Příloha č. 2 Studijní materiál Historie chemie – kompletní text Text zpracovaný autorem této závěrečné práce je zobrazen černou barvou písma, text který byl již součástí diplomové práce Petry Křivánkové1 je zobrazen šedou barvou písma. 1 KŘIVÁNKOVÁ, Petra. Historie chemie [online]. 2013 [cit. 2013-12-15]. Diplomová práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta. Vedoucí práce Hana Cídlová. Dostupné z: http://is.muni.cz/th/252808/pedf_m/ MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra chemie Historie chemie Hana Cídlová, Petra Křivánková, Barbora Loučková, Jan Pařízek, Kamil Štěpánek, Barbora Valová Brno, 2014 2 ÚVOD - POSLÁNÍ STUDIJNÍHO MATERIÁLU Studijní materiál je určen pro studenty volitelného předmětu Historie chemie. Je součástí řešení pro- jektu FR VŠ 464/2011. Cílem není obsáhnout celý historický vývoj chemie, ale přiblíţit některé důleţité chemické mezníky v dějinách lidstva a provázanost přírodních věd v průběhu staletí. Historie chemie sahá k samým počátkům lidstva, aţ do pravěku a chemie aţ dosud v lidské historii značnou měrou přispívala k uspokojení intelektuální zvědavosti a k materiálnímu pohodlí lidstva. Vývoj přírodních věd se v posledních dvou stoletích velmi zrychlil. Do budoucna však musí být rovno- váha ve všech oblastech lidského vzdělání. Lidstvo by trpělo a strádalo, kdyby všechny mladé chytré hlavy byly zaměstnány pouze přírodními vědami. Musí být také někdo, kdo dobře rozumí lidským vzta- hům, protoţe se ukazuje, ţe právě odtud lidstvu nyní hrozí největší nebezpečí. A toto nemůţe být vy- řešeno ani největším úsilím sebekvalitnějších přírodních věd, přestoţe ty mohou napomoci alespoň k vývoji šetrnějších a efektivnějších metod vyuţívání přírodních bohatství Země. Vědci musejí mnohem více neţ dříve uvaţovat o moţných následcích svých aktivit. A nevědečtí vůdci musejí mít lepší před- stavu o povaze a limitujících faktorech vědy. Věda ještě můţe pro lidstvo udělat velmi mnoho, avšak člověk také pomocí vědy můţe sám sebe zni- čit. 3 PRAVĚK Pravěk je nejdelší období lidských dějin. Začíná vývojem člověka a končí ve chvíli, kdy se na daném území začalo pouţívat písmo obvykle spojené s vytvořením nějaké formy státu. Proto skončil na růz- ných místech světa v různou dobu. Dokud nemůţeme (pravěkou) minulost zkoumat v psané podobě, nazíráme ji podle materiálu, ze kterého si lidé (resp. jejich předchůdci) vyráběli nástroje – doba ka- menná, bronzová, ţelezná,…. Vývoj člověka dnešního typu byl ukončen zhruba před 40 000 lety. V pravěku odlišíme následující základní období: Paleolit (starší doba kamenná) Mezolit (střední doba kamenná) Neolit (mladší doba kamenná) Eneolit (doba měděná) Doba bronzová Doba ţelezná Paleolit (starší doba kamenná) Paleolit (starší doba kamenná) je nejstarší a nejdelší období lidských dějin. Začal v době, kdy se člo- věk zručný poprvé (Homo habilis) naučil uţívat nástrojů (rozhraní třetihor a čtvrtohor) a skončil kon- cem poslední doby ledové. Hlavním úkolem člověka v této době byl boj o udrţení existence. Podstatnou činností byl lov, zejména stádové zvěře, doplňovaný sběrem rostlin a plodů. Avšak největším úspěchem pravěkých lidí bylo zjiš- tění, jak ovládnout oheň. Nejdříve byl oheň