Tři muži v laboratoři (neřeknout nic o prvku)

Bunsen, hořák

Německý chemik Robert Bunsen se narodil 30. března 1811 v Gottingen. Jeho otec učil moderní jazyky na University of Gottingen a Bunsen také pokračoval, aby tam získal doktorát. Než se na toto místo vrátil jako lektor, cestoval po Evropě po dobu tří let. Vyučoval také na univerzitách v Marburgu a Breslau, ale byl to jako profesor v Heidelbergu, kde učil od roku 1852 až do své smrti v roce 1899, s nímž je nejlépe spojen. Bunsen se nikdy neoženil, místo toho se rozhodl žít pro své studenty a svou laboratoř, založil vynikající laboratoř a zůstal oblíbený u jeho žáků po celou dobu.

Bunsen byl poprvé přitahován k organické chemii a byl schopen produkovat to, co zůstává jedním z nejúčinnějších antidot pro otravu arsenem – hydrát oxidu železa. Bunsen však při práci s kakodyl kyanidem, arsenovou složkou, ztratil jeden z očí, což ho nutilo, aby se přesunul do jiných disciplín.

V případě, že se cítíte obeznámeni s názvem Bunsen, je to proto, že jste se možná setkali s Bunsenovým hořákem ve svých chemických laboratořích. Spolu se svým laboratorním asistentem Peterem Desagou postavil zařízení, které nyní nese jeho jméno v roce 1855. Část chemických laboratoří po celém světě umožnila Bunsen Burners studovat emisní spektra z vyhřívaných prvků. Vyvolal to velký efekt a předvedl sílu spektroskopie jako nástroj pro vědecký výzkum.

Kirchhoffovy klíčové příspěvky

Gustav Robert Kirchhoff, narozený 12. března 1824 – téměř 13 let po Bunsenu – v Konigsbergu v Prusku (nyní Kaliningrad, Rusko), je německý chemik, matematik a fyzik. Oženil se s dcerou svého profesora matematiky a pár se přestěhoval do Berlína brzy po jejich svatbě.

Gustav Robert Kirchhoff. | Foto kredit: Smithsonian Library / Wikimedia Commons

Bylo to na University of Breslau, kde se stal profesorem ve věku 26 let, Kirchhoff se poprvé setkal s Bunsenem. Duo by spolu dělal skvělé věci, ale Kirchhoff má samy o sobě spoustu nároků.

Kirchhoffovy zákony elektrických obvodů i Kirchhoffovy zákony termodynamiky jsou na jeho počest, nepřekvapivé. Přispěl zásadním příspěvkem a pomáhal porozumět emisi záření černého těla vyhřívanými předměty, elektrickými obvody a spektroskopií. Termín „černé tělo“, ve skutečnosti byl vytvořen Kirchhoffem v roce 1860, téhož roku objevil Cesium s Bunsenem. Také použil emisní spektra ke studiu oblohy a identifikoval 30 prvků na slunci.

Partnerství Bunsen-Kirchhoff

V roce 1854 Bunsen přesvědčil Kirchhoffa, aby se přestěhoval do Heidelbergu, aby jejich spolupráci dále usnadnil. Pracovali na výzkumu, aby se pokusili dokázat, že všechny čisté prvky mají zřetelné spektrum, které emitují. Zatímco práce v této oblasti již byla téměř století, ne -li více, takovým studiím postrádalo systémový přístup a pečlivé vyšetření, které toto duo chtělo přinést ke stolu.

Partnerství pro tuto práci v roce 1859, Bunsen navrhl použití filtrů k blokování barev, jako je žlutá sloučeniny sodíku. Věřil, že takové uspořádání by usnadnilo detekci méně intenzivních barev, které jsou také emitovány jinými prvky.

Kirchhoff mezitím chtěl přizpůsobit metodu, kterou několik dalších – anglického matematika a astronoma John Frederick William Herschel a anglický vědec, vynálezce a průkopník fotografie William Henry Fox Talbot – zaměstnával několik desetiletí dříve. Chtěl zlepšit Bunsenovu techniku ​​přizpůsobením metody Herschel/Talbot, kde bylo světlo procházeno hranolem. Bunsen a Kirchhoff efektivně přišli s jejich verzí spektroskopu.

