Kvůli milované vědě se nestačil ani oženit

Pokud zalovíme v paměti a vzpomeneme si na školní léta, určitě se nám vybaví v hodinách chemie používaný laboratorní plynový kahan, nesoucí jméno jednoho z největších vědců 19. století, profesora Roberta Bunsena. Asi poprvé se mohli čtenáři v českých zemích setkat s jeho jménem již v roce 1861 ve článku jakéhosi Dr. A. Schwarzera v periodiku „Škola a život“, vycházejícího s podtitulem „Časopis zvláště pro učitele, pěstouny i rodiče a vzdělavatele lidu“. Mimo jiné se zde píše: „Světlo a teplo jsou výjevy, které se ve fysice přísně od sebe dělí... Světlo a jeho barva se považuje za něco hmotného, opíraje se na nejnovější vynálezy, dle kterých se světlo chemicky rozkládati dá. - O takových vynálezech jsou mi pouze neurčité zprávy německého lučebníka Bunsena známy, v kterých oznamuje, že se mu podařilo ve sluneční záři některých hmotných prvků najíti. - Nálezy tyto nejsou jednak dosti ztvrzeny, jednak z nich nevysvítá, třeba by pravdivé byly, zda-li prvky ve světle nalezené jsou světlu podstatné, zda-li jsou světlo samé; pročež se mi zdá býti přenáhlené na tak úzkém a vrtkavém základě důležitý výrok pronésti, že světlo jest hmotné.“

(Věnováno letošnímu výročí 120 let od úmrtí vynikajícího německého fyzika a chemika Roberta Bunsena.)

Všechno však bylo jinak. Onen „lučebník“ byl Robert Wilhelm Eberhard Bunsen, narozený 31. března 1811 v univerzitním městě Göttingen jako nejmladší ze čtyř synů univerzitního profesora Christiana Bunsena, který se zabýval výukou jazyků a kulturními dějinami Německa v předreformačním období. Zpočátku to vypadalo, že výjimečně nadaný gymnazista půjde v otcových šlépějích. Po ukončení školní docházky v Holzmindenu studoval na univerzitě v rodném městě a v roce 1830, tedy v pouhých devatenácti letech, zde získal doktorát filozofie za pojednání o různých druzích vlhkoměru (Enumerativ ac descriptio hygrometrorum). Ve svém vzdělávání však dále pokračoval studiem fyziky, chemie a geologie.

Bohatá kariéra

O tři roky později se na domácí univerzitě habilitoval jako soukromý docent, vedle toho přednášel na několika univerzitách v Německu, ale také v Paříži a ve Vídni; setkal se zde s řadou předních evropských přírodovědců (Liebigem, Mitscherlichem, Gay-Lussacem, Rungeem a dalšími). Tyto studijní cesty, zčásti podporované zemskou vládou, mu pomohly vytvořit síť kontaktů, vhodnou pro jeho pozdější vědeckou kariéru. Po dalších třech letech získal v roce 1836 profesuru chemie na polytechnickém institutu v Kasselu, poté působil na univerzitě v hesenském Marburgu (1839) a Vratislavě (1851). Zde se osudově seznámil a záhy spřátelil s mladým pruským učencem pocházejícím z Königsbergu (dnešního Kaliningradu), tamějším profesorem fyziky Gustavem Robertem Kirchhoffem (1824-1887). Zásadní zlom v Bunsenově životě přinesl rok 1852, kdy dostal nabídku na vedení katedry chemie na univerzitě v Heidelbergu, kde posléze setrval po celý svůj profesní život. V letech 1852-1889 zde zastával místo profesora; přednášel každý semestr 100 hodin a vedl různorodé výzkumy. Jeho chemická laboratoř si brzy získala mezinárodní věhlas a stala se Mekkou řady chemiků, kteří zde buď studovali, nebo dále vzdělávali. Vedle Lothara Mayera a D. I. Mendělejeva připomeňme pobyt našeho anorganického chemika univ. prof. PhDr. Bohuslava Braunera (později autora biografického hesla v Ottově slovníku naučném, kde Bunsena označil za jednoho z největších mužů 19. století).

„Vědecký pracovník má umřít se zkumavkou v ruce.“ (František Šorm)

Bunsen odešel jako nejstarší člen profesorského sboru do penze až v 78 letech a vrátil se ke své lásce - geologii. Začal se zabývat i klasickými studiemi, k nimž prý tíhnul na počátku své dráhy, ale neměl na ně čas. Sepsal dokonce práci o Římanech na Rýně. Ačkoliv se mu podařilo začlenit do svého života spoustu nebezpečí a zkázy, dožil se ve své době úctyhodného věku 88 let. Zemřel v Heidelbergu 16. srpna 1899 po třídenním klidném spánku. V roce 1908 byla v Heidelbergu odhalena jeho bronzová socha, jméno „Bunsen“ nese od roku 1964 kráter na Měsíci. V rámci programu Německé chemické společnosti „Historická místa chemie“, byla v roce 2011 umístěna na budově laboratoří v Heidelbergu pamětní deska, jako připomínka jeho mnohaletého působení.

