VII. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ?

Transkript

1 VII. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ? Aqua fortis je [voda], která se destiluje na mocném ohni z ostrých a korosivních [látek] smíchaných v určitém poměru a má mocně korodující sílu podobnou ohni. Tak charakterisoval Andreas Libavius ve svém díle Alchemia (1597) sloučeninu, s jejímž popisem z Lemeryho učebnice chemie jsme se setkali na konci předchozí kapitoly. Autora úvodního citátu jsme poznali již v první kapitole, ted ještě pár detailů. Libavius studoval filosofii, medicínu a chemii na německých universitách; později získal i titul Poeta laureatus et coronatus, o němž řekneme více na jiném místě této knihy. Byl profesorem historie a poetiky v Jeně, městským lékařem v Rothenburgu a poslední leta života působil jako představený akademického gymnasia. Jeho obsáhlý spis Alchemia je sice jedinečný manuál popisující technické zázemí laboratoria a hlavně uvádějící obrovské množství praktických návodů, ale Libavius pořád ještě nepřekročil klíčový bod nebyl to chemik, jak si ho předsta- Obr. 24 Již v minulých staletích se využívalo sluneční teplo, v tomto případě v destilační aparatuře, jejíž dvě varianty uvádí Libavius. Zařízení vpravo je účinnější, protože zadní stěna odráží sluneční záření na destilační baňky. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ? / 231

2 vujeme. Věřil stále v možnost alchymické transmutace. Přes tuto výhradu ho však dnes odborníci řadí mezi nejvýznamnější praktiky přelomu 16. a 17. století. Vrat me se k úvodní větě, v níž se objevuje aqua fortis, silná voda, kyselina dusičná. V Libaviově době se občas používal název aqua dissolutiva, který odrážel schopnost této kyseliny rozpouštět všechny známé kovy jen s jedinou výjimkou zlata. Zároveň tu zaznívá vzdálená ozvěna čtveřice řeckých elementů. Po celé věky se jako aqua, voda, označovaly nejrůznější kapaliny, samozřejmě nejčastěji ty, které se i vzhledem nejvíc podobaly vodě. V Libaviově knize najdeme celou řadu návodů, jak připravit kyselinu dusičnou, některé jsou poněkud sporné, ale nezůstávají nejmenší pochyby o tom, že v jeho době již byla tato sloučenina zcela běžná. Tímto návodem jsme vstoupili do světa silných minerálních kyselin, které změnily svět alchymie i řemesel, a nemalou měrou přispěly k formování chemie. Nejstarší známou kyselinou byla octová, protože nebylo nijak obtížné nechat proběhnout octové kvašení. Někdy to proběhlo i nechtěně, když se víno zkazilo, zoctovatělo. To je ale slabá kyselina, nicméně i ona má korosivní vlastnosti. Ještě jednou připomeňme výrobu zeleného pigmentu, zásaditého octanu měd natého, zavěšením měděných plíšků nad hladinu octa v uzavřené nádobě. Produkt stačilo jen seškrábat. Jak napsal Libavius, aqua fortis má však mocný korosivní účinek. Položme si ted otázku, kdy byly objeveny látky s takovým mocným účinkem, dnes známé jako silné minerální kyseliny dusičná, sírová a chlorovodíková. Kyselinou dusičnou jsme začali proto, že podle současných názorů patří k nejstarším známým kyselinám, ovšem nutno zdůraznit opatrnou formulaci, protože dějiny silných kyselin jsou stále předmětem bádání. Při pátrání po spolehlivých stopách znalosti této kyseliny musíme vyhledat corpus Geberianum. Ted víme, že jen Summa perfectionis je dílem Pseudogebera, kterého jsme zhmotnili jako Paula z Tarenta, zatímco ostatní 232 / ALCHYMIE

