Chemická látka

Rozbalit box

Obsah boxu

Chemická látka je forma hmoty, která má za určitých podmínek stálé fyzikální vlastnosti a chemické vlastnosti. Je tvořena stejnými částicemi, jako jsou atomy, molekuly nebo ionty, a lze ji vyjádřit vzorecem nebo značkou. Látkami jsou tvořena tělesa.

🔬 Definice a klasifikace

Chemická látka je definována jako chemický prvek a jeho sloučeniny v přírodním stavu nebo získané výrobním procesem. Tato definice zahrnuje i všechny přídatné látky nutné k uchování její stability a všechny nečistoty vznikající v použitém procesu, avšak s vyloučením všech rozpouštědel, která lze oddělit bez ovlivnění stability chemické látky nebo změny jejího složení.

Chemické látky se klasifikují na základě jejich složení na prvky a sloučeniny.

• Prvek je chemicky čistá látka složená pouze z atomů se stejným protonovým číslem. Atomy prvků mohou být volné (například helium), vázané v molekulách (jako chlor nebo kyslík), nebo v krystalové struktuře (například uhlík v diamantu).
• Sloučenina je chemicky čistá látka tvořená stejnými molekulami složenými ze dvou a více atomů různých prvků (například oxid uhličitý), nebo ionty vázanými v krystalové struktuře (například NaCl).

Kromě čistých látek existují také směsi, které jsou soustavou složenou z několika chemicky čistých látek. Směsi se dělí na:

• Homogenní směsi (neboli roztoky) – mají v celém svém objemu stejné složení a vlastnosti. Jejich složky nelze odlišit okem ani mikroskop. Příkladem jsou slitiny kovů, slaný roztok nebo vzduch.
• Heterogenní směsi – nemají všude stejné vlastnosti a jsou tvořeny několika fázemi oddělenými hraniční oblastí. Jednotlivé složky lze pozorovat okem. Mezi ně patří suspenze (pevná látka v kapalině, např. písek ve vodě), emulze (nemísitelné kapaliny, např. olej ve vodě), pěna (plyn v kapalině) a aerosoly (kapalina/pevná látka v plynu, např. mlha nebo dým).
• Koloidní směsi – mají velikost částic na pomezí homogenních a heterogenních směsí, přibližně 10⁻⁷ až 10⁻⁹ metru. Příkladem je mléko nebo čaj.

⏳ Historie studia chemických látek

Chemie jako vědecké zkoumání vlastností a chování hmoty má dlouhou historii, která sahá až do starověku.

• Starověká chemie – Již v paleolitu lidé ovládali oheň, v neolitu znali hrnčířství. V eneolitu (6. až 4. tisíciletí př. n. l.) se objevilo zlato, antimon, měď a stříbro, i když lidé ještě neuměli oddělovat slitiny.
• Středověká alchymie – Od raného středověku se šířila domněnka o možnosti přeměny jednoho kovu v jiný a hledání elixír mládí. Alchymie vznikla v Egyptě a rozšířila se přes Španělsko do Evropy prostřednictvím Arabů.
• Iatrochemie – V 15. a 16. století se od alchymie oddělila iatrochemie neboli lékařská chemie, jejímž úkolem byla péče o zdraví lidí a chemoterapie (léčení pomocí chemických látek). Za zakladatele chemoterapie je považován Paracelsus.
• Počátky novověké a vědecké chemie – V 17. století se zjistilo, že organické látky se nacházejí v živých věcech. Významným milníkem bylo vyvrácení teorie vis vitalis Friedrichem Wöhlerem v roce 1828, když uměle syntetizoval močovinu z anorganické soli, čímž dokázal, že organické látky lze vytvářet i mimo živé organismy. V 19. století Alexandr Michajlovič Butlerov objevil souvislosti mezi strukturou organických látek a jejich vlastnostmi, a Friedrich August Kekulé zjistil, že uhlík je čtyřvazný a tvoří řetězce s jednoduchými, dvojnými nebo trojnými vazbami.

