Kémiai kalandozás a képtárakban

Bevezető

Egy képtárban nem csak a művészettörténeti ismertető füzetek kalauzolásával lehet végigmenni, hanem a kémikus–fizikus szemével is. Ne csak a művészettörténeti vonatkozásokat, a kompozíciót, a festő színvilágát, az ecsetkezelést, esetleg a történelmi, a bibliai vonatkozásokat figyeljük meg, hanem

• a festmények természettudományos vonatkozásait
• a festményen ábrázolt kémiai, fizikai jelenségekkel kapcsolatos kérdéseket és asszociációkat
• sőt, rejtvényes kérdések, számolási feladatok is felvetődhetnek a képekkel kapcsolatban

A kémikus–fizikus szemével

• sok festménynél szembeötlő a természettudományos tartalom
• több művészről ismert, hogy olykor szinte már a tudós alaposságával tanulmányozta a jelenség legapróbb részleteit (Leonardo, Degas)
• másokat viszont csak a látvány ragadta meg
• esetenként valamilyen szempontból hibás a kép. Ekkor érdekes kérdés, hogy miért? A festő tudása nem volt megfelelő, vagy a mű egy már megdőlt, de akkor még fennálló elméletet tükröz?

A témák változatosak

• alkimisták, tudósok
• gyógynövények, drogok, mérgezések, alkohol, dohány
• lángok, égések, robbanások
• fémek megmunkálása
• környezeti ártalmak
• színek
• fizikai és kémiai jelenségek stb.

Konkrét példa

Egy turista szemével

Egy orvos szemével

Szent Antal tüze · Remete Szent Antal (Egyiptom, 251–356)

Mintha elevenen égne égő fájdalmak, epilepsziaszerű görcsök, félelmetes látomások, végtagok elhalása

A középkorban az ínséges időkben rejtélyes járványok pusztítottak

Anyarozs – a rozs gombás megbetegedése

Ergotizmus (mérgezés)

Egy kémikus szemével

• Alkaloidok gyógyászati hatóanyag
• ergotamin (1918, Stoll)
• vérzéscsillapítás, migrén, Parkinson-kór

• Lizergsav-dietilamid (LSD)
• Albert Hoffmann, 1943 (1938)
• 25–500 µg

Lucy in the Sky with Diamonds (Beatles, 1967)

Néhány ismert orvosi eset

A képtárban a kémikus szemével

Alkímisták ábrázolása

Tankönyvekben, sőt vegyszerkatalógusokon is gyakran láthatunk alkimistákat ábrázoló festményeket. Az egyik gyakran felbukkanó kép:

Alkaloidok

Szókratészt méreg, a bürök koniin nevű alkaloid tartalmú főzetének kiivására ítélték.

A koniin alulról, a lábtól felfelé haladva bénulást, majd amikor a bénulás a tüdőt eléri, halált okoz.

A képen megfigyelhetők a tünetek: a láb már furcsa szögben áll, Szókratész már nem érzi a térdére tett kezet, azonban tiszta fejjel magyarázza a mérgezés hatását tanítványainak.

(Kr. e. 399, Platón)

A növények erős élettani hatással rendelkező, nemkötő elektronpárjuk miatt alkalikus nitrogénatommal rendelkező anyagai az alkaloidok.

• Fájdalomcsillapító: köszvény, rákos fekély
• 1934-ig használják

Hallucinogének

Szín–íz–hallucinogén hatás. Ennek a három tulajdonságának köszönhette az abszint különleges népszerűségét. Oscar Wilde, Baudlaire, Rimbaud….

A zöld színt a fehér üröm leveléből nyert olajból származó klorofill adja.

• oldhatóság
• kolloid

• Az olaj tartalmazza az abszintin nevű anyagot is
• 10⁵-es hígításban is érezhetően keserű
• egy terpenoidot, a tujont, amely erős idegméreg (izomrángás, görcs)
• Abszintizmus – hallucinációk, ingerlékenység, mérgezések (ipari alkohol)
• Az abszintot ezen tulajdonsága miatt 1915-től betiltották.

