Chémia okolo nás (1) Môžu toto obsahovať naše raňajky? strana 1. Prečítajte si zloženia jedál Dali by ste si ich napr. na raňajky?

Transcript

1 strana 1 Chémia okolo nás (1) Môžu toto obsahovať naše raňajky? Prečítajte si zloženia jedál Dali by ste si ich napr. na raňajky? Jedlo 1: Jedlo 2: Jedlo 3: Jedlo 4: Jedlo 5: Jedlo 6: Jedlo 7: lecitín (E322), cefalín, cholíny, sfingomyelíny, cholesterol, aminokyseliny, avidín, luteín (E161B), zeaxantín, pyridoxín, kobalamín, biotín, cholekalciferol Názov jedla: sacharóza, glukózový sirup, rastlinný tuk, emulgátory E471 a E472a, mliečna bielkovina, stabilizátor monohydrogénfosforečnan draselný, smotanová prírodne identická aróma Názov jedla: fosforečnan sodný, vanilín, dextróza, sacharóza, kakao, ryžová múka, kukuričná krupica, pšeničný škrob, stužený rastlinný tuk, chlorid sodný, vitamíny, lecitín, vápnik Názov jedla: fosforečnan draselný (E340), lecitín (E322) a butylhydroxytoluén (E321), oxid kremičitý, prírodné farbivá (E160b) (annatobixin, norbixin) a kurkumin (E100), sójový olej, kukuričný sirup, proteíny, nasýtené, mono- a polynenasýtené mastné kyseliny, cholesterol, sodík, laktóza, gliadiny, voda, vlákniny Názov jedla: kyselina askorbová, sorbitol (E420), aspartam (E951), stearan horečnatý (E470b), acesulfam K (E950), aróma, xantán (E415), farbivo azorubín (E122) Názov jedla: proteíny, sacharidy, lipidy, vitamíny B1, B2, B6, E, kyselina pantothénová, niacín, emulgátor lecitín (E322), etylvanilín, kakaový prášok Názov jedla: voda, kofeín, metanol, etanol, butanol, metylbutanol, acetaldehyd, mravčan metylový, dimetyl sulfid, propionaldehyd, pyridín, kyselina octová (E260), furfural, furfuryl alkohol, acetón, metylacetát, fural, metylfurán, izoprén Názov jedla: Jedlo 8: myozín, aktomyozín, myoglobín, kolagén, elastín, aminokyseliny, kreatín, lipidy, kyselina linolénová, kyselina olejová, lecitín (E322), cholesterol, glukóza, fosfor, tiamín, riboflavín (E101), niacín (E375), kyanokobalamín, pyridoxín, chlorid sodný, železo, horčík, draslík Názov jedla: Jedlo 9: Jedlo 10: voda, cukor, celulóza, glutaman sodný (E621), karotén (E160A), lykopén (E160D), riboflavín E101), kyselina askorbová (E300), kyselina citrónová (E330), kyselina jablčná (E296), kyselina šťaveľová, arómy Názov jedla: vlákniny, bioflavonoidy, karotény, vitamíny A, E, PP, B6, B1, B2, stopové prvky, tuky, sacharidy, bielkoviny Názov jedla: Úloha 1: Pokúste sa k jednotlivým jedlám priradiť tieto názvy: slanina, vajce, káva, rajčina, šľahačka, ovsené vločky, cereálie, kakao (instantné), sójové mlieko, vitamínové tablety (s obsahom vitamínu C).

2 strana 2 Úloha 2: Názvy jedál podľa poradia doplňte do tajničky: Tajnička nám ukázala, že všetky potraviny sú vlastne: Úloha 3: Zvoľte si niektorý článok na titulnej strane SME a nájdite v ňom slovesá, ktoré by sa dali použiť aj vo vetách opisujúcich nejaký fyzikálny alebo chemický dej (napr. XY reagoval na obvinenie, zmenil farbu, stuhol, stratil rovnováhu). Vytvorte vety s týmito slovesami, opisujúce daný fyzikálny alebo chemický dej. Úloha 4: Urobte si zoznam slovies, opisujúcich fyzikálne alebo chemické procesy a skúste ich použiť vo vetách opisujúcich situácie z bežného života.

3 strana 3 Informácie na obaloch výrobkov Na obaloch niektorých výrobkov sa môžeme stretnúť s informáciami, že obsahuje prírodné látky alebo prírodne identické látky čo má byť ich prednosťou oproti výrobku obsahujúcemu syntetické látky (t. j. látky získané chemickou reakciou). Toto tvrdenie je však sporné: Pokiaľ ide o presne rovnakú látku, rozhodujúci môže byť spôsob jej získavania. Prírodnú látku je potrebné z pôvodného materiálu napr. extrahovať organickým rozpúšťadlom. Pri syntéze prírodne identickej látky môžeme túto látku získať bez prímesí takýchto látok. Úloha 5: Nájdite v článkoch alebo inzercii v SME potraviny, v ktorých by ste vedeli identifikovať niektoré látky ich chemickým názvom. Úloha 6: Nájdite v SME reklamu na nejaký nízkokalorický, resp. light výrobok. Takýto výrobok nesmie obsahovať veľa tukov a veľa cukru. Viete, ako sa dosahuje nízka energetická úroveň výrobkov? Ako to, že žuvačky, na ktorých sa uvádza, že sú bez cukru, sú sladké? Stáročné skúsenosti nás naučili, že mnohé prírodné látky majú liečivé vlastnosti. Chemici postupne odhalili, ktoré látky sú účinné v prírodných prípravkoch. To im umožnilo tieto látky získať aj umelo syntézou v laboratóriu. A niekedy získať aj výhodnejšie látky, než ponúka príroda. Pri príprave liečiv je možné synteticky pripraviť zlúčeninu, ktorá je oveľa účinnejšia ako pôvodné prírodné liečivo, čo umožní podstatne znížiť účinnú dávku, prípadne eliminovať škodlivé vedľajšie účinky. Napr. už dávno bolo známe, že výťažok z vŕbovej kôry alebo z imela znižuje horúčku. V 19. storočí sa zistilo, že tento efekt sa dá pripísať kyseline salicylovej (2-hydroxybenzoovej). Táto kyselina má však nepriaznivý účinok na žalúdok, preto sa jej esterifikáciou s acetanhydridom pripravila kyselina acetylsalicylová. Aspirín, ponúknutý na trh firmou BAYER v roku 1898, je najdlhšie používaným liekom na svete. V posledných rokoch sa aj v súvislosti so zdravou výživou do bežnej reči dostávajú pojmy, ktoré mali pôvodne celkom iný význam. Popri výrobkoch s predponou bio- ide aj o tzv. organické poľnohospodárske produkty. Úloha 7: Porovnajte nasledujúce dve vety a vysvetlite zmysel slova organický: V predajni špecializujúcej sa na biopotraviny ponúkajú organickú paradajkovú šťavu. Tuky sa dobre rozpúšťajú v organických rozpúšťadlách (ako hexán, benzén, toluén, xylény a pod.) Úloha 8: Porozprávajte sa o kritériách, ktoré umožňujú zaradiť potravinu medzi biopotraviny. Ako sa pestujú plodiny, ktoré sa potom označujú ako organické? Úloha 9: Pohľadajte, či v piatkovej prílohe SME ženy nenájdete reklamu na biopotraviny alebo na prírodné liečivé prípravky. Neexistujú toxické látky, len toxické dávky Neexistujú iné látky ako chemické (aj keď o látkach ako o chemikáliách hovoríme vtedy, ak sa prejavujú chemicky, t. j. chemickou reakciou). A neexistujú dobré a zlé chemické látky. Existujú len bezpečne alebo nezodpovedne, riskantne používané látky. Bezpečné množstvo je však pre rôzne látky rozdielne. Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim ( ), ktorého poznáme pod menom Paracelsus, bol švajčiarsky filozof, lekár, alchymista, liečiteľ, astrológ a prírodovedec. Je považovaný za zakladateľa farmaceutickej chémie i homeopatie. Ako lekár a alchymista precestoval celú Európu, trikrát navštívil aj územie Slovenska. Sformuloval teóriu o chemickej podstate životných funkcií. Zaoberal sa použitím chemických látok a minerálov v medicíne a ako prvý použil v roku 1526 pomenovanie pre chemický prvok zinok. Zaoberal sa rastlinami a ich liečivými účinkami a je považovaný za prvého systematického botanika. Asi najznámejším je jeho výrok: Všetky látky sú jedy, nič nie je bez jedu, len dávka určuje, či bude účinok škodlivý. Tento princíp je základom aj dnešnej modernej farmakológie. Všetky látky sú chemikálie. Je nezmyslom napríklad ponúkať potraviny bez chemikálií.