⚛️ Struktura a vlastnosti

Látka je jednou ze dvou základních forem hmoty (vedle pole). Její fyzikální makroskopický přístup popisuje látky jako soubor jednotlivých fází, které mohou být různého skupenství. Mezi základní fyzikální vlastnosti látek patří:

• Skupenství – Látka se může vyskytovat v pevném, kapalném, plynném či plazmatickém skupenství. Přechody mezi skupenstvími se nazývají fázové přeměny a závisí na teplotě a tlaku.
  • Pevné látky mají stálý tvar a objem a jsou nestlačitelné. Dělí se na krystalické a amorfní.
  • Kapaliny zaujímají tvar nádoby, ve které se nacházejí, ale mají stálý objem.
  • Plyny jsou tekutiny, stlačitelné a nemají stálý tvar ani objem.
  • Plazma je plyn tvořený ionty a volnými elektrony, příkladem je oheň nebo blesk.
• Hustota – Určuje hmotnost látky připadající na daný objem.
• Elektrická a tepelná vodivost.
• Teplota tání a teplota varu.
• Barva, lesk, vůně či zápach.

Chemické vlastnosti látek se zjišťují při chemických reakcích a zahrnují například:

• Reaktivita – Schopnost slučovat se s jinými prvky nebo sloučeninami.
• Schopnost rozkládat se.
• Hořlavost.
• Rozpustnost.
• pH (kyselost/zásaditost).

Vlastnosti látek se zjišťují pozorováním, měřením a pokusy.

💡 Použití a význam

Chemické látky jsou nezbytnou součástí moderní společnosti a nacházejí široké uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích i v každodenním životě.

• Průmysl – Jsou základem pro výroba plastů, léčiv, kosmetiky, barviv, rozpouštědel a mnoha dalších produktů. V chemickém průmyslu se neustále vyvíjejí nové technologie a materiály, jako jsou například nanomodifikované polymery, které zlepšují mechanické vlastnosti, tepelnou stabilitu a odolnost vůči UV záření a chemikáliím.
• Zemědělství – Používají se jako hnojiva, pesticidy a insekticidy pro zvýšení úrody a ochranu rostlin.
• Lidské tělo – Je tvořeno anorganickými (např. voda, kyslík, oxid uhličitý, minerální soli) i organickými látkami (např. sacharidy, tuky, bílkoviny, vitaminy, hormony a nukleotidy). Tyto látky jsou klíčové pro metabolismus, růst, přenos nervového vzruchu a energie.

⚠️ Bezpečnost a regulace

S masivním nárůstem produkce a používání chemických látek, který od roku 1950 padesátinásobně vzrostl a do roku 2050 se předpokládá další trojnásobný nárůst, se pojí i významná rizika pro lidské zdraví a životní prostředí.

• Dopady na zdraví – Expozice škodlivým chemickým látkám může vést k respiračním a kardiovaskulárním onemocněním, alergiím, rakovině, vrozeným vadám a neurologickým poruchám. Některé látky, jako ftaláty, PCB nebo PFAS (tzv. „věčné chemikálie“), se mohou hromadit v lidských tkáních, zejména v tukové tkáni, a narušovat hormonální a imunitní systémy.
• Dopady na životní prostředí – Chemické znečištění ohrožuje ekosystémy tím, že poškozuje biologické a fyzikální procesy, které jsou základem veškerého život. Pesticidy například likvidují mnoho hmyzu, který není jejich cílem, ale je základem ekosystémů. Do životního prostředí se dostávají jak látky z průmyslu, tak z domácností.