• 1787 · A Pernot gyártja
• 1840 · francia idegenlégió
• 19. század második fele · divat
• 1915-től · betiltották
  
  
• EU szabályozás: 35 mg/kg tujon, 70% alkoholtartalom

Polifenolok (flavonidok)

vitaminok (B12) · szerves savak · polifenolok (flavonidok) · alkohol

• polifenolok (flavonidok)
• antioxidáns és gyökfogó
• koleszterin kiürülés érfal rugalmassága
• csokoládéban, teában is

bikaverin $\mathrm{C_{20} H_{14} O_{8}}$

Szódavíz

• Miért vastag a szódásüveg fala?
• Miért buborékol a szódavíz a pohárban?
  
  
• A szódásüvegben a szén-dioxid és a víz egyensúlyban van a szénsavval. Az egyensúly eltolható (Le Chatelier-elv). Az üvegben nagy a nyomás, az egyensúly a szénsav felé van eltolva (7–8 g/dm³ szén-dioxid).

$$\mathrm{CO_{2(g)}+6H_2 O_{(f)}\Longleftrightarrow CO_2\cdot 6H_2 O_{2(aq)}}$$ $$\mathrm{CO_2\cdot 6H_2 O_{2(aq)}\Longleftrightarrow H_2 CO_{3(aq)}+5H_2 O_{(f)}}$$

Amikor a szódásüvegből a szódavíz a pohárba kerül, a túltelített oldatból a szén-dioxid buborék formájában kigyöngyözik.

Milyen magyar vonatkozása van a szódavízgyártásnak?

Jedlik Ányos (1828 Győr, 1841 Pest)

1. edény – négyszeresre hígított kénsav, porrá tört kréta, márvány
2. edény – szóda vagy hamuzsír oldata
3. edény – a szódavíz

„azon csípőssége, amelyet a pezsgő borban kedvelünk, nagyon kielégíthető.”

Porcelán

Johann Friedrich Böttger (1682–1719): alkimista és a porcelán feltalálója (1708) Erős Ágost udvarában (Drezda).

• Miért hord turbánt? Mohamedán volt?
• A porcelánt 1400 °C-on égetik.

Oxigén

Milyen gáz lehet az üvegballonban?

Az oxigént Joseph Priestley fedezte fel 1774-ben

Priestley elnevezése: „deflogisztonizált levegő”

Lavoisier elnevezése: „oxigén” · 1779

Görgey Artúr

• Prof. Redtenbachernál vegyésznek tanul a prágai egyetemen (1845–48)
• kókuszdióban lévő zsírsavak elválasztása (laurinsav) Annalen der Chemie und Pharmazie 1848 (66. kötet, 3. szám, 290–314. p.)
• molibdénsav kinyerése (Klagenfurt)
• Kapcsolat Than Károllyal és Lengyel Bélával

Berlini kék

A berlini kék reakció

Léghajó

Mivel van töltve a léghajó?

• Hőlégballon?
• Héliummal?
• Hidrogénnel?
  
  
• 1869 · Hélium a Napban
• 1895 · Földön uránércből (Ramsay)
• 1905 · földgázból
• 1908 · ipari méretben levegő cseppfolyósítással (Kamerlingh Onnes)

Mivel van töltve a léghajó? Hidrogénnel.

Hidrogénelőállítás nagy mennyiségben akkoriban: izzó vasra vízgőzt fúvattak.

Kémiai légszennyezés

Az impresszionizmus a környezetszennyezéssel kezdődött?

• kémiai légszennyezés
• üvegházhatás
• aeroszol
• savas eső

• Mit gyárthatnak a háttérben látható gyárakban? (Angolkór)
• Miért veszélyesebbek a savas esők Skandináviában mint Magyarországon?

Vulkánkitörések a festményeken

Színek

Mi okozza a sárga színeket a képen?

• a levelekben
• az ég alján

Tyndall-jelenség

• antocián
• klorofill
• karotin

Molekulák konformációja⁽²⁾

A kémia tanítása