3 spisy korpusu jsou pseudoepigrafy Pseudogebera. Jejich datování je sice jen přibližné, ale nejspíš nevznikly s velkým zpožděním po Summě. Rovněž není jasné, z jakých zdrojů čerpali autoři těchto spisů. Naším pramenem bude L. de invetione veritatis z tohoto korpusu, kde vyhledáme kapitolu O rozpouštějících tekutinách a změkčujících olejích, která dílo uzavírá: Ty, mladíku učení, pátrej a prováděj pokusy a neupouštěj od toho, nebot budeš přitom sklízet tisícinásobné plody. Napsal jsem tuto knihu pro tebe a nyní ji chci doplnit údajem o některých rozpouštědlech a olejích, které jsou nezbytné pro naše magisterium Nejprve budu hovořit o naší rozpouštějící vodě 97, kterou jsem byl v naší Summě uvedl tam, kde jsem pojednával o rozpouštění pomocí ostrých tekutin. Formulace tohoto typu svedly v minulosti odborníky na scestí. Neznámý autor se tu totiž hlásí k autorství Summy, kterou nenapsal, a navíc v ní není pojednání o takovém rozpouštění, které zmiňuje. Nicméně je v Summě jedna sporná pasáž, k níž se také dostaneme. Ted konečně návod, jenž je pokračováním předchozího textu: Vezmi nejprve jednu libru vitriolu, půl libry sanytru [dusičnan draselný], čtvrt libry kamence. Vše destiluj a získaná tekutina má mocný rozpouštěcí účinek. Jednoduchý postup vedoucí k významnému výsledku, který probereme z několika hledisek. Začneme chemickým a naznačíme, jak kyselina dusičná v tomto procesu vzniká. Přitom vynecháme kamenec a použijeme, jak bývalo běžné, jen vitriol, což byl obvykle síran železnatý, mohl to být i měd natý. Podstatné je, že při suché destilaci vitriolu vzniká oleum vitrioli, kyselina sírová, které se věnujeme za chvíli. V následujících reakčních krocích reaguje tato kyselina se sanytrem v reakční směsi: KNO 3 + H 2 SO 4 HNO 3 + KHSO 4, KNO 3 + KHSO 4 HNO 3 + K 2 SO V orig. aqua dissolutiva. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ? / 233

4 Když byla v minulém století tato příprava zopakována v laboratorním měřítku, proces byl proveden při 800 C, podařilo se připravit kyselinu dusičnou o koncentraci 51 hmotnostních % s příměsí 0,4 % kyseliny dusité (HNO 2 ). Kyselina dusičná tedy byla známa nejpozději v první polovině 14. století, ale ještě nějakou dobu trvalo, než se alchymisté a řemeslníci seznámili s touto novou vodou. Tak to bývá u řady objevů a v tomto případě se nedá posoudit přínos obou zmíněných skupin, protože používaly často velmi podobné, neli identické postupy. Odhaduje se, že v 15. století již byla aqua fortis dostatečně prozkoumána, aby mohla vstoupit do praxe. Abychom připomněli, že dějiny praktikující laboratorní alchymie jsou neoddělitelně spjaty s řemeslem, přidejme k báňským a hutním odborníkům Agricolovi a Erckerovi ještě jednoho, neméně proslulého. Vannoccio Biringuccio (1480 asi 1539) pocházel z italské Sieny a jeho život byl výrazně spojen s tamní rodinou Petrucciů, která ho dlouho podporovala, takže mohl procestovat nejen Itálii, ale pobýval také v Německu. Jeho zájem směřoval k metalurgii; roku 1513 získal místo ve zbrojnici města Sieny, které však musel o tři roky později opustit, když byl spolu s hlavním mincmistrem obviněn ze znehodnocování mince. Podrobnosti nejsou spolehlivě známy a toto obvinění mělo spíš politické pozadí. Po zklidnění situace dostal Biringuccio roku 1524 v Sieně monopol na produkci sanytru, ale o dva roky později byl znovu prohlášen za rebela a jeho majetek byl zkonfiskován. Život tohoto muže je zrcadlem neklidné renesanční Itálie. Ted tedy pro změnu rebel pobýval znovu krátce v Německu a po návratu do Itálie se roku 1529 proslavil tím, že pro Florentskou republiku odlil obří dělo. Mezitím se situace v Sieně uklidnila a roku 1531 potkáváme Biringuccia jako senátora této republiky. Současně stačí vyrábět zbraně a navrhovat pevnosti pro Parmu a Benátky. Neklidný život tohoto odborníka končí patrně v Římě, kde se roku 1538 stal správcem papežské slévárny a zbrojnice. Píšeme 234 / ALCHYMIE

