte přesný odkaz).

Období vědeckých základů chemie

• 1. chemická teorie - teorie flogistonu poč. 18. stol.• vycházela z předpokladu, že při hoření látky ztrácejí

těkavou složku – flogiston = plamen• autorem byl německý lékař a chemik Georg Ernst Stahl

• Antoine Lavoisier (1743 - 1794) - flogistonovou teorii nahradil za teorií hoření

• zjistil, že ve vzduchu je 20% O2 a zbytek tvoří dusík, kyslík jako součást vzduchu podporuje hoření a dýchání

Období vědeckých základů chemie

• Michail Vasilijevič Lomonosov (1711 – 1765) ruský chemik a francouzský chemik Antoine Lavoisier koncem 18. st. nezávisle na sobě formulovali zákon zachování hmoty (hmotnosti)

obr. č.10 Antoine-Laurent de Lavoisier (26. srpna 1743,– 8. května 1794)

Období vědeckých základů chemie

• Další teorie - Daltonova atomová teorie na poč. 19. století. Od této doby datujeme rozvoj chemie založený na vědeckých základech.

obr. č.11 John Dalton (6. září 1766– 27. července 1844)

Chemie 19. a 20. století

• Dmitrij Ivanovič Mendělejev (1834 – 1907) ruský chemik a tvůrce periodické tabulky prvků. Mendělejev je objevitelem periodického zákona prvků z roku 1869; nejen že dokázal již známé prvky systematicky uspořádat, ale předpověděl i existenci prvků, které ještě objeveny nebyly

• Alfred Nobel (1833-1896) švédský chemik, vynálezce dynamitu, díky kterému byla založena Nobelova cena – ocenění každoročně udělované za zásadní vědecký výzkum

obr. č.12 D. I. Mendělejev

obr. č.13 A. Nobel

Chemie 19. a 20. století

• Friedrich Wöhler (1800 – 1882) německý chemik syntetizoval zahříváním kyanatanu amonného močovinu (1828)

• vyvrátil směr označovaný jako vitalismus, který tvrdil, že ke vzniku organických látek je třeba jakási vitální síla (z latiny: vis vitalis) a nelze je z tohoto důvodu uměle připravit v laboratoři

15

obr. č.14 F. Wöhler

Chemie 19. a 20. století

• Marie Curie-Sklodowská (1867 – 1934) vědkyně polského původu, která působila ve Francii

• teorie radioaktivity a objev dvou prvků: radia a polonia • dvakrát byla vyznamenána Nobelovou cenou

• Jaroslav Heyrovský (1890-1967) český chemik • v roce 1959 Nobelova cena za objev polarografie

• Otto Wichterle (1913 – 1998) český vědec a vynálezce• práce v oblasti měkkých kontaktních čoček• objev umělého vlákna silonu

obr. č.16 M. Curie- Sklodowská

obr. č.17 J. Heyrovský

Chemické obory

19

Chemické obory

• obecná chemie – studuje obecné vlastnosti a zákonitosti (chemické vazby, průběh reakcí)

• anorganická chemie – zabývá se vlastnostmi a sloučeninami chemických prvků (výjma většiny sloučenin C)

• organická chemie – studuje sloučeniny uhlíku

• makromolekulární chemie – studuje vlastnosti a chování přírodních i syntetických makromolekulárních sloučenin

18

Hraniční chemické obory

• biochemie – zkoumá chemické reakce probíhající v živých organismech

• fyzikální chemie – se zabývá strukturou látek, změnami energie provázejícími chemické reakce a zákonitostmi, jimiž se řídí průběh, využívá fyzikálních metod

• geochemie – chemické reakce v nitru Země

• jaderná chemie – studuje přeměny a reakce atomových jader a využití těchto reakcí a aplikace radionuklidů

Aplikované obory chemie

• agrochemie – využití v oblasti zemědělství

• farmaceutická chemie – léčiva, jejich využití, zpracování

• analytická chemie – zjišťuje kvalitativní a kvantitativní složení látek chemickými a fyzikálně-chemickými metodami

obr. č.20 agrochemie

Aplikované obory chemie

• chemická technologie – se zabývá praktickým využitím chemických reakcí při výrobě chemických látek

