Chemie

Tentokrát se podíváme na další kreslenou mapu, tentokrát se zaměřením na chemii. Co vše do tohoto oboru patří a jak se chemie dělí?

Drahé kovy se v malých množstvích nachází všude kolem nás. Stříbro se průmýslově získává převážně z jeho rudy, v tomto díle se však Cody bude pokoušet získat tento vzácný kov jinak, a to poměrně netradičním způsobem.

V dnešní epizodě Veritasia se bude Derek zabývat svářením za studena. Jde o poměrně nový jev, který byl poprvé popsán ve 40. letech 20. století. Pojďte se podívat, kde by se dalo využít nebo kde způsobilo nepěkné potíže.

Kyanid je znám tím, že se jedná o silný, ale levný jed. Cody v tomto videu roztok kyanidu vypije. Jak zařídí, aby po něm nezemřel?

V tomto videu z kanálu SciShow se dozvíme, které chemikálie se mohou pyšnit titulem nejnebezpečnější a proč. Pozn.: Azidoazide azide nemá český název, proto jsem jej v titulcích nechala tak, jak je.

Titan je prvek s protonovým číslem 22. Je to přechodný kov objeven v Anglii roku 1791 Williamem Gregorem. Titan mají jistě všichni spjati s něčím obrovským, pevným a nezničitelným, jako byli například Titáni z bájného Řecka, otcové a matky bohů, po kterých je tento prvek pojmenován. Svoje jméno nedostal nadarmo, je to opravdu pevný prvek a používá se ke stavbě vesmírných plavidel. Pojďte se podívat, kde se s ním setkají chemici a kde úplně každý.

Lithium je nejlehčí kov. Je první v řadě alkalických kovů a má protonové číslo 3. Jeho jméno v řečtině znamená kámen. Lithium je méně známý kov, přesto je vysoce důležitý. Používá se do baterií. Podíváte-li se na svůj mobil, uvidíte na něm nápis LiIon, což znamená lithiové ionty. Pravděpodobně ve všech bateriích, které má běžně každý doma, je lithium. Kdybychom ho vyndali a nechali reagovat s vodou jako vědci z videa, vyrobili bychom hydroxid lithný a vodík. Hydroxid je silná zásada a vodík je vznětlivý plyn - výborné jako výchozí látky do jakýchkoli domácích pokusů či vynálezů. Lithium se těžilo jeden čas u nás na Cínovci v r. 1953, letošní rok by se mělo podle zdrojů lithium začít těžit znovu. Pojďme se podívat, co dělalo lithium při výbuchu největší vodíkové bomby, kterou kdy USA odpálily. Poznámka: Důležitost lithia stoupá s tím, jak roste využití obnovitelných zdrojů energie a například elektroautomobilů. Říká se mu také "nová ropa" a stojí na něm například obrovský kus podnikání vizionářského miliardáře Elona Muska, majitele Tesly, SpaceX a spoluzakladatele PayPalu. Poznámka 2: Bomba testovaná při Castle Bravo byla dle wikipedie 1000x silnější, než bomba shozená na Hirošimu. Proti největší vyzkoušené bombě, Car-bombě (taktéž "vodíková", ale sovětská), byl však výbuch přibližně pouze třetinový.

Draslík je lehký kov stříbrné barvy, který na vzduchu explozivně reaguje s vodními parami, proto ho v přírodě najdeme pouze ve sloučeninách. Na vodě plave, ale moc dlouho se na ní neudrží, protože zreaguje, jak uvidíte ve videu. V našem těle hraje důležitou roli při všech procesech, označuje se jako makroprvek - tedy prvek, kterého musíme užívat poměrně velké množství. Jedna z potravin, která ho obsahuje nejvíce, je například banán. Profesor mluví o pálení zahradního odpadu. Vznikne potaš, ke kterému když dodáme moč, koňský trus a další látky bohaté na dusičitany, vyrobíme jednu ingredienci potřebnou pro výrobu střelného prachu. Čistý draslík se příliš nevyužívá, důležité jsou hlavně jeho soli, například dusičitan draselný. Pojďme se podívat, jak pomocí draslíku můžeme vyrobit zrcadlo.