5 Obr. 25 Ještě jednou z Libaviova díla, kde jsou také vyobrazeny různé typy nádob. Malý kukurbit (A) je vlevo nahoře, typické jsou retorty (O, X, Y), známé v běžné mluvě jako křivule. Nádoba N, také retorta, nesla vznešený název cornu Hermetis, Hermův roh. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ? / 235

6 patrně, protože se nezachovaly dokumenty o místě a datu jeho úmrtí. Představili jsme Biringuccia podrobněji, protože jeho spis Pirotechnia, vydaný posmrtně roku 1540, je nejstarším dílem pokrývajícím celou oblast tehdejší metalurgie. V této knize najdeme všechno, od popisu kovových rud přes různé minerály až po práci s kovy jak drahými, tak obecnými. Jen pro zajímavost, šestá kapitola desáté knihy jeho díla má název Způsob výroby kovových koulí, které se rozprasknou na mnoho kusů, pro střelbu na armády seřazené k boji. Nás však ted nezajímá praotec pozdějších šrapnelů, ale práce s drahými kovy, kterou objev kyseliny dusičné výrazně změnil právě tím, že tato kyselina rozpouští všechny kovy s výjimkou zlata. Tím se nabídla další prubířská metoda, tentokrát na mokré cestě. Pirotechnia nás poučí, jak stanovit množství stříbra, které obsahuje příměs zlata: Především musíš předpokládat, že stříbro, jež si přeješ prozkoumat, je čisté; jestliže není, udělej to tak, v kupele Jak víme, kupelací se neoddělí stříbro od zlata, ovšem slitina těchto kovů se zbaví všech nečistot. Z takové slitiny, v níž převažuje stříbro, se má vykovat tenký plíšek, aby se dal snadno řezat. Kousek se odřízne a zváží, potom vezmi malý kukurbit 98 o obsahu asi jedné a půl sklenice Naplň to zcela nebo trochu tvou aqua fortis a vhod do toho onen malý plíšek, jenž jsi byl zvážil. Kukurbit je poté vložen nad horký popel nebo žhavé uhlíky. Jak jsem ti dříve byl pravil, okamžitě uvidíš, jak se to vaří a stříbro se mění do podoby vody, a spatříš zlato padat na dno jako jemný černý prášek Následovalo ještě čištění tohoto prášku další dávkou kyseliny, takže zežloutl, a po propláchnutí vodou a vysušení se zvážil; tuto hodnotu pak stačilo porovnat s hmotností výchozího vzorku. Prubířství získalo novou metodu. Vrat me se k začátku návodu, kdy se Biringuccio obrací ke čtenáři, aby použil svou aqua fortis. Mínil tím totiž, že i tato 98 Typ baňky používaný hojně alchymisty i řemeslníky. 236 / ALCHYMIE