4 strana 4 Chemikálie v domácnosti Povedali sme si, že všetky látky sú chemikálie. Čo máme potom na mysli, keď hovoríme o chemikáliách v domácnosti? Ide o látky, ktoré požívame doma a podstata ich účinku je chemická (t. j. pri ich účinku prebieha nejaká chemická reakcia) alebo aspoň fyzikálno-chemická. Napr. dezinfekčné prostriedky pôsobia oxidačne. Medzi chemikálie v domácnosti sa najčastejšie zaraďujú pracie a čistiace prostriedky, dezinfekčné prostriedky, rôzne rozpúšťadlá, farby, ale aj kozmetické prípravky, lieky a poľnohospodárske chemikálie (hnojivá a pesticídy). Táto brožúra edície SME v škole sa bude venovať niektorým z týchto látok. Úloha 10: Nájdite v prílohe denníka SME ženy inzerciu na čistiace prostriedky. Skúste odhadnúť, či pri použití daného prostriedku budete potrebovať nejaké ochranné prostriedky (rukavice, okuliare ). Úloha 11: Nájdite v nadpisoch článkov v denníku SME spojenia týkajúce sa čistoty a upratovania. (Napr. jarné upratovanie, pranie špinavých peňazí, zametanie pod koberec, čisté ruky, biele goliere, škvrny ) Čistiace prostriedky História čistenia: V historických filmoch sa môžeme stretnúť so ženami pláchajúcimi v potoku alebo na brehu jazera odevy vo vode. Kedysi sa odevy zbavovali špiny len takto mechanicky. Neskôr sa prišlo na to, že niektoré látky, napr. rastlinný popol (alebo aj výťažky z niektorých rastlín) uvoľňovanie špiny uľahčujú. Dnes vieme, že je to preto, že popol obsahuje uhličitan draselný a sodný a zásadité roztoky majú detergenčné vlastnosti. Detergent je definovaný ako látka, schopná odstraňovať nečistoty z povrchu tuhých látok fyzikálno-chemickou cestou. Musí dobre zmáčať povrch, preniesť nečistoty z povrchu a rozptýliť ich v kvapaline a zabrániť spätnému znečisteniu. Z pozorovania zvierat vieme, že niektoré veľmi dbajú na osobnú hygienu. Aj človek pociťuje prirodzenú potrebu byť čistý. V histórii sa striedali obdobia, keď sa ľudia viac umývali s obdobiami, keď sa snažili chýbajúcu hygienu prekryť voňavkami a púdrami. Mydlo bolo známe už v staroveku, jeho používanie sa rozšírilo až v 18. a 19. storočí, najmä po zavedení výroby sódy. Úloha 12: Akú látku (uveďte presný názov aj vzorec) volajú chemici sóda a akú látku voláme sóda bikarbóna? Z čoho vyplynul názov druhej z nich? Úloha 13: Keď si v reštaurácii vypýtame sódu, čo nám donesú? Úloha 14: Kedy doma používame sódu bikarbónu? Pri praní a čistení sa menia niektoré fyzikálno-chemické vlastnosti vody. Preto si najskôr povieme niečo o príslušných vlastnostiach kvapalín.

5 strana 5 Kvapaliny Kvapalina je takým skupenským stavom látky, v ktorom (na rozdiel od tuhých látok) sa jej molekuly môžu navzájom pohybovať. Na rozdiel od plynov, ktoré sa navzájom necítia molekuly vnútri kvapaliny pôsobia na seba silami symetricky rozloženými na všetky strany. Vnútri kvapaliny sa tieto sily vzájomne kompenzujú. Pri molekulách na povrchu však prevládajú silové účinky smerujúce dovnútra. Povrch kvapaliny sa preto správa ako pružná blana, stláčajúca kvapalinu. Kvapalina sa snaží dosiahnuť tvar gule, t. j. tvar, ktorý má pre daný objem najmenší povrch. Takýto tvar môžeme vidieť v bezváhovom stave napríklad ak astronauti v kozmickej lodi chytajú do úst kvapky vody. Fyzici túto vlastnosť kvapalín opisujú pomocou dvoch veličín povrchového napätia a povrchovej energie. Povrchové napätie = sila, pôsobiaca na povrchu kvapaliny na dĺžkovú jednotku. Povrchová energia = práca, potrebná na vytiahnutie molekúl zvnútra kvapaliny na povrch a na zväčšenie povrchu kvapaliny o 1 m 2. Číselne je povrchová energia zhodná s povrchovým napätím, pretože 1 N m 1 = 1 J m 2. Povrchové napätie nepôsobí smerom do kvapaliny, ale v povrchu kvapaliny sa (všetkými smermi) snaží povrch kvapaliny zmenšiť. Úloha 15: Vypočítajte plochu gule a plochu kocky s objemom 1 dm 3. [objem gule V = (4/3) π r 3 povrch gule S = 4 π r 2, objem kocky V = a 3, povrch kocky S = 6 a 2 (r je polomer gule, a je hrana kocky)]. Ak ste to dobre vypočítali, vyšlo vám, že povrch kocky je 1,24-krát väčší ako povrch gule s rovnakým objemom. Koľkokrát väčší objem má guľa než kocka s rovnakým povrchom? Povrchové napätie je veličina charakterizujúca fázové rozhranie, jeho hodnota teda závisí od oboch stýkajúcich sa fáz. V tabuľkách uvádzané povrchové napätie kvapalín je veličinou pre rozhranie danej kvapaliny a vzduchu. Voda má pomerme veľké povrchové napätie, pri 25 C má hodnotu 72 mn m 1. Preto sa z vody nedá vyfúknuť bublinka. Najprv treba jej povrchové napätie zmenšiť. Veľké povrchové napätie vody spôsobuje, že na vode sa udržia aj predmety, ktoré sú z ťažšieho materiálu ako voda. Skúste opatrne položiť na hladinu vody kancelársku spinku alebo malý hliníkový pliešok.

6 strana 6 Veľké povrchové napätie vody spôsobuje tiež kapilárnu eleváciu, t. j. že voda v tenkých rúrkach (kapilárach) z hydrofilného materiálu vystúpi vyššie nad okolitú hladinu. Týmto mechanizmom (ale nielen týmto) sa voda dostáva z pôdy do celého tela rastlín. Úloha 16: Z prečítaného výtlačku denníka SME a niektorej farebnej prílohy SME si vystrihnite prúžky široké asi 2 cm a dlhé 15 cm. Ponorte konce prúžkov kolmo do taniera s vodou. Pozorujte, ako voda stúpa po prúžku papiera. V ktorom papieri voda stúpa rýchlejšie? Pouvažujte, prečo. Zmerajte a zapíšte si, o koľko stúpla voda v papierikoch za minútu. Úloha 17: Zostrojte si jednoduché zariadenie na meranie povrchového napätia. Potrebovať budete koliesko z penového polystyrénu (napr. vystrihnuté z PS tácky, na ktorej sa predáva balené mäso), kadičku, slamku na pitie malinovky alebo teflonovú hadičku, stojan, držiak a svorku, silonové (rybárske) vlákno, kancelárske spinky, prevŕtanú zátku. Aparatúru si poskladajte podľa obrázku, postupne privesujte spinky (majte ich v dlani pospájaných aspoň 20), až kým sa polystyrénové koliesko neoddelí od kvapaliny. Ako fungujú čistiace prostriedky? Čistiaci účinok majú látky, ktoré dokážu znížiť povrchové napätie vody. Čo sa deje, ak máme umyť panvicu s olejom? Máme sústavu dvoch navzájom nerozpustných kvapalín. (Kvapaliny sa navzájom nerozpúšťajú vtedy, ak je jedna tvorená z polárnych molekúl a druhá z nepolárnych molekúl.) Ľahšia kvapalina (olej) pritom vytvorí na ťažšej kvapaline (vode) súvislú vrstvu (alebo, ak je jej málo, tak veľké mastné oká). Ak znížime energiu, potrebnú na vytvorenie nového povrchu, oveľa ľahšie sa vytvorí väčšia styková plocha. Jedna kvapalina sa potom môže rozptýliť v druhej vo forme veľkého množstva malých guľôčok. Dostaneme tak sústavu, ktorú nazývame emulzia. Je jedným typom disperzných sústav. Povrchové napätie vody a teda aj energiu, potrebnú na vytvorenie nového povrchu je možné znížiť použitím povrchovo-aktívnych látok tenzidov. Ešte predtým, ako si vysvetlíme, ako tenzidy fungujú, povieme si, že ich najbežnejším predstaviteľom doma sú prostriedky na umývanie riadu, saponáty. Ak ste mali na hladine vody položenú kancelársku spinku, čo sa stane, ak na hladinu dáte malú kvapku saponátu?