Alkohol jistě všichni znají, možná ho někteří právě teď mají v krvi. Tedy všichni ho máme v krvi, ale někteří z nás v poměrně větším množství. Málo kdo však ví, že je jen jeden alkohol, který pijeme, a to sice ethanol. Alkoholem se rozumí jakákoliv organická sloučenina, která má někde na řetězci navázanou skupinu OH - hydroxylovou. Samostatnou skupinu pak tvoří fenoly, které se mezi alkoholy neřadí a jenž mají OH na aromatickém jádře - benzenu. Ethanol se v přírodě vyskytuje poměrně často. Když napadá ovoce na zem, začne plesnivět, bakterie rozloží glukózu a vzniká ethanol. Jsou známy případy, kdy například žirafy nebo primáti konzumovali shnilé ovoce právě kvůli jeho obsahu ethanolu. Takže nejsme jediný živočisný druh, který se jím nechává opíjet. Chemici používají alkoholy ne kvůli jejich narkotickým účinkům, ale kvůli tomu, že je vynikajícím rozpouštědlem. Pojďme se podívat, jak můžeme získat téměř čistý ethanol z obyčejného piva.

Přestože kyslík nezbytně potřebujeme k životu, je to to velice nebezpečný prvek. Statistiky uvádějí, že 100 % lidí, kteří kdy přišli do styku s kyslíkem, zahynuli. Dihydrogen monoxid je polární rozpouštědlo, kterého máme v těle až 60 %. Na světě je ho však ještě více a některé zdroje uvádějí, že až 71 % povrchu zemského je pokryto právě touhle nebezpečnou substancí. Oheň, neboli oxidace, je mimo jiné způsoben navazováním kyslíku na uhlík, což vyvolává bouřlivou reakci, u které si občas opékáme buřty. Do veřejných bazénů a vodovodů přidáváme chlór, ale je to právě kyslík, který zabijí bakterie a různé škodlivé mikroorganismy. Reakce chlóru s vodou vytvoří na krátký moment jednoatomární kyslík, který je baktericidní. Kyslík je na zemi nejrozšířenější prvek, kde existuje ve formě minerálů. Ať už vezmete jakýkoliv kámen, můžete si být skoro jistí, že je v něm vázaný kyslík. Jeho protonové číslo je 8, ale pojďme si už ukázat některé jeho reakce.

Tým chemiků z Nottinghamské univerzity natáčí na kameru Brady Haran. Je to stejný muž, který natáčí Sixty Symbols a Numberphile. Profesor Martyn Poliakoff je na této škole přednášejícím a mimo jiné pionýrem v tzv. zelené chemii. Periodická videa jsou točena v podstatě na základě jeho podnětů a jsou většinou naprosto bez přípravy. V tomto videu bude Ph.D. Pete Licence zažehávat jistou reakci, která měla podle mnohých skeptiků a očitých svědků jako součást konspirace způsobit pád dvojčat 11. září 2001. Reakce tak exotermická, že se prý nedá uhasit. #JetFuelCan'tMeltSteelBeams Železo je všude kolem nás a hlavně pod námi - tekuté tvoří jádro, které nás svým magnetickým polem udržuje na zemi a chrání před zničující silou Slunce. Ferrum je 4. nejzastoupenější prvek na Zemi. Průmyslově se získává nejčastěji z rudy magnetovce (oxid železnato-železitý) nebo krevelu (oxid železitý) ve vysokých pecích samozřejmě hojně i u nás. Podívejte se, jak se dá vtipně využít na zastavení dopravy.

Uran jistě všichni dobře znají ve spojitosti s jadernou energií. Získává se z rudy uraninitu, který se těžil i u nás například v Jáchymově nebo u Příbrami. V jaderném průmyslu se používá jeho izotop 235, což znamená, že jeho atom má 235 nukleonů - protonů a neutronů. Jako většina kovů má stříbrně lesklou barvu, pokud není zoxidovaný, pak je šedý. Je však velice těžký a je to jedna z mála látek, které mají tak velkou atomovou hmotnost a jsou stabilní. Marie Curie-Sklodowská by vám o uranu pověděla svoje. Studovala ho tak podrobně, že ho nosila kusy po kapsách a její deníky jsou až do teď příliš radioaktivní na to, aby je někdo četl. Jak s ním pracují vědci z nottinghamské univerzity, se podívejte ve videu.

