Robert Wilhelm Bunsen

Robert Wilhelm Bunsen

30. 3. 1811–16. 8. 1899

Německý chemik Robert Wilhelm Bunsen se narodil 30. března 1811 v Göttingenu jako nejmladší ze čtyř synů profesora moderní filologie a knihovníka místní univerzity. Do dějin přírodních věd vstoupil především jako jeden ze zakladatelů spektrální analýzy a jako vědec, jehož jméno nese známý laboratorní hořák.

Bunsen studoval na Univerzitě v Göttingenu chemii, fyziku, mineralogii a matematiku (mj. u Friedricha Stromeyera a Carla Friedricha Gausse). Roku 1830, ve věku 19 let, získal doktorát disertací o vlhkoměrech (Enumeratio ac descriptio hygrometrorum…). V letech 1832–1833 procestoval díky hannoverskému stipendiu Evropu, kde navštívil přední evropské laboratoře a průmyslové podniky a setkal se mj. s Justem von Liebigem a Josephem Louisem Gay-Lussacem.

Po návratu působil postupně v Göttingenu (od 1833 jako Privatdozent), Kasselu (od 1836 nástupce Friedricha Wöhlera na polytechnice), Marburgu (od 1838, řádným profesorem od 1841) a krátce ve Vratislavi (1851, kde se seznámil s Gustavem Kirchhoffem); od roku 1852 pak dlouhodobě na Univerzitě v Heidelbergu, kde vybudoval jednu z nejvýznamnějších chemických škol 19. století. Věnoval se experimentální chemii, plynové analýze, fotochemii, elektrochemii a vývoji laboratorních metod.

Experimentální chemie a laboratorní metody

Bunsen byl typem vědce, který spojoval přesné měření s praktickým laboratorním vybavením. Zabýval se analýzou plynů, fotochemickými reakcemi i elektrochemickými články. Jeho práce přispěly k tomu, že chemie 19. století získávala stále přesnější experimentální metody. Roku 1834 navrhl jako antidotum proti otravě sloučeninami arsenu čerstvě sražený hydrát oxidu železitého – postup, který se v medicíně používá dodnes.

V první části kariéry zkoumal sloučeniny kakodylu a dalších organoarsenových látek. Při experimentu s kakodylkyanidem došlo v roce 1843 v Marburgu k výbuchu, při němž Bunsen trvale oslepl na pravé oko a sám utrpěl těžkou otravu arsenem; zachránilo ho právě jím dříve objevené antidotum. Po tomto neštěstí se postupně přeorientoval na bezpečnější a metodicky významné oblasti analytické chemie.

V roce 1841 navrhl Bunsenův článek – galvanický článek se zinkovou a uhlíkovou elektrodou, který nahradil drahou platinovou elektrodu Grovova článku a rychle se rozšířil jako levný zdroj elektrického proudu. V Heidelbergu pak Bunsen pomocí elektrolýzy připravil v čisté podobě řadu kovů (hořčík, hliník, chrom, mangan, sodík, baryum, vápník, lithium). V roce 1846 se zúčastnil vědecké expedice na Island, kde studoval činnost gejzírů a vysvětlil jejich mechanismus přehřátou vodou pod tlakem.

Bunsenův kahan

Nejznámější pomůckou spojenou s Bunsenovým jménem je Bunsenův kahan. Šlo o zdokonalený plynový hořák se vzduchovou regulací, který kolem roku 1855 zkonstruoval Bunsen společně se svým laboratorním mechanikem Peterem Desagou pro novou heidelberskou laboratoř. Vycházeli přitom ze starších modelů (mj. Faradayova hořáku) a cílem bylo získat horký, čistý a málo svítivý plamen vhodný pro laboratorní zahřívání i pro sledování barevných projevů látek.

