William Ramsay
Obsah boxu
Sir William Ramsay .svg){kind=small}
(* 2. října 1852, Glasgow – 23. července 1916, High Wycombe) byl skotský chemik, který se proslavil objevem skupiny vzacných plynů. Za tento přínos, který vedl k doplnění celé nové skupiny prvků do periodické tabulky, obdržel v roce 1904 Nobelovu cenu za chemii. Jeho práce zásadně ovlivnila moderní chápání chemických prvků a struktury atomu.
📜 Život a vzdělání
William Ramsay se narodil v Glasgow ve Skotsku do rodiny s vědeckou tradicí. Jeho otec, William Ramsay, byl stavební inženýr a jeho matka, Catherine Robertson, pocházela z rodiny s lékařským zázemím. Jeho strýcem byl významný geolog Sir Andrew Ramsay. Toto prostředí v něm již od mládí pěstovalo zájem o vědu.
Své formální vzdělání zahájil na Glasgowské akademii a poté pokračoval na University of Glasgow, kde studoval od roku 1866. Zde se jeho zájem soustředil především na chemii. Po absolvování se rozhodl prohloubit své znalosti v Německu, které bylo v té době centrem chemického výzkumu. V roce 1871 odešel na Univerzitu v Tübingenu, kde pracoval pod vedením Wilhelma Fittiga. Zde v roce 1872 získal doktorát za práci o kyselině toluové.
Po návratu do Spojeného království působil jako asistent na Anderson's College v Glasgow a později na své alma mater, University of Glasgow.
🔬 Vědecká kariéra
🏛️ Počátky v Bristolu a Londýně
V roce 1880 byl Ramsay jmenován profesorem chemie na University College v Bristolu a o rok později se stal jejím ředitelem. Během svého působení v Bristolu se věnoval především fyzikální chemii, zejména studiu tlaku a teploty par kapalin.
V roce 1887 přijal prestižní pozici vedoucího katedry chemie na University College London (UCL), kde působil až do svého odchodu do důchodu v roce 1913. Právě v Londýně učinil své nejvýznamnější objevy.
💨 Objev argonu (s Lordem Rayleighem)
Klíčový impuls pro Ramsayho největší objev přišel od fyzika Lorda Rayleigha (John William Strutt). Rayleigh si v roce 1892 všiml nepatrného, ale konzistentního rozdílu v hustotě dusíku získaného ze vzduchu a dusíku připraveného chemickou cestou z amoniaku. Vzdušný dusík byl vždy o přibližně 0,5 % hustší.
Ramsay se rozhodl tuto anomálii prozkoumat chemickou cestou. Předpokládal, že vzduch musí obsahovat dosud neznámý, těžší plyn. Ve svém experimentu nechal vzduch reagovat s rozžhaveným hořčíkem, který reagoval s dusíkem za vzniku nitridu hořečnatého. Po odstranění veškerého dusíku, kyslíku, oxidu uhličitého a vodní páry mu zbyl malý objem plynu, který byl zcela netečný (nereaktivní).
V srpnu 1894 Ramsay a Rayleigh společně oznámili objev nového prvku, který pojmenovali argon (z řeckého argos, což znamená "líný" nebo "nečinný"), čímž odkazovali na jeho chemickou netečnost. Tento objev byl zpočátku přijímán s nedůvěrou, protože pro nový prvek nebylo v tehdejší periodické tabulce místo.
☀️ Pozemský helium
Krátce po objevu argonu se Ramsay dozvěděl o práci amerického geochemika Williama Hillebranda, který při zahřívání minerálu cleveit (forma uraninitu) pozoroval uvolňování plynu, který považoval za dusík. Ramsay si vzpomněl na spektrální čáru pozorovanou ve slunečním spektru během zatmění v roce 1868, která byla přisouzena dosud neznámému prvku pojmenovanému helium (podle řeckého boha Slunce, Hélia).