• biotechnologie – využívá biologické a biochemické postupy při výrobě řady produktů a zneškodňování odpadů

• chemické inženýrství – věda o technice operací při výrobě chemických sloučenin

Chemický průmysl

• výroba základních chemikálií • soubor výrob založených na chemických technologiích,

při nichž se uplatňují chemické reakce a vznikají chemické výrobky

obr. č.21 Produkty chemie

Odvětví chemického průmyslu

• Petrochemie - výroba látek z ropy

– např. asfalt, nafta, mazací oleje, petrolej a benzín – látky se oddělují z ropy frakční destilací– předestilované kapaliny se dále zpracovávají na chemikálie,

umělé hmoty, čistící a prací prostředky, umělý kaučuk, výbušniny, kosmetiku, barvy a laky

obr. č.22 Petrochemie

Střediska petrochemie

• SPOLCHEMIE v Ústí nad Labem

• CHEMOPETROL Litvínov

• PARAMO a SEMTÍN v Pardubicích

• továrny na Ostravsku a u Zlín

• dovoz ropy do ČR je ropovody Družba (do Litvínova) a Ingolstad (do Kralup).

obr. č.23 Petrochemie

Odvětví chemického průmyslu

• Koksochemie = zpracovává vedlejší produkty při výrobě koksu, tj. dehet, který obsahuje asi 200 složek, které se užívají při výrobě tuků mýdel, barviv, léků, ředidel, umělých hmot a výbušnin.

Významné střediska koksochemie

• SETUZA v Ústí nad Labem

• PLASTIMAT v Liberci

• SYNTHEZIA v Pardubicích

• SEMTEX v Semtíně

• SECHEZA v Lovosicích

• Planá nad Lužicí - výroba plastických hmot a vláken

Odvětví chemického průmyslu

• Gumárenský průmysl = zpracování kaučuku se sírou v chemickém procesu zvaném vulkanizace, výroba:– pneumatik – ochranné oděvy – latexová pěna – pogumované textilie

• Nejznámější střediska v ČR– BARUM v Otrokovicích– GUMOTEX v Břeclavi – FATRA v Napajedlech obr. č.24 Chemický průmysl

Odvětví chemického průmyslu

• Farmaceutický průmysl = výroba léčiv

• K největším výrobcům patří – SPOLANA Neratovice– GALENA Opava– CHEMOPHARMA Ústí nad Labem– LÉČIVA PRAHA.

obr. č.25 Léčiva

ÚKOLUkaž na mapě významná střediska chemie v ČR.

obr. č.26 Chemie v ČR

Laboratoř chemie nebo továrna

• Běžné pokusy, důkazy látek jsou prováděny v chemických laboratořích – výroba látek, které každodenně využíváme pak v průmyslových továrnách (závodech)

• V každém závodě platí přísná bezpečnostní opatření.ÚKOL: Vyhledejte na internetu informace o tom, jak se mají zachovat lidé při jakémkoli úniku chemických látek z dané továrny. Připravte si krátkou zprávu pro spolužáky.

Předlékařská 1. pomoc

• I v laboratořích platí přísná pravidla, která je nutné dodržovat při nehodě

PLATÍ: při jakékoli nehodě informuj ihned vyučujícího!!!

NĚKTERÉ ZÁSADY PRVNÍ PŘEDLÉKAŘSKÉ POMOCI• Poleptání kyselinou nebo zásadou: sundat oděv,

oplachovat proudem vlažné vody, kůži překrýt sterilním obvazem

• Zasažení oka chemikálií: rozevřít oko (i násilím!) a delší dobu (min. 6 – 10 min.) vyplachovat vlažnou vodou, poté ihned vyhledat lékaře

Předlékařská 1. pomoc

• Popálení ohněm: - uhasit dostupnými prostředky oheň- zabalit postiženého do pokrývek - odstranění hořlavé a zápalné látky z okolí

Při popálení zvláště přilnavými látkami (asfalt, dehet, plasty apod.) polít okamžitě postižená místa

studenou vodou nebo popáleného ponořit do vody. -- z popálené plochy se nestrhává oděv, neodstraňují pevné látky (asfalt). - na popálenou plochu se nic nelije, nesype, nepotírá se (kromě uvedeného ochlazení). - po ochlazení překrýt čistým sterilním obvazem

Předlékařská 1. pomoc

• Nadýchání škodlivých látek – postiženého vynést ihned na čerstvý vzduch, uvolnit jeho oděv a zajistit lékařskou pomoc. Nedýchá-li, zahájí se dýchání z plic do plic.