7 strana 7 Úloha 18: Na hladinu vody v tanieri položte slučku z bavlnenej nitky (s dĺžkou asi 10 cm). Do stredu naneste malú kvapku saponátu. Sledujte, čo sa stalo a vysvetlite, prečo. Úloha 19: Do hlbokého (polievkového) taniera nalejte vodu a poprášte ju napr. škoricou. Do stredu hladiny kvapnite malú kvapôčku saponátu. Úloha 20: Do lavóra nalejte vodu. Z papiera z denníka SME si pripravte malú lodičku. Na jej zadnú stenu dajte malú kvapôčku saponátu a loďku položte na hladinu. Tenzidy majú molekuly, ktorých jedna časť je polárna a druhá časť nepolárna. Ich polárna časť je preto rozpustná vo vode a nepolárna časť je z vody vytláčaná na povrch. Keďže voda má vysoké povrchové napätie, výsledkom takéhoto usporiadania je výrazné zníženie jej povrchového napätia. S povrchovým napätím súvisí zmáčavosť. Zmáčavosť vyplýva z povahy kvapaliny a materiálu povrchu tuhej látky: Polárna kvapalina lepšie zmáča povrch tuhej polárnej ( hydrofilnej ) látky, nepolárna kvapalina lepšie zmáča povrch tuhej nepolárnej ( hydrofóbnej ) látky. Hydrofilný povrch má teda napr. sklo, hydrofóbny (a teda olejofilný ) povrch má teflónová panvica. Preto sa na panvici olej roztečie (aj keď pomaly, lebo je viskózny hustý ) a malé množstvá vody zostanú len ako kvapky. Kvapalina zmáčajúca tuhý povrch Kvapalina nezmáčajúca tuhý povrch Zníženie povrchového napätia kvapaliny zlepšuje zmáčanie tuhého povrchu. Úloha 21: Kvapnite na sklo vodu, aby vytvorila kvapôčku s priemerom do 1 cm. Dotknite sa stredu kvapôčky špáradlom, ktoré ste predtým ponorili do saponátu. Úloha 22: Spojením ktorých slov vznikli slová hydrofilný, hydrofóbny, olejofilný? Úloha 23: Z čoho vzniklo a čo pôvodne znamenalo slovo filozofia? Úloha 24: Bojíte sa niečoho máte z niečoho fóbiu? Porozprávajte sa v triede, čoho sa ľudia boja. S pomocou slovníka cudzích slov odhaľte, akými fóbiami ľudia trpia. Slovník cudzích slov zatiaľ neobsahuje arachnofóbiu ani klaustrofóbiu, aj keď sú pomerne rozšírené. Viete, o čo ide? Úloha 25: Nájdite nejaký článok v SME, týkajúci sa strachu z niečoho. Ako sa dá s fóbiami bojovať? Úloha 26: Pomocou vytvorenej aparatúry na meranie povrchového napätia sledujte, o koľko sa zníži povrchové napätie vody pri pridávaní saponátu (prostriedku na umývanie riadu). Postupne kvapnite vždy jednu kvapôčku. Vytvorte graf závislosti počtu zavesených spiniek (pri odtrhnutí kolieska od hladiny) od počtu kvapiek saponátu. Úloha 27: Z prečítaného výtlačku denníka SME a niektorej farebnej prílohy SME si opäť vystrihnite prúžky široké asi 2 cm a dlhé 15 cm. Ponorte konce prúžkov kolmo do taniera s vodou, do ktorej ste pridali kvapku saponátu. Pozorujte, ako voda stúpa po prúžku papiera. Zmerajte, o koľko stúpla voda v papierikoch za minútu. Porovnajte tento údaj s výsledkom, ktorý ste získali pre čistú vodu. Zistili ste iné hodnoty? Pouvažujte, prečo.

8 strana 8 Mechanizmus fungovania tenzidov si ukážeme aj na nasledujúcich dvoch obrázkoch: Veľké povrchové napätie vody nedovoľuje, aby sa voda dostala do pórov znečisteného pórovitého materiálu. Ak povrchové napätie znížime, vodný roztok sa už do pórov látky dostane a môže z nich vypláchnuť nečistoty. Olej s vodou sa nezmieša preto, že olej je nepolárnou a voda polárnou kvapalinou a že povrchové napätie na ich styku je vysoké. Olej má spravidla nižšiu hustotu ako voda zostane teda ako vrchná vrstva. Tenzidy sú látky s nízkym povrchovým napätím. Polárna časť ich molekuly sa dobre rozpúšťa vo vode, nepolárna časť sa tam nerozpúšťa a z vody je vytlačená na jej povrch. Ak je na vodnej hladine rozliaty olej (nepolárna látka), v ňom sa bude rozpúšťať nepolárna časť molekuly tenzidu. Keďže povrchové napätie na rozhraní vody a oleja sa takto oveľa znížilo, ak takúto zmes zamiešame, ľahko sa z nej vytvorí emulzia mikroskopické olejové kvapôčky sa rozptýlia vo vode. Úloha 28: Ak ste mali na obed niečo vyprážané, ponúknite sa, že umyjete panvicu, v ktorej ostal olej. Ak do nej pridáte horúcu vodu a zamiešate to kefkou na umývanie riadu, z oleja sa vytvoria pomerne veľké kvapôčky, ktoré sa po krátkom čase v pokoji opäť zlejú do vrchnej vrstvy. Ak do tejto zmesi pridáte trocha saponátu a zamiešate to kefkou, vytvorí sa vám mliečna emulzia z neviditeľných kvapôčok oleja rozptýlených vo vode. V povrchu každej kvapôčky sú pritom molekuly tenzidu otočené nepolárnymi chvostíkmi dovnútra a polárnymi hlavičkami von do vody.

9 strana 9 Mydlo Mydlá sú sodné alebo draselné soli karboxylových kyselín s dlhým reťazcom, mastných kyselín. Napr.: H 3 C CO 2- Na + Úloha 29: Ide o dva vzorce tej istej zlúčeniny alebo o vzorce rôznych zlúčenín? Tuky sú estery mastných kyselín s glycerolom, napr.: CH 2 O CO (CH 2 ) 14 CH 3 CH O CO (CH 2 ) 14 CH 3 CH 2 O CO (CH 2 ) 14 CH 3 Zmydelnenie tukov je tradičný názov reakcie, ktorou sa vyrába mydlo. Tuky sa hydrolyzujú horúcou vodnou parou a vzniknuté kyseliny sa potom neutralizujú príslušným hydroxidom (sodným alebo draselným). Vedľajším produktom je glycerol. Úloha 30: Napíšte rovnicu zmydelnenia uvedeného triglyceridu hydroxidom sodným. Vlastnosti mydla závisia od zloženia tuku (dĺžky reťazca a počtu nenasýtených väzieb v ňom) a tiež od druhu katiónu Na + alebo K + (draselné mydlá sú tekutejšie). V minulosti sa draselné mydlo (pod názvom mazľavé mydlo) používalo na umývanie podlahy. Reakciou mastných kyselín s trietanolamínom vznikajú mydlá používané v šampónoch a iných kozmetických prípravkoch (pretože menej štípu oči). Nevýhody mydla Dlhodobo boli známe niektoré nevýhodné vlastnosti mydla: 1. V tvrdej vode sa vyzrážavajú nerozpustné soli vápnika, horčíka a železa s mastnými kyselinami. 2. V kyslých roztokoch sa vylučujú mastné kyseliny. K hľadaniu náhrady za mydlá prispel aj nedostatok tukov v období prvej svetovej vojny. Rozvoj výroby syntetických tenzidov nastal až po druhej svetovej vojne, keď sa surovinou na ich výrobu stala ropa. Úloha 31: Napíšte rovnice reakcií mydla v tvrdej vode a v kyslom vodnom roztoku.