Jedy a protijedy zkoušel na sobě

Bunsenův odborný zájem byl velmi široký, ale jeho objevy se týkaly především fyzikální, anorganické a analytické chemie. Již při působení v Kasselu objevil protijed při otravě arzenikem, totiž hydroxid železitý; nutno podotknout, že jeho účinnost vyzkoušel rovnou na sobě. K Bunsenově mezinárodní proslulosti zásadně přispěl jeho pobyt na univerzitě v Marburgu. Bylo to poprvé a naposledy, co pracoval v oblasti organické chemie, ale výzkum kakodylových derivátů ho proslavil po celém vědeckém světě. Kakodyl (tetrametyldiarsin) je hlavní součástí „Cadetovy kapaliny“ (nazvané tak po francouzském chemikovi) - je to extrémně nepříjemně zapáchající olejovitá, hořlavá a jedovatá kapalina, na vzduchu samozápalná. Sám o arsenových kakodylech (jméno je odvozeno od řeckého slova pro „smrdutý“) napsal:“ ...páchly tak odporně, že u mě vyvolávaly halucinace a okamžité brnění v rukou a nohou, ba i euforii a necitlivost… jazyk jsem mě pokrytý černým povlakem“. Asi se do této důležité, ale nebezpečné práce nikomu nechtělo. Bunsen při ní totiž málem zemřel na otravu arsenikem, při výbuchu mu vletěla do oka střepina skla a nakonec na něj oslepl. Nadšení vědce však ztlumit nešlo. Již necelé dva roky po těžkém zranění sestrojil v roce 1841 na základě Faradayových elektrochemických zákonů galvanický Bunsenův článek (elektrochemickou baterii), který tvořil zinek ve zředěné (5-10%) kyselině sírové a uhlík v koncentrované kyselině dusičné. S jeho pomocí později v letech 1852-1854 elektrolyticky izoloval chrom, mangan, hliník, hořčík, vápník, stroncium a baryum; jako první tak objevil možnost získat čistý kov elektrolýzou.

Gejzír v laboratoři

Roku 1845 vypracoval základy chemické kvalitativní i kvantitativní analýzy plynů a jejich směsí. Své teorie využil nejdříve pro rozbor kychtových plynů, vznikajících při výrobě surového železa ve vysokých pecích. Mimo jiné přímo na místě v provozních podmínkách dokázal, že v německých pecích se „ztratí“ více než polovina tepla a v britských dokonce přes 80 %. Se svým spolupracovníkem Lyonem Playfairem navrhli použití recyklace plynů a tím zvýšení účinnosti výrobního procesu. Další epizodou v době Bunsenova působení v Marburgu byla jeho cesta na Island, kdy využil nabídky dánské vlády, která mu poskytla - řečeno dnešními slovy - grant na zkoumání gejzírů. Provedl zde jejich podrobný průzkum (kromě mnoha rozborů vulkanických plynů a hornin) a přesně popsal mechanismus jejich vzniku a průběhu z hlediska chemického a geologického. V té době se věřilo, že voda z nich vyvěrající je sopečného původu. Bunsen vzal vzorky sopečných hornin a vařil je společně s dešťovou vodou. Rozborem této vody a vody z gejzírů zjistil, že si jsou velice podobné. Poté měřil teplotu vodního sloupce gejzírů v co největší hloubce a zjistil, že zde dochází ke tvorbě páry, která žene vodu ven; jedná se tedy o „běžnou“ podzemní vodu. Když mu někteří geologové nevěřili, tak svoji „teorii gejzírové akce“ triumfálně potvrdil v roce 1846 vyrobením umělého gejzíru včetně zvukových efektů přímo v laboratoři.

Spektroskopie

Významným instrumentem pro chemickou analýzu se stala spektroskopie, vděčící za svůj vznik spolupráci Bunsena s Kirchhoffem (tehdy již známým díky svým zákonům pro řešení elektrických sítí), který se díky jeho přímluvě stal na heidelbergské univerzitě profesorem teoretické fyziky a působil zde v letech 1854 až 1875. Předmětem jejich společného zájmu se stala spektrální analýza. V roce 1859 při experimentech zpozorovali, že ve spektrech světla, které prošlo chladnějšími parami sodíku, vzniká místo charakteristické čáry sodíku tmavá (absorpční) čára. Společně vyvinuli Bunsenův-Kirchhoffův spektroskop - optický přístroj k pozorování spekter ve viditelné části spektra. Stačil jim k tomu skleněný hranol na rozklad světla místo pozorování plamenu pomocí barevných brýlí, krabička od doutníků a okuláry ze starého dalekohledu. Z takovýchto součástek vznikl přístroj nedozírné důležitosti v chemické analýze a při objevech nových prvků. Ty na sebe nenechaly dlouho čekat: již v roce 1860 objevili cesium, o rok později rubidium a dalším učencům vydláždili cestu k objevu pěti nových prvků (thallia, india, gallia, skandia a germania). Bunsen se zajímal zejména o chemické aplikace spektrální analýzy, zatímco Kirchhoff zkoumal spektra hvězd, a stal se tak vlastně zakladatelem astrofyziky.