7 kyselina musela být předem připravena, aby metoda splnila své poslání co nejpřesnější stanovení obsahu zlata ve zkoumaném stříbře. O tom, jak si počínat při této přípravě, se píše v předchozí kapitole: jestliže si přeješ, aby byla tato kyselina dobrá a pracovala dobře, je nezbytné přidat polovinu denaro čistého stříbra na každou libbru kyseliny 99 jakmile to [stříbro] je v ní, uvidíš, že se kyselina zakaluje ale bude to probíhat mnohem rychleji a lépe, jestliže to umístíš nad horký popel. Po krátké době spatříš, že se všechno stříbro rozpustilo do [podoby] vody a uzříš hrubou sraženinu podoby velice bílé křídy padat na dno Pak už stačilo kyselinu jen opatrně slít a používat. Byla dobrá. Cílem tohoto počínání bylo odstranit případně přítomnou kyselinu chlorovodíkovou, která občas vznikala současně s dusičnou z nečistot ve výchozích surovinách. V tomto případě byl nečistotou chlorid draselný obsažený v sanytru. Stříbro přidané k surové kyselině dusičné reagovalo s chloridovými ionty z kyseliny chlorovodíkové na velmi málo rozpustný chlorid stříbrný, což byla ona bílá sraženina. Pokud by v kyselině dusičné zůstala malá příměs chlorovodíkové, při prubířském postupu popsaném před chvílí by spolu s práškovým zlatem vypadával i chlorid stříbrný, což by komplikovalo celý proces. To je případ, kdy je kyselina chlorovodíková jen malou a zde navíc nežádoucí příměsí v kyselině dusičné. Pokud se však poměr obou kyselin změní, efekt je překvapivý, což konstatoval i neznámý autor L. de invetione veritatis, který ovšem netušil, že jde o směs kyselin. Jeho návod na přípravu kyseliny dusičné jsme zakončili konstatováním mocného rozpouštěcího účinku a text pokračuje: [voda] bude ještě ostřejší, jestliže s tím rozpustíš čtvrt libry salmiaku [chloridu amonného]. Tekutina pak totiž rozpouští zlato, síru a stříbro. Zatímco rozpouštění síry a stříbra není podstatné, týž proces se zlatem měl naprosto zásadní význam. Znamenal hlubo denaro = 1,18 g, 1 libbra = 339,55 g. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ? / 237

8 kou změnu v pohledu na tento kov, do té doby nesmrtelný, nezničitelný, když se najednou objevila substance, jež dokázala rozpustit i krále kovů. Připomeňme ještě jednou, že aqua regia, voda královská, kterou známe jako lučavku královskou, je směs HNO 3 : HCl v poměru přibližně 1 : 3. Její objev, jak vidíme opět obtížně datovatelný, byl skutečnou revolucí jak pro alchymii, tak pro řemeslo. Pro alchymii byl spíš větší. Dovolme si exkurs do chemie, totiž vysvětlení mechanismu účinku lučavky královské na zlato. Kdybychom totiž předpokládali, podobně jako u jiných kovů, přímou oxidaci zlata dusičnanovými anionty, lze ukázat na základě elektrochemických úvah, že by taková reakce neprobíhala. Klíčový je v tomto případě jiný proces: HNO HCl NOCl + 2 H 2 O + 2 Cl a vznikající atomární chlor působí jako oxidační činidlo, které teprve reaguje se zlatem: 2 Au + 6 Cl 2 Au Cl. Další kyseliny Jestliže datování objevu kyseliny dusičné zůstává problematické a hovoří se poměrně obecně, že k němu došlo patrně ve 14. století, pak další minerální kyselina, sírová, je na tom podstatně hůř. Dostatečně spolehlivé popisy její výroby jsou příliš pozdního data, ze 16. století, ovšem narážky na ni nalézáme již o dvě století dřív. Podle názoru některých odborníků mohla být tato kyselina známa všude tam, kde jsou ložiska síry, jejímž hořením vznikají oxidy rozpouštějící se ve vodě na kyselinu siřičitou a sírovou. U této kyseliny se setkáváme s nemalými terminologickými úskalími, která jen naznačíme. Navíc, jak jsme viděli, vzniká kyselina sírová z vitriolu jako mezipro- 238 / ALCHYMIE

