Vzduch z dřevěného uhlí?
"Vzduchy pak sestávají z vody nebo vodní páry spojené s nějakými dalšími látkami, všemi neznámými, s výjimkou dřevěného uhlí." Potud věta z dopisu ze 30. srpna 1794. Jakoby existovalo více druhů vzduchu a navíc by v nich mělo být nějak obsaženo dřevěné uhlí.
Adresátem byl doktor Thomas Beddoes (1760 - 1808), anglický lékař, jenž o čtyři roky později založil Pneumatic Institute, zařízení, kde se měli nemocní léčit vdechováním vhodných plynů. Zajímavý je odesilatel: James Watt (1736 - 1819), muž, jehož si obvykle spojujeme s parním strojem, který zdokonalil a tím uvedl do praxe.
Při pokusech s parním strojem dospěl Watt k zájmu o vodu, vodní páru a obecně o plyny. Když se na něj Beddoes obrátil s nabídkou spolupráce v souvislosti s medicínským použitím plynů, Watt přijal. Úvodní věta je obraz propletence, jaký panoval v chemii koncem 18. století.
Vlámský učenec Johann Baptista van Helmont (1577 - 1644) se zasloužil o zavedení termínu "gas" ve smyslu plyn. Do té doby se všechny plyny označovaly jako "vzduch", což bylo dědictví starořecké přírodní filosofie. Ovšem ještě ve Wattově době doznívala teorie flogistonu, záhadné hmotné substance, jež měla být ve všech látkách, které mohou hořet.
Když Angličan Henry Cavendish (1731 - 1810) prokázal jednoznačně, že voda není elementární substance, ale chemická sloučenina, učinil tak spalováním vodíku v čistém kyslíku. Učenec označoval vodík za čistý flogiston, zatímco kyslík, který sám nehoří, byl v jeho názvosloví "deflogistonovaný vzduch". Cavendish tedy nejen zůstal zastáncem flogistonu, ale také "vzduchu".
Co vlastně dýcháme?
Antoine Laurent Lavoisier (1743 - 1794) nazýval v té době vodík hydrogene, z řečtiny ve smyslu "dávající zrod vodě", a kyslík oxygene, "dávající zrod kyselině", neboť prý je tento prvek základem všech kyselin. Víme, že není; připomeňme si třeba chlorovodíkovou. Ani tento slavný Francouz nebyl důsledný, takže dospěl k závěru, sice správnému, totiž že v procesu dýchání vzniká oxid uhličitý, ale nazýval ho "fixní vzduch". Sotva si lze představit nepřehlednější situaci tím spíš, že Lavoisier vyvrátil teorii flogistonu, ale ne všichni tehdejší vědci to akceptovali.
Watt se více zajímal o různé "hořlavé vzduchy" a navíc soudil, že se různé plyny mohou navzájem proměňovat. Jako skalní přívrženec flogistonu zastával názor, že hydrogene je ve skutečnosti dřevěné uhlí "dokonale spojené s vodou". Vycházel totiž z toho, že dřevěné uhlí shoří prakticky beze zbytku, takže je buď velmi příbuzné flogistonu, ale spíš je s ním totožné.
Jak napsal, "deflogistonovaný (kyslík), fixní (oxid uhličitý) a hořlavý (vodík) vzduch jsou v zásadě jen chemické varianty jednoho vzduchu", které podle něj vznikají z toho běžného vzduchu kombinací s různým množstvím tepla. Jako konstruktér tepelného stroje, byl zaujat teplem, které pokládal za hmotnou substanci. Tento učenec opravdu rozlišoval více druhů vodíku podle způsobu jejich přípravy. Nejlepší "hořlavý vzduch" vznikal podle něj působením kyselin na kovový zinek. Méně kvalitní byl "hořlavý vzduch" vznikající reakcí kyseliny sírové se železem. Ve skutečnosti vzniká opět vodík, ale samozřejmě se při těchto výrobách mohly v plynu objevit různé příměsi. Nejlepší však byl podle Watta "nauhlíkovaný hydrogen" neboli "hydro-karbonát" vznikající z dřevěného uhlí, vody a tepla.
Jak to bylo s Wattovou léčebnou metodou
To, co Watt připravil, byly plynné uhlovodíky, zdá se že především methan. On ale napsal, že "se žádná látka nerozpouští v takovém množství v hořlavém vzduchu jako dřevěné uhlí, a žádná se s ním [hořlavým vzduchem] tak těsně nespojuje". Plyn, který Watt připravil, byl podle něj jakýmsi plynným roztokem dřevěného uhlí. Slavný vynálezce se mýlil i v tom, když se domníval, že právě dřevěné uhlí musí vstoupit do krevního oběhu, aby se dostavil léčivý účinek.
Podle jeho názoru prý není pravděpodobné, že by se takový efekt dostavil při podávání "nasyceného roztoku dřevěného uhlí v oxygenu", protože plíce by to nedokázaly rozložit. K tomuto "nasyceném roztoku" připsal, že má na mysli fixní vzduch (tedy oxid uhličitý). Jeho podávání by však bylo stejně problematické jako methanu. Podle Watta byl z medicínského hlediska nejméně účinný "lehký hořlavý neboli hydrogenní vzduch", protože je nejdokonalejším spojením dřevěného uhlí s vodou. Zde měl na mysli vodík. V důsledku toho se z něj prý dřevěné uhlí nemůže v krvi oddělit a působit na organizmus. Posléze napsal: "Myslím, že účinek hydrogenu (tak zvaného) závisí výhradně na hydro-karbonátu, který obsahuje ..." Opět stejný omyl - Watt pokládal methan za jednu z forem vodíku.
Wattova dcera Jessy zemřela na tuberkulosu 6. června 1784. Když později dr. Beddoes zavřel svůj Pneumatic Institute, Watt trval dále na svých názorech a usiloval o použití plynů, především svého hydro-karbonátu, nečistého methanu, pro léčení tuberkulosy. V té době s ní začal bojovat jeho syn, bohužel stejně neúspěšně jako před tím dcera. Jedna z kapitol dějin výzkumu plynů, kapitola plná zmatení a omylů, se tragicky uzavírala.
O Jamesi Wattovi v souvislosti s chemií plynů jsme hovořili v historickém magazínu Zrcadlo, kterým měl premiéru 9.1.2009.
E-shop Českého rozhlasu
Víte, kde spočívá náš společný ukrytý poklad? Blíž, než si myslíte!
Jan Rosák, moderátor
Slovo nad zlato
Víte, jaký vztah mají politici a policisté? Kde se vzalo slovo Vánoce? Za jaké slovo vděčí Turci husitům? Že se mladým paním původně zapalovalo něco úplně jiného než lýtka? Že segedínský guláš nemá se Segedínem nic společného a že známe na den přesně vznik slova dálnice? Takových objevů je plná knížka Slovo nad zlato. Tvoří ji výběr z rozhovorů moderátora Jana Rosáka s dřívějším ředitelem Ústavu pro jazyk český docentem Karlem Olivou, které vysílal Český rozhlas Dvojka.