Vodík v Mendělejevově tabulce zaujímá první místo, což z něj činí ten nejlehčí a nejjednodušší prvek. Ve vesmíru je ze všech ostatních prvků nejpočetnější - graf. Naše Slunce je poháněno fúzí dvou vodíků za vzniku hélia a obrovského množství energie, proto na naší studené osamělé planetě nezmrzneme. Je to makrobiogenní prvek. To znamená, že je v podstatě ve všech molekulách našeho těla a velkou částí se podílí na našem fungování. Už samotnou vodu tvoří vodík spolu s kyslíkem. Kyseliny jsou definovány jako látky schopné odštěpit kation vodíku H+, což je v podstatě jádro vodíku bez elektronu. Jeho nespárovaný elektron v s orbitalu a jeho velmi malá hmotnost z něj dělají velice ochotného partnera pro prvky na druhé straně tabulky, se kterými velmi laskavě sdílí svůj elektron - s fluorem tvoří fluorovodík leptající sklo, s chlórem kyselinu chlorovodíkovou rozežírající potravu v našem žaludku a s dusíkem amoniak, který po štěpení bílkovin odchází z našeho těla ve formě močoviny. Podívejte se, co o něm mohou říct letití chemikové.

NaK - slitina dvou vysoce reaktivních kovů z 1.A skupiny patřící pod alkalické kovy. Sodík a draslík velmi ochotně odevzdávají svůj valenční elektron a tak snadno tvoří sloučeniny, to z nich dělá účinné reduktanty, v Beketovově řadě jsou mezi prvními. Kvůli tomu, že je to látka extrémně nebezpečná, v běžném životě se s ním nesetkáme. Užívá se zejména pro chlazení jaderných reaktorů, jak již bude zmíněno ve videu.

Fluor - nejreaktivnější ze všech prvků. Je to biogenní prvek přirozeně se vyskytující v našich zubech a kostech. Jde pomocí něho vyrobit ta nejsilnější kyselina - fluoroantimoničná, která je až 2×10^20 silnější než 96% kyselina sírová. Teflon je z fluoru a fluor obsahovaly i nechvalně známé freony, které ničily naši ozonovou vrstvu. V dnešní době nachází uplatnění zejména při separaci uranu.

V dalším videu od kanálu Periodic Videos se podíváme blíže na uhlík - pro nás snad nejdůležitější prvek. Naše těla jsou tvořena uhlíkem, plasty jsou z uhlíku, píšeme pomocí uhlíku a dokonce podle jeho poločasu rozpadu zjišťujeme stáří archeologických vykopávek. Jeho schopnost vázat se čtyřmi směry z něj udělala skutečně výjimečný prvek. Pojďme se podívat například na jeho poměrně mladou a zvláštní formu - buckyballs, miniaturní fotbalové míče získávané ze sazí po spalování pohonných hmot.  

Periodic Videos je populárně-naučný youtube pořad, na kterém se můžeme dozvědět skoro vše o prvcích z periodické tabulky. Tým zkušených chemiků se zabývá chemickými vlastnostmi prvků, vysvětluje jejich každodenní využití a provádí názorné experimenty. Například princip mrazničky pro vás může být procházka španělskou vesnicí, po zhlédnutí pár videí z tohoto kanálu se z vás stane odborník na fungování běžných věcí z vašeho okolí. Helium - prvek, který vtipně zvyšuje hlas a vynáší do oblak balonky. Kdo by však hádal, že najít ho můžeme i v nemocnicích...

Michael se netají tím, že své fanoušky přímo zbožňuje. V dnešním díle se přizná, že by se s nimi i oženil, ale přemýšlí, z jakého materiálu by bylo nejlepší vyrobit snubní prsten. Který je tím nejvzácnějším? Pokud nevíte, sledujte dnešní video. 

Zajímalo vás někdy, jak by se doma snadno dalo vyrobit raketové palivo, které by se dalo použít k pohonu podomácku vyrobených raket? V tomto jednoduchém návodu se to dozvíte. Samozřejmě musím dodat, abyste to doma nezkoušeli, pokud se v tom alespoň trochu nevyznáte.

O frakování jste už možná slyšeli. Nedávno i zprávami v ČR proběhla informace o tom, že některé společnosti mají zájem těžit zemní plyn z břidlicového podloží. Avšak jsou možné zisky větší než rizika?

Pokud jste byli na mé přednášce na Festivalu Fantazie o naučných videích, tak víte, že jsem slíbil dodání videa z tohoto velmi oblíbeného a oceňovaného naučného kanálu. A sliby se mají plnit, tudíž vám přináším video o jednom z nejzákladnějších prvků.