Kahan se stal běžnou součástí chemických laboratoří po celém světě. Jeho hlavní přínos spočívá v tom, že poskytuje stabilní zdroj tepla bez výrazného rušivého zabarvení plamene – právě to umožňuje pozorovat charakteristické zbarvení, jímž plamenem prošlé prvky září.

Podpis Roberta Wilhelma Bunsena
Robert Wilhelm Bunsen – podpis

Spektrální analýza

Největší Bunsenův vědecký význam souvisí se spoluprací s německým fyzikem Gustavem Robertem Kirchhoffem, která začala v Heidelbergu v létě 1859. Společně zkoumali světlo vyzařované zahřátými prvky a ukázali, že každý chemický prvek může být rozpoznán podle charakteristických spektrálních čar. Pro pozorování si sestrojili prototyp spektroskopu, který krátce nato vylepšili velkým hranolem z flintového skla z Fraunhoferovy mnichovské dílny.

Princip metody je jednoduchý: vzorek látky se vnese do plamene Bunsenova kahanu, světlo plamene se rozloží hranolem na spektrum a ze sady jasných emisních čar lze přímo identifikovat jednotlivé prvky. Spektrální analýza se brzy stala důležitou nejen v chemii, ale také ve fyzice a astronomii: ve spojení s Kirchhoffovým výkladem absorpčních Fraunhoferových čar dovolila poprvé zkoumat chemické složení Slunce a hvězd na základě jejich spektra.

Cesium a rubidium

Bunsen a Kirchhoff použili spektroskopii k objevu nových chemických prvků. Při analýze minerální vody z lázeňského pramene v Bad Dürkheim (asi 40 km od Heidelbergu) odhalili nejprve cesium (1860, z lat. caesius = nebesky modrý, podle dvou jasných modrých čar) a v následujícím roce rubidium (1861, z lat. rubidus = tmavě červený, podle červených čar v Fraunhoferově oblasti). Cesium se tak stalo vůbec prvním chemickým prvkem objeveným spektroskopicky.

Aby existenci nových prvků potvrdili, museli z minerální vody izolovat dostatečné množství jejich solí. Bunsen postupně přepracoval přibližně 40 tun vody, z níž získal řádově gramy chloridu cesného (CsCl) a chloridu rubidného (RbCl). Tyto objevy názorně ukázaly, že spektroskopie už není jen optickou zajímavostí, ale citlivým analytickým nástrojem, který umožňuje nacházet prvky i ve velmi malém množství a rozlišovat látky podle velmi přesných optických znaků.

Ocenění a uznání

Robert Wilhelm Bunsen patří mezi nejvýznamnější experimentátory 19. století. Ačkoli byl především chemikem, jeho práce má přímý vztah k fyzice světla, vlnových délek a měření. Společně s Kirchhoffem pomohl založit spektrální analýzu, která propojila laboratorní chemii, optiku a astronomii.

Za svou práci získal celou řadu ocenění. V roce 1860 mu Londýnská královská společnost udělila Copleyho medaili, v roce 1877 spolu s Kirchhoffem vůbec první Davyho medaili za výzkumy ve spektrální analýze. Krátce před smrtí, v roce 1898, mu pak Royal Society of Arts v Londýně udělila Albertovu medaili za přínos aplikacím chemie a fyziky v průmyslu.

Bunsen odešel z univerzitního působení v roce 1889 ve věku 78 let; svůj zbývající čas věnoval geologii a mineralogii. Nikdy se neoženil. Zemřel 16. srpna 1899 v Heidelbergu ve věku 88 let. Pohřben je na heidelberském hřbitově Bergfriedhof.

Hrob Roberta Wilhelma Bunsena
Robert Wilhelm Bunsen – hrob

Jeho jméno zůstává spojeno s laboratorní praxí i s rozvojem spektroskopie jako přesné metody pro rozpoznávání chemických prvků.

Použity zdroje publikované na serverech Britannica, Science History Institute, Encyclopedia.com a Royal Society.

Souvislosti

Pojmenováno po něm