vyuţíván jako ochrana před divokou zvěří a zdroj tepla a světla. Postupně se ale člověk naučil oheň vyuţívat v daleko širším měřítku k nejrůznějším činnos- tem, především k přípravě jídla a dalších řemeslných dovedností. Tím byl umoţněn vznik hrnčířství (8. tisíciletí př. n. l.), zpracování kovů (od 6. - 7. tisíciletí př. n. l.), výrobu kovů z rud (od 4. tisíciletí př. n. l.) a výrobu skla (od 4. tisíciletí př. n. l.) Fosilní důkazy prvních ohnišť se datují do doby před 250 000 lety a vrstvy popela z Číny jsou staré aţ 400 000 let. Přesto je moţné, ţe oheň byl vyuţíván jiţ před 1,5 milionem let. Hoření bylo první che- mickou reakcí, kterou člověk ovládl a vyuţil ke svému prospěchu. Oheň je dynamický děj, který má schopnost přeměňovat látky a jejich vlastnosti. Můţeme říci, ţe se chemie zrodila v ohni. Podstata hoření zůstala ovšem tajemstvím aţ do dob A. L. Lavoisiera (18. století). Význam ohně je technologický, potravinářský a sociologický. Mezolit (střední doba kamenná) Mezolit (střední doba kamenná) označuje období, jehoţ časové vymezení přímo závisí na ústupu poslední doby ledové (na ústupu ledovce k severu) a šíření zemědělství z jihu (tedy z Blízkého výcho- du). V různých zemích se udává rozdílně - pro střední Evropu cca 8000 – 5000 př. n. l. Jako poslední předzemědělská epocha je chakteristický přizpůsobováním lovců a sběračů na rychle se oteplující kli- ma. Výroba nástrojů této doby je rozšířena o mikrolity = miniaturní kamenné nástroje. Neolit (mladší doba kamenná) Počátky neolitu (mladší doby kamenné) začínají jiţ 9 000 let př. n. l., konec tohoto období představuje eneolit (polovina 5. tisíciletí př. n. l.). V období neolitu vzniklo zemědělství a počátky chovu dobytka. Lidé začali záměrně a cílevědomě vyrá- bět, co potřebovali k ţivotu. Zemědělské práce vyţadovaly nové druhy nářadí. Lidé potřebovali nástro- je pro rozrývání, kypření půdy a ke slizni obilí. 4 Nový způsob ţivota přinutil lid vyřešit mnoho otázek. Lidé potřebovali uskladnit přebytky vypěstova- ných potravin, proto začali vyrábět hliněné nádoby, naučili se je vypalovat, a tak zvyšovat jejich pev- nost. Vzniklo hrnčířství, které se samostatným řemeslem stalo v době eneolitu. První známé vyuţití hrnčířských výrobků bylo kolem 10 000 př. n. l., keramická pec byla známa od 8 000 př. n. l. Eneolit (doba měděná) Eneolit (doba měděná) se datuje od poloviny 5. tisíciletí př. n. l. do 3. tisíciletí př. n. l. V této době se objevily kvalitativní změny ve způsobu obdělávání půdy - pouţití oradla, taţné síly dobytka, uţití prvních vozů. V eneolitu se pouţívaly dva známé druhy výrobních materiálů – tradiční kámen a nové kovy, zejména zlato, stříbro a měď, která byla v této době povaţována spíš za prestiţní záleţitost neţ ekonomicky vý- znamný činitel. Zlato lidé zpracovávali na ozdoby za studena jiţ před 6000 - 5 000 let př. n. l. Pravděpodobně bylo zla- to prvním kovem, s nímţ se lidstvo setkalo, ať uţ dobýváním nebo z náplaveb řek. Stříbro poznali lidé později, protoţe se nevyskytovalo tak často ve formě čistého kovu jako zlato. Byla známa slitina zlata a stříbra (tyto kovy se v přírodě nacházely společně) pod názvem „as“, ale lidé zla- to a stříbro společně přítomné ve slitině od sebe