Evropská unie se snaží regulovat chemické látky prostřednictvím komplexních právních předpisů:

• REACH (Registrace, hodnocení, povolování a omezování chemických látek) – Nařízení (ES) č. 1907/2006 zavádí kontroly chemických látek, které mohou být potenciálně nebezpečné pro člověka, zvířata nebo životní prostředí. V roce 2025 bylo přijato nové nařízení Komise (EU) 2025/1731, které mění nařízení REACH a zakazuje uvádět na trh a používat pro širokou veřejnost látky klasifikované jako karcinogenní, mutagenní nebo toxické pro reprodukci (kategorie 1A nebo 1B).
• CLP (Klasifikace, označování a balení látek a směsí) – Nařízení (ES) č. 1272/2008 upravuje bezpečnostní klasifikace, označování a balení chemických látek a směsí. Od 1. června 2015 se chemické látky označují a balí výhradně podle nařízení CLP. V listopadu 2025 Rada EU schválila odklad účinnosti klíčových ustanovení revidovaného nařízení CLP až na 1. ledna 2028, aby podnikům poskytla více času na přechod na nová pravidla.
• Globálně harmonizovaný systém klasifikace a označování chemikálií (GHS) – Systém Organizace spojených národů pro identifikaci nebezpečných chemikálií a informování uživatelů prostřednictvím symbolů a vět na štítcích obalů a prostřednictvím bezpečnostních listů.

📈 Ekonomický dopad a udržitelnost

Chemický průmysl je klíčovým sektorem evropské ekonomiky, ale čelí výzvám, jako jsou vysoké náklady na energii, nekalá soutěž a slabá poptávka. V roce 2025 Evropská komise představila Akční plán pro chemický průmysl, jehož cílem je posílit konkurenceschopnost a odolnost tohoto odvětví. Plán se zaměřuje na snížení nákladů na energii, zjednodušení regulace a podporu investic do inovací a udržitelnosti.

Český chemický průmysl dělá kroky směrem k ekologizaci výroby a udržitelnosti, ale potýká se s dostupností a vysokými cenami energií. Investice do ekologických technologií jsou finančně náročné, což může být překážkou pro menší firmy. Zároveň se prosazuje vývoj „zelených“ chemikálií, které jsou méně toxické a mají nižší uhlíková stopa.

Pro laiky

Představte si, že všechno kolem nás je postaveno z malých stavebních kostek. Tyto kostky jsou jako chemické látky. Ať už je to voda, vzduch, dřevo nebo plast, všechno je to nějaká chemická látka. Některé z těchto kostek jsou úplně jednoduché a nedají se už dál rozdělit na nic menšího, to jsou prvky, jako třeba kyslík, který dýcháme, nebo zlato, ze kterého se dělají šperky. Jiné kostky jsou složené z několika různých menších kostek dohromady, to jsou sloučeniny, třeba voda je složená z kyslíku a vodíku.

Když tyto různé kostky smícháme, vzniknou směsi. Někdy se smíchají tak dokonale, že je okem vůbec nevidíme, jako když rozpustíme cukr ve vodě – to je homogenní směs. Jindy se smíchají jen částečně a my vidíme jednotlivé kousky, třeba když smícháme písek s vodou – to je heterogenní směs.

Tyto chemické kostky mají různé vlastnosti. Některé jsou pevné jako kámen, jiné tekuté jako voda, a další plynné jako vzduch. Mohou mít různé barvy, vůně a mohou se chovat různě – některé hoří, jiné ne.

Vědci a chemici se snaží tyto kostky a jejich chování pochopit. Zjišťují, jak se dají spojovat a rozpojovat, aby vytvořili nové věci, které nám pomáhají v životě – třeba léky, oblečení nebo paliva. Ale také se učí, jak s nimi zacházet bezpečně, protože některé z nich mohou být nebezpečné pro naše zdraví nebo pro přírodu. Proto existují přísná pravidla a zákony, které říkají, jak se s chemickými látkami smí pracovat, aby chránily lidi i planetu.

Zdroje

• Evropská agentura pro chemické látky (ECHA): Oficiální web
• Ministerstvo životního prostředí České republiky: Informace o chemických látkách a směsích