DMUCHAVKA - UŽITEČNÝ NÁSTROJ

Vloženo: 1. listopadu 2012 - © Richard Jan Hons

Ať tomu bylo už jakkoli, strýc byl pravý učenec. Možná při své práci zničil mnoho pěkných vzorků, ale určitě v sobě spojoval vlastnosti výtečného geologa a bystrého mineraloga. Vybavený kladívkem, ocelovým špičákem, magnetkou, dmuchavkou a láhví kyseliny dusičné nezapřel pravého muže. Podle lomu, vzhledu, tvrdosti, tavitelnosti, zvuku, zápachu a chuti zařadil každý minerál mezi šest set dosud známých druhů.
Proto se těšilo Liddenbrockovo jméno na univerzitách a ve vědeckých společnostech velké vážnosti.

J. Verne: Cesta do středu Země

Co to je dmuchavka?

Dmuchavka je jednoduchý nástroj pro získání ostrého, horkého plamene. Používá se v kombinaci s běžným hořákem, třeba svíčkou nebo lihovým kahanem, jejichž plamen tak velké teploty nedosahuje. Dmuchavka může vypadat různě, ale jejím základem je vždy trubice s úzkým zakončením, které slouží jako tryska, jíž se foukáním vhání proud vzduchu do plamene. Dochází ke značnému zvýšení teploty. Jazýček vzniklého horkého plamene se dá snadno nasměrovat do malého bodu. Ve velkém se podobného efektu dosahuje v kovářských výhních a pecích, do kterých se měchy nebo ventilátory vhání vzduch.

Dmuchavka.

K čemu se dá použít?

Dmuchavka je mnohostranný nástroj . S její pomocí dosahujeme teploty až okolo 1500°C. Obratným zacházením můžeme malý vzorek vystavit působení buď oxidačního nebo redukčního plamene. Odsuneme teď do pozadí různé řemeslné aplikace a v dalším textu se soustředíme pouze na analytické možnosti.

Shrňme si základní zkoušky, které se pomocí dmuchavky provádějí. Nejjednodušší je vystavit drobný úlomek minerálu působení plamene, čímž zjistíme jeho tavitelnost a řadu dalších projevů. Úlomek se může tavit snadno nebo velmi obtížně, může se vytavit v průhlednou kuličku nebo černou bublinatou hmotu, může se stát magnetickým, změnit barvu, uvolňovat charakteristický dým... Asi nemusím dál pokračovat. Při prostém vystavení úlomku plameni lze pozorovat u různých materiálů celou plejádu projevů, které jsou pro ně typické. Co víc, některé prvky plamen charakteristicky zbarvují.

Příklady náletů na dřevěném uhlí - vlevo od antimonitu, vpravo od arsenopyritu.

Tradiční je zkoušení látek plamenem dmuchavky na dřevěném uhlí. Řada prvků zde vytváří specifické nálety. U některých rudních minerálů lze vyredukovat kuličku ryzího kovu.

Pro identifikaci mnoha prvků slouží barevné perličky, nejčastěji boraxové a fosforečné. Zkouška se provádí pomocí tavidla na platinovém drátku. Perličku s několika zrníčky zkoumané látky vytavíme v oxidačním plameni a pozorujeme její barvu za horka a po vychladnutí. Totéž zopakujeme v redukčním plameni.

Modře zbarvená boraxová perla vytavená na platinovém drátku v oxidačním plameni ukazuje na přítomnost mědi ve vzorku.

Historie použití dmuchavky

Nejedná se o žádný nový vynález. Lidé používali dmuchavku již ve starověku. Tehdy to byl nástroj, který našel uplatnění mezi řemeslníky. Při pájení ji využívali zlatníci a stříbrníci. Pozadu nezůstávali ani skláři. Ze starého Egypta se dochovalo zobrazení zlatníka pracujícího s dmuchavkou. Zdobí stěnu hrobky v Sakkaře a odborníci ho datují do období kolem roku 2400 před Kristem. Není to jediný doklad. Z hrobky v Thébách je například uváděna postava stříbrníka datovaná do roku 1500 před Kristem.

Dmuchavka v rukou staroegyptského stíbrníka - Théby, cca 1500 př. Kr.

Jiné než řemeslné použití neměla dmuchavka po dlouhá tisíciletí. Obrat nastal v druhé polovině 17. století. Tehdy si prozíraví lidé jako Robert Hooke, Erasmus Bertholin, Nicolaus Steno nebo Johann Knuckel začali uvědomovat, že by se dmuchavka mohla stát užitečným nástrojem v oblasti právě vznikající chemie. Začali s prvními experimenty, ale stihli položit jen základní kameny stavby nazývané analýza na suché cestě.