Ramsay zopakoval Hillebrandův experiment, izoloval uvolněný plyn a pomocí spektroskopie potvrdil, že se nejedná o dusík, ale právě o helium. V roce 1895 tak prokázal existenci helia i na Zemi.
🌌 Objev neonu, kryptonu a xenonu
Objev argonu a helia vedl Ramsaye k přesvědčení, že musí existovat celá skupina podobných, dosud neobjevených plynů. Společně se svým asistentem Morrisem Traversem se pustil do systematického hledání. Klíčovou technologií se stala frakční destilace zkapalněného vzduchu, kterou umožnil nový přístroj vynalezený Williamem Hampsonem.
Postupným odpařováním zkapalněného vzduchu se jim v roce 1898 podařilo izolovat tři další plyny:
- Neon (z řeckého neos, "nový") – lehký plyn, který se odpařoval jako první.
- Krypton (z řeckého kryptos, "skrytý") – těžší plyn, který zůstal po odpaření většiny kapaliny.
- Xenon (z řeckého xenos, "cizí") – nejtěžší a nejvzácnější plyn, izolovaný jako poslední zbytek.
Těmito objevy Ramsay a Travers zkompletovali celou skupinu vzácných plynů, která dnes v periodické tabulce tvoří 18. skupinu.
☢️ Práce s radonem a radioaktivitou
Na počátku 20. století se Ramsay začal zajímat o nově objevený jev radioaktivity. Ve spolupráci s Frederickem Soddym v letech 1903–1904 prokázal, že při radioaktivním rozpadu radia vzniká jako jeden z produktů helium. Tím potvrdili teorii Ernesta Rutherforda a Soddyho o transmutaci prvků. Plyn vznikající při rozpadu radia, dnes známý jako radon, byl posledním objeveným přírodním vzácným plynem.
🏆 Ocenění a odkaz
Za objev vzácných plynů a jejich zařazení do periodické tabulky obdržel Sir William Ramsay v roce 1904 Nobelovu cenu za chemii. Ve stejném roce získal jeho spolupracovník na objevu argonu, Lord Rayleigh, Nobelovu cenu za fyziku za výzkum hustoty plynů.
Ramsay byl v roce 1902 povýšen do šlechtického stavu (Knight Commander of the Order of the Bath). Byl členem mnoha vědeckých společností po celém světě, včetně prestižní Královské společnosti v Londýně.
Jeho odkaz spočívá v objevu celé nové skupiny prvků, což představovalo jeden z největších triumfů chemie na přelomu 19. a 20. století. Jeho práce potvrdila a rozšířila platnost Mendělejevovy periodické tabulky a položila základy pro moderní teorie o struktuře elektronového obalu atomů.
💡 Pro laiky
Představte si periodickou tabulku prvků jako velkou skříň s mnoha přihrádkami, kde má každý chemický prvek své přesné místo. Na konci 19. století si chemici mysleli, že už mají téměř všechny přihrádky zaplněné a znají všechny hlavní typy prvků.
William Ramsay však objevil "skrytou rodinu" prvků, které nikdo předtím nenašel. Byly to vzacné plyny (jako helium, neon nebo argon). Proč byly tak skryté? Protože jsou extrémně "líné" a nechtějí reagovat s ostatními prvky. Zatímco kyslík se snadno sloučí s vodíkem a vytvoří vodu, vzácné plyny si raději zůstávají samy. Protože je chemici hledali pomocí chemických reakcí, tyto nereaktivní plyny jim unikaly.
Ramsay byl jako detektiv, který si všiml drobné nesrovnalosti – že dusík ze vzduchu je o kousek těžší než čistý dusík z laboratoře. Z toho usoudil, že ve vzduchu musí být "něco navíc". Systematickým odstraňováním všech známých plynů nakonec izoloval tento neznámý zbytek – argon. Tím otevřel dveře k objevu celé nové skupiny prvků, které dokonale zapadly do prázdného sloupce v periodické tabulce. Jeho práce byla důkazem, že i když si myslíme, že přírodu známe, může skrývat celá nová tajemství.