9 dukt při právě popsané výrobě kyseliny dusičné, ale tehdy to asi nikdo netušil. I když, ale k dalšímu dohadu se za okamžik dostaneme. Popis přípravy kyseliny sírové přímým spalováním síry najdeme u Libavia, jenž nazýval tento produkt spiritus sulphuris, ale pro jiné autory to byl liquor sulphuris, případně oleum sulphuris, přičemž poslední z názvů býval ještě delší. Moderní opakování této techniky ukázalo, že síra, jak se očekává, shoří na oxid siřičitý (SO 2 ) a ten se pomalu oxiduje na vzduchu na oxid sírový (SO 3 ), který se ve vodě rozpouští na kyselinu sírovou. Tak se procesem, jenž trval 14 hodin, podařilo připravit tuto kyselinu jedenáctiprocentní. Běžnější byl postup zmíněný u kyseliny dusičné, vycházející z tepelného rozkladu vitriolů, skalic, modré (CuSO 4 ) nebo zelené (FeSO 4 ). Základní reakce je v tomto případě FeSO 4.7H 2 O FeO + H 2 SO H 2 O. Přitom ovšem velmi záleželo na tom, jak byla výchozí surovina připravena. Pokud nebyla předem vysušena, zůstávalo často jen u spiritu vitrioli, a to veneris nebo martis, podle typu použitého vitriolu. Jiné názvy byly aqua vitrioli nebo liquor vitrioli. Při rekonstrukci se ukázalo, že nejprve vzniká jen zředěná kyselina siřičitá, která přechází postupně při stání na několika málo procentní kyselinu sírovou. Dále tu byla ještě jiná možnost, kterou najdeme rovněž u Libavia: Ostrý olej se zhotoví následovně. Uherský vitriol 100 se vysuší na teplém místě poté, co byl [předem] roztlučen; po třech dnech se rozdrtí a opět suší v nádobě zakryté lněným plátnem; pak se destiluje. Takto získaný vitriolový olej, oleum vitrioli, oleum vitrioli acidum, byl opravdu ostrý; opakování experimentu poskytlo 100 Názvosloví vitriolů bylo rovněž nepřehledné; jako uherský v. se nejčastěji označoval nečistý síran měd natý. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ? / 239

10 kyselinu sírovou o koncentraci 77 hmotnostních %. Podmínkou úspěchu bylo, aby byl výchozí vitriol zbaven krystalové vody. Výsledný preparát byl červená až hnědavá olejovitá kapalina, proto oleum, a narážky na ostrou vodu této barvy nalézáme už ve spisech ze 14. století. Také Summa perfectionis obsahuje větu, která je předmětem diskusí. To je naše i když, použité před chvílí. Pravda, je to v pojednání o medicíně prvního řádu k červenění luny, a text není jasný, ale používá se tu vitriol, jenž se má sublimovat, což je problematické, nicméně mohlo to být sušení. Přesnost vyjadřování je (nebo by měla být) až doménou moderní vědy. Pak následuje kalcinování, žíhání na vysokou teplotu, bohužel však chybí zmínka o použité aparatuře. Potom přichází sporná věta: Poté to budiž rozpuštěno [do podoby] červené vody, která nemá sobě rovnou. Ptáme se, čím je ona voda tak výjimečná. Tím, že výtečně barví stříbro do červena, nebo proto, že je to mimořádně ostrá voda? Uvážíme-li, že se Summa objevila dříve než další spisy Pseudogeberova korpusu, autor nemusel znát kyselinu dusičnou a pak by jeho červená voda neměla sobě rovnou, pokud by to byla kyseliny sírová. Opakujeme, že to je pouhý dohad; žádné další zmínky v Summě nenacházíme. Nejasnosti kolem kyseliny sírové souvisejí také s tím, že o ní dlouho nebyl vážný zájem. Její praktické použití, například jako bělicí činidlo nebo surovina pro výrobu kyseliny chlorovodíkové, začalo poměrně pozdě. Sama kyselina chlorovodíková je ještě větší záhadou než předchozí dvě. Všeobecný souhlas panuje v tom, že byla ze tří minerálních kyselin objevena jako poslední, někdy se uvádí 16. století, z něhož je popis destilace soli, chloridu sodného, smíchané s trochou hlíny. Tato směs se navlhčená zahřívala asi na 1000 C, a moderní opakování vedlo ke kyselině chlorovodíkové o koncentraci 25 hmotnostních %, když hlínu původního postupu nahradila křemičitá sůl. Produkt byl nazýván spiritus salis, někdy též oleum salis. Kyselina chlorovodíková zůstává i nadále záhadou. Nový výrobní postup zavedl v 17. století Glauber, když destiloval sůl 240 / ALCHYMIE