10 strana 10 Syntetické tenzidy Mali odolať účinkom kyselín a tvrdej vody. Preto v nich bolo potrebné nahradiť karboxylovú skupinu. Prvými boli alifatické lineárne alkylsulfáty, napr. lauryl sulfát CH 3 (CH 2 ) 11 OSO 3 Na, ktorý sa stále používa v zubných pastách, šampónoch a iných kozmetických výrobkoch: Čoskoro ich nahradili lacnejšie alkylbenzénsulfonáty (ABS), vyrábané z propénu, benzénu a kyseliny sírovej (lacnejšie boli preto, že základnou surovinou bola ropa): ABS boli biologicky nerozložiteľné a hromadili sa v splaškových vodách a v riekach, ktoré sa potom penili. Boli preto neskôr zakázané a nahradili ich lineárne alkylsulfonáty (LAS) Z lineárnych reťazcov sú mikroorganizmy schopné odhrýzať po dvoch uhlíkových atómoch, a tak ich postupne rozložia. Rozdelenie tenzidov Aniónové tenzidy Ich aktívna časť nesie záporný náboj. Patria medzi ne mydlá, alkylsulfáty, ABS, LAS, alkoholetoxysulfáty AES [CH 3 (CH 2 ) m O(CH 2 CH 2 O) n SO 3 Na + ]. Používajú sa v pracích práškoch, prípravkoch na umývanie riadu, čistiacich prostriedkoch pre domácnosť i osobnú hygienu. Neiónové tenzidy Nemajú elektrický náboj. Málo penia a sú odolné voči tvrdosti vody. Používajú sa v práškoch na pranie a do umývačiek riadu. Najpoužívanejšími sú alkohol etoxyláty CH 3 (CH 2 ) m O(CH 2 CH 2 O) n H. Katiónové tenzidy Na aktívnej časti majú kladný náboj. Nie sú až také dobré detergenty, ale majú dezinfekčné účinky, a preto sa používajú v prostriedkoch určených pre potravinárske a mliekarenské prevádzky, ako aj v niektorých prostriedkoch pre domácnosť. Najbežnejšími katiónovými tenzidmi sú kvartérne amóniové soli, napr.: CH 3 (CH 2 ) 15 N + (CH 3 ) 3 Cl. Niekedy sa používajú spolu s neiónovými tenzidmi. Amfotérne tenzidy Nesú kladný aj záporný náboj. Reagujú s kyselinami aj zásadami a vyznačujú sa jemnosťou, penivosťou a stabilitou. Používajú sa v detských šampónoch a tekutých mydlách. Typické amfotérne tenzidy obsahujú betaíny CH 3 (CH 2 ) n NH 2+ CH 2 COO.

11 strana 11 Zloženie pracích prostriedkov Každý prací prostriedok je zmesou viacerých látok, ktoré v ňom majú rôznu úlohu. Základnou súčasťou sú tenzidy. Tenzidy Najčastejšie sa používajú aniónové tenzidy; majú výborné čistiace schopnosti a dobre penia. Aktivačné prísady Aj pri použití syntetických tenzidov treba vodu zmäkčiť. Polyfosforečnany a citráty alkalických kovov tvoria rozpustné vápenaté a horečnaté komplexy. Zvyšujú účinnosť tenzidov, udržujú nečistoty v roztoku a zabraňujú ich znovuusadzovaniu. Zaisťujú dobrú sypkosť, neprašnosť a stabilitu pracích prostriedkov pri ich skladovaní. Fosfor je však hlavnou príčinou eutrofizácie vôd (o čo ide pozrite na Úloha 32: Nájdite si na internete aj iné údaje o eutrofizácii poznačte si ich a porozprávajte sa o tom, čo ste zistili. Preto na zmäkčovanie vody ako náhrada za polyfosforečnany v pracích prostriedkoch sa používajú sodné soli hlinitokremičitanov zeolity. Uhličitan a kremičitan sodný sa používajú na udržiavanie ph a zásaditosti vodného roztoku (a vyzrážanie vápnika a horčíka). Kremičitany sú súčasťou alkalicky reagujúcich čistiacich a pracích prostriedkov. Spôsobujú jemné napučenie vlákien, čím zabraňujú spätnému usadzovaniu nečistoty, chránia práčku pred koróziu a bielizeň pred zožltnutím. Kremičitany horečnaté sa používajú stabilizáciu kyslíkatých bieliacich látok (peroxoboritan sodný). Optické zjasňovače Fluorescenčné látky spôsobujú, že látka vyzerá jasnejšia, než v skutočnosti je. Pri fluorescencii sa dopadajúce neviditeľné ultrafialové svetlo mení na viditeľné svetlo. Najčastejšie môžete fluorescenciu pozorovať napr. na pošte, kde si pracovníčky kontrolujú pravosť bankoviek. Prostriedky na umývanie riadu Ako hlavnú zložku obsahujú jeden alebo viaceré tenzidy (aniónové, prípadne neiónové). Môžu obsahovať aj enzýmy, parfumy, konzervačné látky, rozpúšťadlá, bielidlá a iné látky. Detergenty do umývačiek riadu majú celkom iné zloženie. Často sú silne alkalické, obsahujú tripolyfosforečnan sodný Na 5 P 3 O 10, uhličitan sodný, kremičitan sodný Na 2 SiO 3, síran sodný a chlórové alebo kyslíkové bielidlá a len malé množstvo tenzidu, zvyčajne neiónového. Niektoré obsahujú aj NaOH. Ich vlastnosti závisia najmä od alkalických zložiek a intenzity čistenia umývačkou. Avivážne prostriedky Avivážne prostriedky obsahujú katiónové tenzidy s dvoma dlhými a dvoma krátkymi reťazcami. Takéto zlúčeniny sú dobre absorbované tkaninou, na ktorej vytvoria film. Dlhé uhľovodíkové vlákna mastia tkaninu, čím sa zvyšuje jej pohyblivosť a mäkkosť. Podobné zloženie majú kondicionéry na vlasy.