Rozvoj použití dmuchavky spadá až do 18. století. Zasloužila se o něj malá skupinka švédských chemiků a mineralogů, kteří rozvinuli použití dmuchavky jako mocného analytického nástroje při suché analýze. První použití při analýze minerálů je spojeno s jménem Antona von Swab. O propracování této metody se přičinil hlavně Johann Gottlieb Gahn. Měl vlastní laboratoř ve Falumu. Nebyl to zrovna psavý člověk, ale o jeho odborných schopnostech kolovaly úplné legendy. Mezi jeho žáky patřil Jöns Jakob Berzelius, který je považován za největšího švédského chemika. Každý rok navštěvoval Gahna ve Falumu a zkoumal s ním mineralogické lokality v okolí. O svém učiteli napsal: „Měl jsem to potěšení užívat si společnosti tohoto neobyčejného muže. Nelitoval námahy, aby se se mnou podělil o všechny svoje znalosti.“

Mimo Švédsko bylo v té době použití dmuchavky daleko skromnější. Mezi několika jedinci si připomeňme Jamese Lewise Smithsona, zakladatele proslaveného muzea „Smithsonian Institution“ ve Washingtonu.

Posuneme-li se dále v čase, do 19. století, zjistíme, že další vývoj je spjatý s Freiberskou báňskou akademií, kousek od nás, na druhé straně Krušných hor. Pracovala tu celá řada odborníků. Abychom se neutopili v záplavě jmen, uvedu alespoň Karla Friedricha Plattnera. Jeho obsáhlá příručka „Die Probirkunst mit dem Löthrohre“ z roku 1835 se stala jakousi biblí pro provádění analýz pomocí dmuchavky.

V 19. století dosáhl význam dmuchavky svého vrcholu a takřka zároveň byl tento nástroj sesazen z pomyslného královského křesla. Velkou měrou se o to zasloužil Eberhard Bunsen. Jeho plynový hořák dosahuje značné teploty a při některých operacích může bez problému nahradit dmuchavku. Analytické možnosti té doby značně rozšířila i spektrální analýza, u jejíhož zrodu stál Bunsen společně s Kirchhoffem.

Ve 20. století doznalo uplatnění dmuchavky v mineralogii a chemii značných změn. Nejprve se pro kvalitativní analýzu využívala hojně. Pracovalo se s ní v praxi i při mineralogických cvičeních na vysokých školách. Byla snaha, aby studenti získali určitou zručnost, která je při práci s ní nezbytná. Profesor Ježek v roce 1923 napsal: „Při rozboru pevných látek vede velmi rychle k cíli analysa na suché cestě, která však bývá často, ale neprávem pomíjena. Zejména při kvalitativním rozboru minerálů, který provádí mineralog, horník a hutník, určujeme jejich složení suchou cestou velmi rychle.“ Jak je z jeho slov zřejmé, ne každý si dmuchavku oblíbil a naučil se s ní dobře zacházet.

Posuňme se opět v čase a podívejme se do druhé poloviny 20. století. O dmuchavce se stále psalo v mnoha příručkách, ale to bylo tím, že starší autoři s ní stále měli určité zkušenosti. Reálně počet lidí, kteří ji uměli používat dramaticky klesl. Studenti na vysokých školách přestali být seznamováni s tím, jak s ní pracovat. Sám jsem se s ní při studiu v osmdesátých letech vůbec nesetkal. Jedinou připomínkou tohoto nástroje byla jedna z poslucháren, které se mezi studenty říkalo „dmuchavka“.

V posledních desetiletích analýze na suché cestě přestávají věnovat pozornost i odborné publikace. Naše, jinak výborná knížka, „Encyklopedický přehled minerálů“ od J. H. Bernarda vlastnosti vyplývající z chování minerálů před dmuchavkou téměř neuvádí. Dá se říci, že dmuchavka dneska upadla do zapomnění, že byla odložena do starého železa. My si teď můžeme položit otázku: „Proč?“ Důvodů je víc. Snad se mi podaří postihnout ty nejzásadnější.

Předně v průběhu 20. století došlo k převratnému rozvoji instrumentálních metod, jakými jsou roentgenová difrakční analýza, atomová absorpční spektrofotometrie, emisní spektrální analýza, elektronová mikrosonda a mnohé další. Kdo má tu možnost, je pro něj nejjednodušší jakýkoliv problém týkající se identifikace a složení nerostů řešit odesláním vzorků do specializované laboratoře. Pravda, chvíli to trvá a není to zadarmo!

Dalším důvodem je, že používání dmuchavky se neobejde bez zručnosti. Je to nástroj, se kterým je nutné se naučit zacházet. K plnému využití možností analýzy na suché cestě však nestačí zvládnout zacházení s dmuchavkou. Je potřeba sesbírat zkušenosti a získat praxi. K tomu vede poměrně dlouhá cesta. Na jejím konci však čekají překvapivé výsledky.