11 zprvu s vitriolem, později zjistil, že je lepší provádět destilaci přímo s kyselinou sírovou, což přešlo v 19. století do průmyslového měřítka. O tomto učenci jsme psali v souvislosti s jeho zázračnou solí, která přitom vznikala, a zmínili jsme dispersi informace o tomto postupu. Ted přidejme rozpaky, jež panovaly také u použití kyseliny chlorovodíkové. Glauber ji například doporučoval ke kořenění pokrmů Dodnes zůstává otazník nad pasáží z anonymního italského rukopisu z první poloviny 15. století, kde se píše: Voda na změkčování kostí. Vezmi římského vitriolu 101 a dobré obecné soli, po jedné libře každého, a rozemel dobře na prášek, poté destiluj a vlož kosti do toho a ponech je tam půl dne. Kosti změknou a můžeš je krájet jako vosk. To je nebo zdá se být původní varianta Glauberova postupu. V kyselině chlorovodíkové by kosti skutečně změkly. Přesto návod zřejmě odborníky nepřesvědčil, takže se objev kyseliny chlorovodíkové klade spíš do 16. století, třebaže se možná opravdu povedl o sto let dříve a zapadl, což bylo osudem nejednoho objevu. Minerální kyseliny hluboce změnily alchymii i řemeslo. Nešlo jen o prubířství s kyselinou dusičnou nebo o rozpouštění zlata lučavkou, i když právě tento proces s nesmrtelným kovem oživil sen alchymistů o alkahestu, universálním rozpouštědle. Najednou se však objevila možnost připravovat rozličné soli, například z jednoho kovu působením různých kyselin. Ukazovaly se rozdíly v průběhu těchto reakcí, někdy se přitom tvořily bublinky bezbarvého, jindy barevného plynu, také vzniklé soli se někdy lišily barvou, rozpustností ve vodě. Dlouho panoval zmatek. Například ještě pro chemika Lemeryho byly vitrioly nejen síran měd natý a železnatý, ale také dusičnan stříbrný, který nazýval vitriolum lunae. Porovnávání vlastností solí dovolovalo činit první jednoduché závěry o jejich reaktivitě, ale prosazovala se také stále více myšlenka, která sahá přinejmenším k Arnaldovi z Villanovy. K tomu skutečnému, lékaři, 101 I to byl obvykle nečistý síran měd natý. CO VYŠLO Z LABORATORIÍ? / 241

12 jenž hledal různé chemické preparáty, které by měly medicínské účinky. Množství nových solí dodalo tomuto trendu mocný impuls. Přitom právě alchymisté, kteří hodně experimentovali, připravovali svými návody na různé sloučeniny půdu, na níž se zvolna rodilo chemické myšlení. Alchymie tak pracovala proti sobě. S každým novým poznatkem se blížil okamžik, kdy se ukáže nesprávnost jejích teorií. Tento proces byl pozvolný, řemeslo, alchymie a zárodečná chemie, někdy se hovoří o protochemii, se zvlášt výrazně prolínaly přinejmenším od 16. století, ale až ve druhé polovině následujícího nabývalo chemické myšlení vrchu. Připomeňme však Glaubera, vypracovávajícího chemické technologie a současně přesvědčeného o možnosti transmutace kovů. Ještě ne chemik, ale také už ne plnohodnotný alchymista, jakými byli bezprostřední následovníci Pseudoarnalda a Pseudolullyho. Na druhé straně, podíváme-li se na počet alchymických spisů vydaných tiskem, vidíme, že tato nauka měla silnou posici ještě ve druhé polovině 17. století. 102 Jejím teoretickým základům vysvětlujícím transmutaci dodala renesanční Evropa ještě jeden kámen. Symbolicky poslední a jeho tvůrce si zasluhuje zvláštní pozornost. Než se k němu dostaneme, vydejme se na okamžik do vzdáleného světa, abychom udělali za minerálními kyselinami nikoli tečku, ale otazník. Indické záhady V této knize se věnujeme téměř výhradně evropské alchymii, ale právě v diskusi týkající se silných minerálních kyselin je vhodné podívat se také jinam, do Indie. Nebude to poprvé, ale tentokrát musíme být trochu podrobnější. Především konsta- 102 Uvádí se, že od začátku knihtisku do roku 1800 vyšlo skoro 4700 alchymických titulů, z nichž bylo přibližně 1700 latinských a stejně tolik německých. Charakteristická maxima v počtu vydaných knih jsou tři: , a / ALCHYMIE