Bunsenův kahan

Širší praktické využití spektrografie však mělo jeden háček. Aby bylo možno zkoumat výsledná spektra, byl nutný nesvítivý žhavý plamen o vysoké teplotě. Tuto možnost tehdejší plynové kahany neměly. Bunsen přišel na myšlenku smísit plyn se vzduchem, než začne hořet. Návrh a zhotovení takového hořáku provedl univerzitní mechanik Peter Desaga. Nový kahan nečadil a jeho plamen se dal podle potřeby regulovat. Od myšlenky a prototypu byla i tehdy dlouhá cesta: než se zrodil hořák v podobě, kterou známe dnes, uplynulo ještě pět let (1859). Z dalších Bunsenových vynálezů jmenujme ještě ledový kalorimetr (1870), v němž se množství roztátého ledu měří nepřímo ze změny objemu směsi ledu a vody. S anglickým chemikem H. E. Roscoem objevili intenzivní světlo hořícího hořčíkového drátu ve vzduchu a formulovali zákon reciprocity. Bunsen se zabýval i mineralogií a geologií; analyzoval mnoho nerostů a zdokonalil používané chemické analytické metody (založil jodometrii, využíval plamenové reakce, analyzoval jododusík, využíval vodní vývěvy při filtraci za sníženého tlaku aj.).

„V laboratoři se prostě bavím.“ (Irving Langmuir)

Bunsenův bohatý profesní život se bohužel stal i jeho soukromým; vědecká a pedagogická činnost jej naplňovaly beze zbytku. Vynikal jako výborný a neobyčejně sdílný učitel. Vychoval mnoho studentů, ale nikdy se nestihl oženit. Jako člověk byl velmi skromný, i ten kahan pojmenovali na jeho počest až později. On sám se domníval, že hlavní podíl na výsledku má Peter Desaga, který jeho myšlenku zhmotnil a posléze dále zdokonalil. Nikdy neřekl „já jsem to objevil“ nebo „já jsem našel“. Byl členem Německé akademie věd Leopoldina (1851), göttingenské Akademie věd (1855), korespondentem Ruské akademie věd (1862), členem American Academy of Arts and Sciences (1864), zahraničním členem Accademia dei Lincei v Římě (1875) aj.. Obdržel rovněž mnoho medailí a vyznamenání (Copleyho medaile, Maxmilliánův řád pro vědu a umění, Helmholtz-Medaille, Davyho medaile) mezi nimiž bylo i jmenování tajným radou s titulem Excellence. Všechny tyto udělené pocty však tvořily jakýsi kontrast s jeho až dětinskou skromností. Jednou k tomu poznamenal: „Tyto věci jsou pro mně cenné jen proto, že by potěšily mou matku. Ta však už není na živu.“

Nadšený experimentátor

Profesor pražské VŠCHT Miloslav Ferles uvádí ve svých vyprávěních „Střípky a klípky o světových chemicích“, že Bunsen zpočátku v Heidelbergu přednášel a pracoval v provizoriu bývalého kláštera. Když si jeden student přišel pro test z přednášek, namítl Bunsen, že ho nikdy na přednášce neviděl. Na odpověď, že vždycky sedává za sloupem, řekl profesor, že tak se vymlouvají skoro všichni, ale stejně studentovi test neodmítl. Byl zcela oddán laboratorní práci. Ve své nové laboratoři, kde byl již zaveden svítiplyn, foukal různé skleněné aparatury (při tom používal šlapacího dmychadla) a studentům předváděl různé experimentální triky. S tím souvisí i jeho v té době ojedinělý preparační výkon: izolace 7 gramů chloridu cezného ze 44 tisíc litrů minerální vody z Durkheimu.

Ve starších letech se u Bunsena začala projevovat hluchota a zapomnětlivost. Dokázal zapomenout i den, na který byl pozván do společnosti a dostavil se, náležitě vystrojen, až příštího dne. Hostitel, uveden do rozpaků, narychlo sehnal několik přátel a celá společnost se musela spokojit se zbytky ze včerejší tabule. Předmětem anekdot byla i Bunsenova šetrnost. Vyžadoval nevyhazovat ani vyškrtané zápalky a shromažďoval je pro pozdější jiné použití. Prý se stávalo, že laboratorní sluha potají vyškrtával zápalky a kladl je na profesorův pracovní stůl.

O Bunsenovi a jeho kahanu jsme také psali v článku https://www.3pol.cz/cz/rubriky/biografie/136-kahan