12 strana 12 Ďalšie čistiace prostriedky Existuje veľké množstvo špeciálnych čistiacich prostriedkov na rôzne účely (predmety, povrchy, ). Niekedy môžu pri nesprávnom použití povrch poškodiť. Vždy je dôležité dodržiavať návod na použitie. Čpavkové (amoniakové) roztoky dobre uvoľňujú pripečené zvyšky potravín, zriedené dobre čistia zrkadlá a okná, zmiešané s detergentmi sú dobré na PVC podlahoviny. Čpavkové pary sú dráždivé, takže takéto prostriedky by sa nemali používať v nevetraných priestoroch. Amoniak poškodzuje asfaltové, drevené a hliníkové povrchy. Sóda bikarbóna NaHCO 3 dobre absorbuje kuchynské pachy, čo sa dá využiť pri čistení chladničky. Ocot odstraňuje mastnotu. Nemôže sa používať na kamenné (mramorové) povrchy. Viete prečo? Úloha 33: Napíšte rovnicu reakcie kyseliny octovej s mramorom. (Dúfame, že viete, aká látka je mramor.) RADA: Pozor! Nikdy sa nesmú miešať bielidlá s inými prostriedkami, pretože napr. chlórnany pri reakcii s HCl (alebo s inou kyselinou, napr. fosforečnou) uvoľňujú chlór: 2 HCl(aq) + ClO (aq) Cl (aq) +H 2 O(l) + Cl 2 (g), pri reakcii s amoniakom sa uvoľňuje chlóramín (NH 2 Cl) a hydrazín (NH 2 NH 2 ). Oba sú jedovaté! Špeciálne čistiace prostriedky Čistiace prostriedky na WC odstraňujú vodný kameň, hrdzavé škvrny a majú fungicídne a dezinfekčné účinky. Sú kyslé, aby rozpúšťali CaCO 3 obsahujú HCl, kyselinu citrónovú alebo kyselinu fosforečnú. Tuhé prípravky obsahujú NaHSO 4. Čistiace prostriedky na sklo (okná, zrkadlá) obsahujú prchavé kvapaliny, ktoré sa bez stôp odparia. Najčastejšie sú zmesou izopropylalkoholu a vody, niekedy s prídavkom amoniaku alebo octu. Čistiace prostriedky na kuchynské výlevky obsahujú hydroxid sodný, ktorý pri rozpúšťaní uvoľňuje teplo, čím sa tuk roztápa a reakciou s NaOH sa časť z neho mení na mydlo. Ak obsahujú aj chlórnan sodný, ten rozkladá vlasy. Výhodnejšie je upchávaniu potrubí predchádzať alebo prečistiť potrubie mechanicky. Sú aj prostriedky na báze kyseliny sírovej. Čistiace prostriedky na kuchynské rúry tiež obsahujú NaOH, často vo forme aerosólu (peny). Mastné povlaky reagujú s hydroxidom na mydlo a dajú sa z povrchu zotrieť. Dôležité je používať ochranné rukavice. Úloha 34: V minulosti sa na vyleštenie skla používal novinový papier. Skúste umyť jedno okno v triede roztokom bežného saponátu. Ešte kým je okno vlhké, vyleštite tretinu plochy novinovým papierom z denníka SME a druhú tretinu papierom z farebnej prílohy SME. Porovnajte všetky tri tretiny umývaného okna. Úloha 35: Pozrite si doma (alebo v predajni) zloženie čistiacich prostriedkov na WC. Skúste určiť, ktoré látky v prípravku sú tenzidy a ktoré majú dezinfekčné vlastnosti. Aké ďalšie látky prípravky obsahujú? Sú na prípravku pokyny, týkajúce sa bezpečného zaobchádzania? Aké? Úloha 36: Výrobcovia čistiacich prostriedkov sa snažia vychovávať svojich zákazníkov k ich šetrnému využívaniu a zodpovednému prístupu k životnému prostrediu. Pozrite si (v slovenčine) internetové stránky a porozprávajte sa, o tom, čo ste sa na nich dočítali. Saponíny prírodné tenzidy Tenzidy vytvárajú aj niektoré rastliny. Existujú napr. recepty na prípravu bublifukového roztoku z gaštanov (z pagaštanu konského). Tieto látky sa nazývajú saponíny. Z chemického hľadiska ide o glykozidy, t. j. deriváty cukrov. Niektoré sú jedovaté (najmä pre vodné živočíchy), ale niektoré sa odporúčajú na prečistenie organizmu (niektoré sú súčasťou liekov na vykašliavanie alebo diuretík). Nachádzajú sa v juke, aloe, agáve, u nás v sladkom drievku (lékořice), prvosienke.

13 Kozmetické prípravky strana 13 Človek si od najstarších čias chránil kožu pred poveternostnými vplyvmi a hmyzom. Používal na to tuk z ulovených zvierat a výťažky z rastlín. Už starí Egypťania intenzívne využívali prírodné kozmetické prípravky, henu (hnedasté farbivo z rozomletých listov kríka Lawsonia inermis), mastičky z myrhy, šafranu, aloe, škorice a pod. Egyptská kráľovná Kleopatra používala zelené očné tiene (v podstate z medenky), zmes tuku a sadzí používala na farbenie obočia a zmesou tuku a kvasníc si natierala pery. Pôvod názvu antimónu súvisí práve s názvom minerálu antimonit (Sb 2 S 3 ), ktorý používali Egypťanky ako čierne líčidlo na obočie. Úloha 1: Viete, čo je medenka a kde ju môžeme vidieť? Mnohé z pigmentov, ktoré sa kedysi používali, obsahovali jedy. Napr. biele olovo [2PbCO 3.Pb(OH) 2 ], červený fosfor, rumelka (HgS), auripigment (As 2 S 3 ), antimónová maskara (Sb 2 S 3 ). Kozmetický výrobok je látka alebo prípravok určený na vonkajšie časti ľudského tela a to pokožku, vlasový systém, nechty, pery, vonkajšie pohlavné orgány, ďalej zuby a sliznicu ústnej dutiny s úlohou čistiť, parfumovať, meniť ich vzhľad, chrániť, udržiavať ich v dobrom stave alebo koordinovať ľudské pachy. Rozdelenie kozmetických prípravkov Kozmetické prípravky si môžeme rozdeliť z rôznych hľadísk. Z funkčného hľadiska ich delíme na: 1. Prípravky základnej hygieny 2. Prípravky dekoratívnej kozmetiky 3. Prípravky špeciálnej starostlivosti prípravky na opaľovanie a prípravky po opaľovaní, prípravky na umelé zhnednutie kože, masážne prípravky, bieliace prípravky (na odstránenie pieh), depilačné a epilačné prípravky, prípravky na trvalé zvlnenie vlasu, zásypy, prípravky na ruky, špeciálne kúpeľové prípravky, prípravky po kúpeli, reparačné prípravky. 4. Ostatné prípravky repelenty, osviežovače vzduchu, špeciálne dezodoračné prípravky účinkujúce ako pohlcovače pachov. Úloha 2: Doplňte kozmetické prípravky, patriace do prvej a druhej skupiny. (Svoju odpoveď si porovnajte s textom na nasledujúcej strane.) Prípravky základnej hygieny Prípravky dekoratívnej kozmetiky Kozmetológia je veda, ktorá zahrnuje biológiu kože, výskum a prípravu kozmetických prípravkov, overovanie ich vlastností a spôsobov použitia. V súčasnosti sa opiera o vedecké poznatky z chémie, biochémie, dermatológie, farmácie a psychológie. Úzko súvisí s hygienou, ktorá je jej súčasťou a základom. Úloha 3: Nájdite v piatkovej prílohe SME ženy článok alebo reklamu na kozmetické prípravky. Zaraďte tieto prípravky do jednej zo štyroch uvedených skupín. Úloha 4: Nájdite v článkoch v denníku SME spojenia týkajúce sa hygieny a čistoty osôb. (Napr. má špinu za ušami, má maslo na hlave, nemá čisté ruky, používa nečisté praktiky, zapácha (nevonia, smrdí) to, čistý ako ľalia, čistota pol života). Skúste si spomenúť na nejaké slovenské príslovia a porekadlá týkajúce sa čistoty a špiny.