Ještě musím zmínit obtíže, které stojí před každým zájemcem o ovládnutí této metody. Předně bude těžko shánět základní nástroj, tedy dmuchavku. Nejspíš mu nezbude, než si ji zhotovit svépomocí. To není až tak složité, ale kde najít návod? Dají se vyhledat obrázky s popisy nebo fotografie, ale ty obvykle postrádají nejdůležitější informaci, kterou je vhodný průměr koncové trysky. Vím to z vlastní zkušenosti, protože sám jsem před tím problémem stál. Je třeba také dát pozor na popisy vlastních zkoušek a orientovat se hlavně na staré knížky. Je smutnou pravdou, že v novějších příručkách jsou návody často uvedené zkratkově a někdy dokonce zkresleně. V této nedávné době to je asi chyba autorů, kteří špatně převyprávěli pasáže ze starších publikací, protože sami měli s analýzou na suché cestě minimální nebo žádné zkušenosti. Před tímhle vším tedy dneska stojí každý, kdo se chce naučit s dmuchavkou pracovat. Nevím, kolik takových nadšenců je, ale někteří z nich na uvedených obtížích asi ztroskotali.

Jak se může dmuchavka uplatnit dnes?

Dmuchavka je dneska polozapomenutá stejně jako jiné klasické nástroje. Bylo by pošetilé ji srovnávat s moderními instrumentálními metodami. Při rutinních analýzách a sériích vzorků nemá téměř žádnou šanci se uplatnit. Vždy ale bylo výhodné kombinovat různé metody s ohledem na cíl a konkrétní situaci. Potřeby geologické praxe jsou rozmanité, a měli bychom pečlivě volit, co nám v tom daném případě přinese nejoperativnější výsledek. Proč se řídit pouze zažitými postupy a nechat se plně ovládat současnou rutinou? Proč odmítat dmuchavku jenom proto, že je pokládána za zastaralý nástroj a že s ní dnes skoro nikdo neumí kloudně zacházet. V řadě případů může být užitečná, tak proč ji zavrhovat? Ano, vyžaduje to prvotní vklad, který není úplně malý. Jde o to nejprve zvládnout základní operace, pak trpělivě zkoušet známé vzorky, a teprve při nabytí trošky zkušeností je možné začít úspěšně testovat látky, u kterých si nejsme jisti nebo jsou neznámé.

V čem spočívají hlavní výhody zkoušek pomocí dmuchavky? Jedná se o nástroj pro provádění kvalitativních analýz suchou cestou, čili nebudeme schopni zjišťovat množství toho či onoho prvku ve vzorku. Dmuchavka nám však napomůže k identifikaci známých látek, ke zjištění izomorfních příměsí a k odhalení, jaké prvky jsou obsaženy v látkách neznámých. Obrovskou výhodou je, že vše můžeme provést velice rychle hned po návratu z terénu nebo přímo venku v terénu. Nejsme při tom závislí na nějaké laboratoři a výsledky máme k dispozici ihned. Na jejich podkladě si můžeme naplánovat další kroky v našem zkoumání. Všechny základní potřeby pro zkoušky dmuchavkou se vejdou do krabice nebo malého kufříčku. Kdysi se takové sady vyráběly a prodávaly. To je ale už jenom hudba minulosti. Dnes tyhle výrobky můžeme obdivovat pouze v některých muzeích.

Literatura:

Bernard, J. H., Rost, R. a kol. (1992): Encyklopedický přehled minerálů, Praha.
Burchard, U. (1994): The History and Apparatus of Blowpipe Analysis, Mineralogical Record, 25, 251-277.
Getman, F. H. (1899): The Elements of Blowpipe Analysis, New York.
Jensen, W. B. (1986): The Development of Blowpipe Analysis, v Stock, J.T., Orna, M. V. (edit.), The History and Preservation of Chemical Instrumentation, 123-149, Dordrecht, Boston, Tokio.
Ježek, J., Marek, C. M. J. (1923): Určování nerostů suchou cestou a jednoduchými zkouškami na mokré cestě, Příbram.
Martin (2002): A Brief History of Blowpipe Analysis, www.rockhounds.com/
Němec, F. (1967): Klíč k určování nerostů a hornin, Praha.
O'Donoghue (1985): Putěvoditěl po miněralam dlja načinajuščich, Leningrad.
Pilipenko, P. P., Kalinin, P. V.: Opredělilitěl miněralov při pomošči pajalnoj trubky Gosgeolizdat M.-L. 1941, http://geo.web.ru.
Rosický V., Kokta J. (1961): Příručka pro určování nerostů, Praha.
Verne, J. (1992): Cesta do středu Země, Praha.
Wikipedie - otevřená encyklopedie.