Kirchhoff (vlevo) stojící vedle Bunsenu. | Foto kredit: Knihovna Pennsylvania University / Wikimedia Commons

V roce 1860 duo analyzovalo spektrální linie pramenité vody z Durkheimu. Je známo, že je bohatý na lithiové sloučeniny, Bunsen si všiml ve spektrech něco jiného. Kromě očekávaných spektrálních linií ze sodíku, lithia a draslíku Bunsen také identifikoval nový obložený dublet, který předtím neviděl. Pojmenoval nový prvek Cesium a pojmenoval jej po latinském slově „Sky Blue“. Duo zveřejnilo svůj objev tím, že jej oznámila 10. května 1860.

Poté, co se Bunsen podařilo získat pouze 2 mg chloridu cesia z 10 litrů lázně vody, pověřil nedalekou chemickou továrnu, aby se odpadil 12 000 galonů pramenité vody, aby izoloval cesium a prostudoval jeho vlastnosti. Přestože se mu nepodařilo získat čisté cesium, byl schopen vytvořit relativní atomovou hmotu prvku jako 128,4 (víme, že 132.9 je nyní hodnota).

Bunsen a Krichhoff pokračovali v pozorování přítomnosti jiného alkalického kovu v lázeňské vodě pozorováním tmavě červené ve spektrálních liniích. Pojmenovali tento prvek Rubidium, opět z latiny pro „Dark Red“. Zatímco duo bylo úspěšné v izolaci Rubidia, nemohly replikovat úspěch v případě cesia.

Setterberg izoluje cesium

Kredit za první izolační cesium jde švédskému chemikovi Carlu Theodor Setterbergovi. Setterberg se narodil v roce 1853 ve Skaraborgu ve Švédsku a začal žít celý život jako průmyslový chemik. Když provedl výzkum pro své PhD, srpen Kekule – jeho nadřízený a profesor chemie na University of Bonn – ho pověřil izolací cesia.

Po extrakci lithia z lepidolitu, rudy skupiny slídy, zbývá hodně odpadního materiálu. Setterberg se rozhodl to použít jako svůj výchozí bod pro izolaci Cesia. Odpadní ruda byla přeměněna na směs potašového kamence spolu se směsicemi Rubidium a Cesium. S pomocí frakční krystalizace byl Setterberg jistý, že dokáže oddělit soli kamence.

To je přesně to, co se stalo, když Setterberg začal s přibližně 350 kg odpadní rudy, než skončil s 10 kg sloučeniny cesia. To bylo víc, než kdy Bunsen měl, což umožnilo Setterbergovi vyzkoušet různé techniky pro izolaci cesia.

Po neúspěšném experimentu, když vyzkoušel metodu redukce uhlíku, kterou Bunsen úspěšně použil k získání Rubidium, Setterberg přešel na elektrolýzu. Setterberg zjistil, že směsi solí cesiových solí na bázi kyanidu byly pro jeho účel ideální, protože v roce 1882 úspěšně izoloval prvek. Ve stejném roce pokračoval v popisu některých jeho vlastností, což dávalo bod tání a hustotu. Poscusterbergův příspěvek se však při rozhovoru o objevu cesia často zmeškal.

Svět vědy se může mnoha divákům cítit divně do té míry, že se při příležitosti zdát neslušných. Objev cesia je příkladem. Kde je izolace Setterbergů často zařazena do poznámky pod čarou v příběhu objevu, opačné zazvonění v případě fluoru je pravdivé. Přestože švédský chemik Carl Wilhelm Scheele významně přispěl k porozumění fluorinu v 18. století, je to francouzský chemik Henri Moissan, který nejprve izoloval prvek o 100 let později v roce 1886, který je s ním vždy okamžitě spojen.

Fakta cesia

Chemický prvek se symbolem CS a atomovým číslem 55.

Je vysoce reaktivní a je to měkký stříbřitě-zlatý alkalický kov.

Kapalina těsně nad teplotou místnosti má cesium bod tání 28,4 ° C.

Současná definice sekundy je založena na cesiu.

Nejslavnější použití cesia je v atomových hodinách.