14 strana 14 Požiadavky na označovanie kozmetických látok: obchodné meno a sídlo alebo meno, priezvisko a miesto podnikania výrobcu dovozcu nominálny obsah v čase balenia dátum minimálnej trvanlivosti (v EÚ sa už nemusí uvádzať) podmienky používania a upozornenia identifikáciu výrobnej dávky účel použitia zoznam zložiek (názvy INCI) Úloha 5: Skontrolujte na rôznych kozmetických prípravkoch, ktoré máte doma, či výrobcovia tieto nariadenia dodržiavajú. Koža Koža je zložitý orgán, obaľujúci telo a tvoriaci bariéru udržiavajúcu škodlivé látky mimo tela a vlhkosť a živiny vnútri. Koža má teda funkciu ochrannú. Pri strednej veľkosti tela má plochu asi 1,7 m 2. Vyvinula sa ako orgán schopný trvalej obnovy. Úloha 6: Pozrite si na plagáte v denníku SME, ako vyzerá koža: Vonkajšia vrstva kože sa nazýva epiderma. Jej vonkajšia vrstva je tvorená odumretými bunkami, ktoré sa uvoľňujú. Tvorí ich najmä vláknitá bielkovina keratín. Keratín obsahuje asi 10 % vlhkosti, pri nižších hodnotách je pokožka suchá a fľakatá. Vyše 10 % vlhkosti poskytuje dobré podmienky na rast škodlivých mikroorganizmov. Koža je proti strate vlhkosti chránená mastným výlučkom. Vystavenie pokožky slnku a vetru ju vysušuje, pričasté umývanie tiež odstraňuje prírodné kožné oleje. Prirodzený kožný film má u človeka určité priemerné zloženie, ktoré je závislé od veku, pohlavia, zdravotného stavu, výživy. Kožný film je tvorený nasledovnými lipidovými zložkami: voľné mastné kyseliny (30 %), triacylglyceroly (25 %), vosky (20 %), skvalén (15 %), cholesterol a jeho estery (5 %), ostatné (5 %). Odpovede na otázky z predchádzajúcej strany: 1. Prípravky základnej hygieny: Šampóny, prípravky na vlasy, kúpeľové prípravky, zubné pasty, prípravky zubnej hygieny, intímne umývacie prípravky, prípravky určené na starostlivosť o pleť a ruky, dezodoračné prípravky, mydlá, prípravky na holenie a prípravky detskej kozmetiky. 2. Prípravky dekoratívnej kozmetiky: Rúže, púdre, očné tiene, laky na nechty, farebné prelivy, tužidlá, laky na vlasy, farby na vlasy, parfumy, kolínske vody, toaletné vody, vody po holení a pod. Pleťové mlieka a krémy Pleťové mlieka a krémy sú emulzie, t. j. sústavy, v ktorých sú mikroskopické čiastočky jednej kvapaliny rozptýlené v druhej kvapaline. Emulzie delíme na dva typy, podľa toho, aká látka je rozptýlená v akom prostredí. Ak sú kvapôčky oleja rozptýlené vo vode, ide o emulziu typu O/V olej vo vode. Ak vonkajšie prostredie tvorí tuk, v ktorom je rozptýlená voda (a v nej rozpustené polárne látky), ide o emulziu typu V/O voda v oleji. Úloha 7: Nájdite v piatkovej prílohe SME ženy článok alebo reklamu na pleťové krémy alebo mlieka. Odhadnite, o aký typ emulzie v týchto prípravkoch ide. Úloha 8: Ako rozlíšite, o akú emulziu ide? Natrite si jednu ruku pleťovým mliekom a druhú mastným krémom. Emulzia O/V na pokožke chladí, pretože sa z nej odparuje voda, emulzia V/O je na dotyk mastná.

15 strana 15 Kozmetika sa nanáša na vonkajšie odumreté vrstvy pokožky vo forme roztokov (lotions, čo sú emulzie O/V) alebo krémov (emulzie V/O). Aktívnu zložku v nich predstavujú olejové zložky, ktoré na pokožke vytvoria film chrániaci ju pred únikom vlhkosti. Typickými zložkami sú minerálne oleje a vazelína, čo sú zmesi alkánov získaných z ropy. Ďalšími zložkami sú prírodné tuky a oleje, propylénglykol, glycerol, parfumy, vosky, voda a emulgátory. Prírodné materiály zahrnujú lanolín (tuk získavaný z ovčej vlny), kolagén (bielkovina zo spojovacích tkanív), gél z aloe vera, olivový a palmový olej. Na stuženie výrobku sa často pridáva včelí vosk. Krémy a pleťové vody a mlieka chránia kožu tým, že ju pokrývajú a zmäkčujú. Opaľovacie prípravky Viditeľné svetlo je malou časťou elektromagnetického vlnenia s vlnovými dĺžkami medzi 400 až 700 nm. Má tým väčšiu energiu, čím má menšiu vlnovú dĺžku. Slnečné žiarenie nie je tvorené len viditeľným svetlom, ale aj žiarením s väčšími vlnovými dĺžkami, ktoré sa prejavuje ako tepelné žiarenie (voláme ho infračervené, lebo nasleduje za červeným svetlom) a tiež žiarením s menšími vlnovými dĺžkami a teda s väčšou energiou. Toto žiarenie voláme ultrafialové. UV oblasť sa zvykne deliť na bližšiu UV-A a vzdialenejšiu (s vyššou energiou) UV-B oblasť. Ultrafialové žiarenie vyvoláva tvorbu pigmentu melanínu, čím koža tmavne. Tmavý melanín potom chráni hlbšie vrstvy kože pred poškodením. Nadmerné vystavenie sa slnečným lúčom môže viesť k predčasnému starnutiu kože a k rakovine kože. Najmä krátkovlnná zložka (UV-B) je nebezpečná. Väčšina opaľovacích prípravkov pohlcuje UV-B žiarenie a prepúšťa menej energetické UV-A žiarenie, ktoré podporuje opálenie sa. Aktívnou zložkou týchto prípravkov bývala p-aminobenzoová kyselina alebo niektorý z jej esterov. Keďže sú rozpustné vo vode, ľahko sa z pokožky vymývajú, a preto sa prestali používať. V súčasnosti sa vo väčšine prípravkov používa oktyl metoxy cinnamát (OMC) CH 3 OC 6 H 4 CH=CHCOOCH 2 CH(CH 2 CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 CH 3. Osemčlenný uhlíkový reťazec robí túto zlúčeninu nerozpustnou vo vode, takže sa pri plávaní až tak nezmýva. Ochranný faktor opaľovacích prípravkov máva hodnoty od 2 do 35 a viac. Označuje, koľkokrát dlhšie môžete byť na slnku natretý než bez ochrany. Úloha 9: Začiatkom júna sa konečne dve kamarátky blondínka Zuzka a brunetka Katka vybrali k jazeru opaľovať sa. Vedeli, že po prvýkrát sa musia dobre natrieť opaľovacím krémom. Ktorá z nich potrebuje krém s vyšším ochranným faktorom? Peter má síce tiež svetlú pleť, ale keďže na tréningoch od jari behá na slnku, je už pekne opálený. Kto sa môže teraz opaľovať najdlhšie, ak sa všetci traja natrú rovnakým krémom?

16 strana 16 Zubné pasty Nevyhnutnou zložkou zubných pást sú len detergenty a abrazíva (látky, ktoré mechanicky čistia zuby, nesmú však poškodiť sklovinu). Typickým tenzidom je dodecylsulfát (laurylsulfát) sodný CH 3 (CH 2 ) 11 OSO 3 Na +. Ďalšími zložkami sú mentolové príchute, farbivá, arómy a sladidlá (sorbitol, glycerol, sacharín), plnivá ako celulózová živica a polyetylénglykoly, konzervačné látky ako metylester p-hydroxybenzooovej kyseliny HOC 6 H 4 COOCH 3. Abrazíva, bežne používané v zubných pastách Zrážaný uhličitan vápenatý CaCO 3 fosforečnan vápenatý Ca 3 (PO 4 ) 2 Nerozpustný monofosforečnan sodný (NaPO 3 ) n difosforečnan vápenatý Ca 2 P 2 O 7 Hydrogénfosforečnan vápenatý CaHPO 4 hydratovaná alumina Al 2 O 3.nH 2 O Oxid titaničitý TiO 2 hydratovaná silika SiO 2.nH 2 O Zubný kaz spôsobujú najmä baktérie, ktoré menia cukry na zubný kameň (lepkavé dextrány) a kyseliny (napr. mliečnu), ktoré rozrušujú sklovinu. Čistením sa odstraňuje zubný kameň, a tak sa predchádza rozkladu. Odporúča sa nejesť sladkosti mimo hlavných jedál. Sklovinu poškodzujú aj kyseliny v nápojoch ako H 3 PO 4 v kolách. Mnohé zubné pasty obsahujú fluór (často vo forme SnF 2 alebo vo forme amínfluoridu), ktorý obmedzuje náchylnosť na tvorbu zubného kazu. Sklovinu zubov tvorí najmä hydroxyapatit Ca 5 (PO 4 ) 3 OH; fluoridy premieňajú časť skloviny na fluórapatit Ca 5 (PO 4 ) 3 F, ktorý je tvrdší a odolnejší proti rozkladu než hydroxyapatit. Úloha 10: Aby ste mali lepšiu predstavu, prečo si treba umývať zuby, skúste si vyšúchať zuby len zubnou kefkou, bez zubnej pasty. Budete prekvapení, že zacítite sladkú chuť, aj keď ste dlho predtým nič sladké nejedli. Toľko cukrov sa vám nalepilo na zuby! Chemikálie v poľnohospodárstve V poľnohospodárstve potrebujeme chemické látky z dvoch odlišných dôvodov. Prvým je potreba doplniť do pôdy živiny (ktoré stráca pri intenzívnom pestovaní plodín), a tak jej prinavrátiť, resp. zvýšiť úrodnosť. Nato sa používajú rozličné hnojivá. Druhý spôsob využitia chemických látok v poľnohospodárstve je ochrana úrody (ale i ľudí) pred škodcami. Tu sa budeme venovať práve tejto problematike. Prostriedky proti škodcom pesticídy Úloha 1: Názvy jednotlivých pesticídov pozostáva z dvoch častí, prípona -cíd hovorí, že daná látka niečo ničí, a začiatok slova uvádza, čoho sa to týka. Sú to teda prostriedky na ničenie (doplňte): insekticíd herbicíd fungicíd rodenticíd akaricíd nematocíd zoocíd baktericíd (germicíd) je prostriedok na ničenie je prostriedok na ničenie je prostriedok na ničenie je prostriedok na ničenie je prostriedok na ničenie je prostriedok na ničenie je prostriedok na ničenie je prostriedok na ničenie Postupne si správnosť svojich odpovedí overíte v ďalšom texte.