neuměli oddělit. Hlavní význam stříbra spočíval v jeho pozdějším vyuţití - zejména v mincovnictví (v eneolitu mince ještě nebyly) Měď nacházeli pravěcí lidé v přírodě čistou (bez příměsí jiných nerostů). Její předností bylo, ţe se dala snadno opracovávat. Nejstarší civilizace patrně znaly i antimon. Úlomky vázy z čistého antimonu se našly v Mezopotámii a jsou staré asi 6 000 let. Doba bronzová Doba bronzová se datuje od 3. do 2. tisíciletí př. n. l. Následně přechází v dobu ţeleznou. Význam- ným objevem doby bronzové byla slitina cínu a mědi, dnes nazývaná bronz. V této době došlo k rozší- ření nové techniky výroby – odlévání kovů do forem a pouţívání nýtů (součástka určená pro spojování různých předmětů). Bronz byl znám od 4. tisíciletí př. n. l. v Mezopotámii a Jiţním Íránu, odkud se jeho pouţívání rozšířilo do celé Evropy. Bronz pouţívaný v Jiţní Americe obsahoval na rozdíl od bronzu pouţívaného v Evropě také toxický arsen. Z toho důvodu nebyl v Jiţní Americe vyuţíván při výrobě nádobí. Zpracování bronzu dosáhlo nejvyšší dokonalosti v Číně. Velké bohatství čínských nalezišť mědi a cínu napomohlo k dokonalosti čínského kovolijectví a kovotepectví. Bronzové nádoby byly pouţívány přede- vším při bohosluţbách. Jemné ozdoby nádob byly vytvořeny odléváním v tzv. ztracených formách. For- my byly tvořeny z vosku a vysypány tuhou, aby na určitou dobu odolaly ţáru roztaveného kovu. Právě takto mohly vzniknout ty nejjemnější vzory. Je pravděpodobné, ţe bronz byl znám dříve neţ čistý cín. Svědčí o tom nejstarší nálezy sekyr, šípo- vých hrotů, oštěpů a jiných předmětů. 5 Doba ţelezná Ţelezo je lidstvu známo jiţ od prehistorické doby, avšak ne všechny nálezy v přírodě lze pokládat za lidské výtvory. Ţelezné kuličky staré 6000 let, které se nachází v přírodě, jsou meteorického původu. Ani později nalezené vzorky, které vznikly redukcí rud obsahujících ţelezo dřevěným uhlím, nelze po- vaţovat za odlité člověkem, protoţe bez pouţití měchů nelze dosáhnout patřičné teploty pro jeho re- dukci. Výroba ţeleza má své počátky u národa Chetitů v Malé Asii asi okolo 1500 př. n. l. Chetité dokázali ja- ko první národ zpracovávat ţelezo, ze kterého vyráběli zejména své proslulé a všemi obávané zbraně. Ze ţeleza odlévali také sošky, nádoby a mísy. Výrobu ţeleza velmi dobře střeţili a k jeho rozšíření tak došlo teprve po rozpadu Chetitské říše někdy okolo roku 1200 př. n. l., kdy začíná doba ţelezná. Od nich se výroba ţeleza šířila na Balkán a v průběhu 7. - 6. století př. n. l. pronikla i do střední Evropy. 6 STAROVĚK Ve starověku odlišíme dvě základní etapy: staroorientální svět a antický svět. Staroorientální svět V subtropickém pásmu s příhodnými klimatickými podmínkami vzniklo nejprve zemědělství a s předsti- hem před ostatním světem také vysoce organizované společenství, jehoţ správný chod úzce souvisel se záznamem i uchováním celé řady činností a údajů. Vznikem písma tak lidstvo vstoupilo v oblasti Blízkého východu, Mezopotámie, Indie a Číny do historické, civilizační epochy. V nilském údolí vznikl cca 3000 př. n. l. stát starých Egypťanů, který si v průběhu téměř třítisíciletého vývoje uchoval poměr- ně homogenní neměnný charakter aţ do let 530-520 př. n. l., kdy celý