• Požití škodlivých látek – ihned se musí vypláchnout ústa vodou- POZOR - drážděním hrdla se ihned vyvolá zvracení (nikoli v případě látek s leptavým, tj. pH pod 2 a nad 12, a pěnotvorným účinkem). Postiženého co nejrychleji dopravit k lékaři.

Použité informační zdrojeObrázky

[1] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://office.microsoft.com/cs- cz/images/results.aspx?qu=chemie&ctt=1#ai:MP900400379|mt:2|

[2] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://office.microsoft.com/cs-cz/images/results.aspx?qu=chemie&ctt=1#ai:MP900400379|mt:2

[3] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.elektroplynlukov.cz/klimosz_kotle_tuha_paliva.htm

[4] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.starovekyegypt.net/zivot/balzamovani/index.php [5] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.luyutea.cz/nabidka/porcelan-7/porcelanove-

konvicky-26/konvicky-se-sitkem-1-88/ [6] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://office.microsoft.com/cs-cz/images/results.aspx?qu

=chemie&ctt=1#ai:MP900400379|mt:2 [7] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www:

http://im-curious.blogspot.com/2010/11/top-10-evil-scientific-minds.html [8] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://office.microsoft.com/cs-cz/images/results.aspx?qu

=chemie&ctt=1#ai:MP900400379|mt:2| [9] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://office.microsoft.com/cs-cz/images/results.aspx?qu

=chemie&ctt=1#ai:MP900400379|mt:2 [10] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://cs.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier

Použité informační zdrojeObrázky[11] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://cs.wikipedia.org/wiki/John_Dalton[12] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.cez.cz/edee/content/microsites/

nuklearni/k43.htm[13] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.psihijatrija.com/psihijatrija

/NOVO/33%20zene%20Nobel.htm [14] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://cs.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Woehler [15] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://office.microsoft.com/cs-cz/images/

results.aspx?qu=chemie&ctt=1#ai:MP900400379|mt:2|[16] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www2.chemistry.msu.edu/portraits/

PortraitsHH_Detail.asp?HH_LName=Curie[17] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.jergym.hiedu.cz/~canovm/objevite

/objev2/hey.htm[18] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://office.microsoft.com/cs- cz/images/

results.aspx?qu=chemie&ctt=1#ai:MP900400379|mt:2|[19] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.freepik.es/vector-gratis/tema-de-la-

bioquimica-icono-vector-de-material_508606.htm[20] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.chempoint.cz/4-workshop-komunity-

biotechpoint-1321394318

Použité informační zdrojeObrázky

[21] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.vekamaf.cz/partner/15788/Pago/17[22] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www:

http://www.svetprumyslu.cz/cz/prumysl/chemicky-prumysl/index.php?from=2[23] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www:

http://www.auma.com/cms/AUMA/czechrepublic/aplikace/1,111004,38816.html[24] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www: http://www.msr.ch/cz/oblasti-pouziti/[25] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www:

http://www.dobry-spanek.cz/rizika-starsich-hypnotik/klasicka-hypnotika-jsou-spise-pasti-nez-lekem-nespavosti-457

[26] [online]. [cit. 2012-03-15]. Dostupné z www:http://www.auma.com/cms/AUMA/czechrepublic/aplikace/1,111004,38816.html

LiteraturaVACÍK, Jiří. Přehled středoškolské chemie. Praha: Státní pedagogické nakladatelství

Praha, 1990. ISBN 80-04-26388-7.

Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A

FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.