17 strana 17 Insekticídy Hmyz v histórii ľudstva priniesol mnoho epidémií, a preto ľudia oddávna používali rôzne prostriedky na jeho hubenie. Škodlivé sú však iba niektoré druhy hmyzu, mnohé druhy sú priamo prospešné, iné hrajú dôležitú úlohu v ekologickom systéme a sú tak užitočné nepriamo. Insekticídy to však nerozlišujú a mnohé sú škodlivé aj pre vyššie živočíchy. Preto ich použitie treba vždy starostlivo zvážiť. DDT dichlórdifenyltrichlóretán Účinnosť DDT ako insekticídu objavil pred 2. svetovou vojnou švajčiarsky vedec P. Müller a už v roku 1948 zato dostal Nobelovu cenu. Jeho výroba je pomerne lacná a je veľmi účinný, preto rýchlo nastal veľký rozmach jeho používania. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie WHO používanie DDT a príbuzných pesticídov zachránilo okolo 25 miliónov ľudských životov a stovky miliónov ľudí ochránilo pred chorobami prenášanými hmyzom. Napriek tomu boli DDT a ďalšie polychlórované zlúčeniny vo väčšine krajín zakázané. Ich nebezpečenstvo spočíva aj v ich nereaktivite, v dôsledku ktorej pretrvávajú v prírode dlhý čas. Dobre sa rozpúšťajú v tukoch a hromadia sa v telách vyšších živočíchov. Nie sú síce veľmi toxické pre teplokrvné živočíchy, oveľa toxickejšie sú pre ryby. Spôsobili veľký pokles v populáciách vtákov (kŕmiacich sa rybami), ktorých škrupinky vajíčok sa stali veľmi tenké a krehké. DDT, ako aj ďalšie polychlórované uhľovodíky (napr. PCB) sú nervové jedy. dichlórdifenyltrichlóretán Úloha 1: Prečítajte si o DDT a rozporné názory na zákaz používania DDT. príbeh DDT názor za DDT: Úloha 2: Zorganizujte si v triede diskusiu na tému hodnotenia rizika a úžitku DDT. Organické zlúčeniny fosforu Rozvoj ich používania nastal po zákaze chlórovaných zlúčenín. Patria medzi ne malation, diazinon, paration a ďalšie. Organické zlúčeniny fosforu sa koncentrujú v tukových tkanivách a sú nervovými jedmi. Pre cicavce sú väčšinou oveľa toxickejšie ako chlórované uhľovodíky, našťastie sa pomerne rýchlo rozkladajú, a preto sa nedostávajú do potravy. Karbamáty Karbamáty, látky obsahujúce skupinu NH CO O ako karbaryl, aldikarb a karbofurán sú tiež nervovými jedmi. Väčšinou sú to úzkospektrálne insekticídy, účinné iba na určitú skupinu škodlivého hmyzu, na rozdiel od chlórovaných uhľovodíkov a organických zlúčenín fosforu, ktoré sú široko-spektrálne insekticídy. Karbamáty sa v prostredí veľmi rýchlo rozkladajú. Niektoré sú veľmi toxické aj pre včely. S výrobou karbamátov sa spája asi najväčšia havária v dejinách chemického priemyslu. V továrni na výrobu karbamátov v indickom meste Bhopál sa v decembri 1984 pri explózii uvoľnilo veľké množstvo jedovatého metylizokyanátu, ktorý otrávil tisíce ľudí: Úloha 3: Prečítajte si v SME príspevky k výročiam tragédie v Bhopále a porozprávajte sa o tom, ako sa dalo havárii a jej tragickým následkom zabrániť. Úloha 4: Nájdite v tlačených vydaniach denníka SME a tiež v archíve článkov SME na internete články týkajúce sa boja s lykožrútom v oblasti Tatranského národného parku. Utvorte si dva debatné tímy a usporiadajte debatu na tému boja so škodcami v chránených oblastiach. Jeden kolektív prednesie argumenty proti zásahom a druhý proti nezasahovaniu človeka do ekosystému rezervácií.

18 strana 18 Biologická kontrola hmyzu Regulovať (znížiť) populáciu určitého druhu hmyzu sa dá aj využitím jeho prirodzených nepriateľov (dravý hmyz), využitím baktérií a vírusov (účinkujú len na daný druh; je to pomerne drahá metóda), pestovaním geneticky modifikovaných rastlín produkujúcich toxíny (bavlna) alebo vyšľachtením rastlín odolných proti hubám a plesniam. Sterilizácia Pri niektorých druhoch hmyzu je účinná sterilizácia (ožiarením, chemicky alebo krížením). Vychová sa veľké množstvo samčekov, sterilizujú sa a vypustia do prírody, kde zastupujú zdravé samčeky. Je to pomerne náročná, a teda aj drahá metóda. Používa sa preto najmä v prípadoch závažných ochorení roznášaných hmyzom. Na prevencii pred rozširovaním spavej choroby muchami tse-tse sa podieľajú aj slovenskí vedci: Feromóny sexuálna pasca Feromóny sú látky vylučované hmyzom na značkovanie územia, hlásenie poplachu alebo prilákanie partnera. Najzaujímavejšie sú práve sexuálne atraktanty, ktoré zvyčajne vylučujú samičky na prilákanie samčekov. Za posledných 40 rokov boli identifikované feromóny stoviek druhov hmyzu. Väčšinou ide o zmes dvoch a viac látok, ktoré sú biologicky aktívne len v presnom pomere. Výskum feromónov je časovo i finančne veľmi náročný. Ich účinné koncentrácie sú extrémne malé. Samčeky rozoznajú už 40 molekúl za sekundu. Samička vylúčením 0,01 mg pritiahne každého samčeka v okruhu 1 km. Feromónové lapače sa používajú na určenie prítomnosti daného hmyzu. V prípade zisteného premnoženia sa následne použijú rôzne účinné insekticídy, pri malom výskyte môžu feromónové lapače postačovať na kontrolu populácie. Iným variantom je využitie feromónov na zmätenie a dezorientovanie samčekov, ktoré potom cítia samičky zo všetkých smerov a nevedia si nájsť žiadnu na spárenie. Úloha 5: Zistite pomocou internetu, či feromóny vylučujú aj ľudia. Herbicídy a defolianty Burina znižuje výnosy obilnín, preto je potrebné ju odstraňovať. Popri jej manuálnom odstraňovaní sa kedysi používali aj roztoky meďnatých solí, kyseliny sírovej alebo chlorečnanu sodného. Rozvoj herbicídov však súvisí s používaním 2,4-dichlórfenoxyoctovej kyseliny (označovanej skratkou 2,4-D) a jej derivátov od roku Tieto látky fungujú ako rastové regulátory a sú obzvlášť účinné proti mladým rýchlo rastúcim výhonkom rastlín so širokými listami. Vyprovokujú taký rýchly rast, že sa rastliny rýchle vyčerpajú a skoro hynú. Kombináciou 2,4-D a 2,4,5-T (2,4,5-trichlórfenoxyoctová kyselina, dnes už zakázaná) sa získal defoliant Agent Orange používaný vo vietnamskej vojne. Ako jeden z najstarších defoliantov sa používa kyánamid vápnika CaNCN, ktorý zbavuje bavlníkové rastliny listov a umožňuje tak strojový zber bavlny. Triazínové herbicídy (Zeazin) sa viažu na bielkovinu chloroplastov rastlinných buniek; tým blokujú fotosyntézu. Používajú sa na ochranu kukurice, ktorá dokáže tieto látky dezaktivovať odštiepením chlóru. Iné pesticídy Fungicídy sú skupinou pesticídov používanou na zamedzenie vývoja alebo na ničenie cudzopasných húb na úžitkových rastlinách. Z chemického hľadiska ide o zlúčeniny medi (Cu 2 O, CuClO, CuSO 4 + vápenné mlieko), síru, organické zlúčeniny ortute a zinku (moridlá), síry, formaldehyd, hexachlórbenzén, nitro a halogénderiváty uhľovodíkov. Rodenticídy sa používajú v boji proti hlodavcom v poľnohospodárstve alebo domácnostiach. Sú jedovaté aj pre človeka. Akaricídy sa používajú v boji proti roztočom a roztočcom. Nematocídy sa používajú v boji proti voľne žijúcim a cystotvorným háďatkám v pôde.

19 Liečivá a lieky strana 19 Keď sa necítime dobre a lezie na nás nejaká choroba, o pomoc sa obraciame opäť k chémii. Chemikálie spracované do rôznych foriem, ktoré však teraz voláme lieky, nám uľahčujú priebeh ľahších ochorení a tiež nás chránia pred mnohými chorobami spôsobenými bacilmi choroboplodnými zárodkami, ktorými môžu byť baktérie alebo vírusy. Liečivá sú biologicky účinné látky alebo zmesi látok, ktoré sa podávajú človeku na liečenie, na určenie diagnózy, na prevenciu chorôb, alebo na ovplyvňovanie fyziologických funkcií. Rozdeľujú sa na liečivé látky, liečivé prípravky a lieky. Liečivé látky (suroviny) sú látky alebo zmesi látok, ktoré sú určené pre prípravu ďalších typov liečiv. Liečivé prípravky (polotovary) sa pripravujú z liečivých a pomocných látok určitým technologickým postupom do určitej liekovej formy. Pomocné látky dodávajú liečivu chuť, vôňu, tvar, pôsobia ako stabilizátory, emulgátory, rozpúšťadlá, alebo podporujú rozpadávanie tabliet a pod. Lieky (výrobky) sú liečivé látky alebo liečivé prípravky upravené do definitívnej formy, v ktorej sa predkladajú pacientom a v ktorej sa používajú. Lieky sa vyrábajú v rôznych formách: pevných (prášky, tabletky, pilulky, čajové zmesi, pastilky, kapsuly), kvapalných (injekčné a infúzne prípravky, sirupy, kvapky, tinktúry), iné formy (čipky, masti, krémy, pasty, gély, spreje, náplasti). Názvy liekov Presný chemický názov liečiva, podľa zásad chemického názvoslovia je často veľmi zložitý. Preto sa používajú tzv. generické názvy, ktoré platia celosvetovo a používajú sa v rôznych modifikáciách národných jazykov. Generické názvy bývajú základom tzv. liekopisných názvov, pod ktorými sú liečivá uvádzané v liekopise (t. j. v zozname všetkých schválených liekov) príslušného štátu. Jednotlivé farmaceutické firmy zavádzajú pre hromadne vyrábané lieky vlastné názvy, ktoré si patentovo chránia (čo zistíte napr. podľa malého za názvom lieku). Jedno liečivo sa teda môže vyskytovať vo veľkom množstve liekov rôznych výrobcov. Preto na orientáciu je najvýhodnejší názov generický, ktorý je rovnaký na celom svete. Uvedené názvy môžeme názorne ukázať na dvoch veľmi známych liečivách: chemický vzorec názov generický kyselina acetylsalicylová paracetamol, acetaminofén názov liekopisný acidum acetylsalicylicum paracetamolum názov chemický kyselina 2-acetoxybenzoová N-(p-hydroxyfenyl) acetylamid názov výrobný aspirin, acylpyrín, aspro paralen, panadol, medipyrin ATC klasifikácia N02BA01 N01BE01 Úloha 1: Uveďte vzorec a všetky uvedené druhy názvov pre nitroglycerín. Kde inde sa nitroglycerín používa?

20 strana 20 Vznik a vývoj nových liečiv Liečivá sa získavajú: izolovaním z prírodných zdrojov (rastlinných alebo živočíšnych), napr. ópiové alkaloidy z makovíc, chemickou syntézou sa vyrába väčšina bežných liekov, napr. (acylpyrín, kinedryl), biochemickým procesom, kde účinné zložky liečiv produkujú kultúry mikroorganizmov, napr. penicilín, streptomycín, génotechnologickým postupom napr. ľudský inzulín. Keďže obdobie potrebné na zavedenie nového lieku je rokov, náklady na jeho vývoj sú veľmi vysoké. Liek sa potom možno ani tak dlho nepoužíva (pretože je nahradený dokonalejším prípravkom). Prípad aspirínu (pozri t. j. viac než storočnej (od 1898) kyseliny acetylsalicylovej je výnimočný. Čím väčšie sú vedomosti o vzájomnom vzťahu medzi štruktúrou látky a jej účinkom, tým cielenejšie sa dajú hľadať nové účinné liečivá. Nový liek by mal byť účinnejší, bezpečnejší a pokiaľ možno aj lacnejší. Nový liek preto často vzniká ako výsledok skúšania aj niekoľko tisíc látok pripravených chemickou syntézou alebo izolovaním z prírodných liečivých rastlín a živočíchov. Preto prvými v rade vedcov, navrhujúcich syntézu nových liečiv, bývajú dnes kvantoví chemici, ktorí usúdia či a akým spôsobom by sa navrhované látky dali pripraviť. Ako generiká sa označujú liečivé prípravky vyrábané po skončení patentovej ochrany liečivej látky iným ako bol pôvodný výrobca. Podľa definície musia mať rovnakú silu a vlastnosti liekovej formy ako originálny prípravok. Od originálnych prípravkov by sa generiká nemali líšiť svojimi vlastnosťami, líšia sa podstatne nižšou cenou. Zásady uschovávania a likvidácie liečiv v domácnosti Všetky lieky uschovávame v originálnom balení aj s priloženým návodom na použitie. Miesto na uloženie liečiva musí byť chladné (izbová teplota do 25 C), suché a tmavé. Lieky musia byť uložené mimo dosahu detí. Vždy treba vyradiť lieky po uplynutí expiračnej lehoty (lehoty použiteľnosti), ktorá musí byť vždy vyznačená na obale. Nepoužité, nedoužívané alebo lieky po expiračnej lehote odnášame späť do lekárne, nikdy ich nelikvidujeme doma. Je zakázané vyhadzovať lieky do komunálneho odpadu alebo do záchodu. Prehľad skupín liečiv podľa ich účinku Liečivá sú chemicky veľmi rôznorodé látky, a preto je potrebné ich nejako roztriediť. Všetky lieky dostupné na našom trhu sú uvedené na internetových portáloch zdravie.sk a tiež nobelplus.sk. Podľa miesta účinku, mechanizmu terapeutického účinku a druhu účinnej látky sú všetky lieky roztriedené do štrnástich anatomicko - terapeuticko chemických skupín.