Polarografie se ve své době stala nejpoužívanější analytickou metodou. Svět za její objev vděčí profesorovi z Čech, který na ni přišel, když zkoumal povrchové napětí rtuti.
„Metoda vážení kapek dlouhou dobu nikam nevedla, až se rozhodl, že změří elektrický proud procházející rtuťovou kapkovou elektrodou a roztokem, do něhož rtuť vykapává. Při tomto procesu se měnilo stejnosměrné napětí přiváděné na elektrody. Jaroslav Heyrovský tak získal údaje o druhu a množství látek obsažených v roztoku a vytvořil metodu, která se okamžitě začala využívat v nejrůznějších odvětvích průmyslu ke zjištění složení surovin nebo produktů,“ popisují vědci z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR začátky nové analytické metody.
„Heyrovský si jako první na světě uvědomil, že chemická reakce je vyjádřitelná elektrickým proudem. To je základní myšlenka elektrochemie,“ vysvětlil profesor Jiří Ludvík z tohoto ústavu.
Novinka byla významným vylepšením staršího nápadu. Sám Heyrovský podle svědectví syna Michaela říkal, že jeho metoda nevznikla o několik desetiletí dříve pouze náhodou.
Již vědci 19. století věděli, že soli rozpuštěné ve vodě reagují na přítomnost elektrického proudu. Když do slané vody dáte obě elektrody jedné baterie, bude záporná elektroda přitahovat kladně nabité ionty sodíku. Tam se ionty sloučí s elektrony a vyloučí se na elektrodě. Čím bohatší roztok, tím vyšší hodnota proudu.
Ke všem výše popsaným jevům v roztoku ovšem nezačne docházet hned, jak do něj ponoříte elektrody a pustíte do nich libovolné napětí, psali jsme již dříve. Proces se rozjede až po překonání určité hladiny napětí, která je u každé látky jiná.
Takzvaně „ušlechtilé“ kovy, například měď či stříbro, se vylučují při nízkém napětí. Méně „ušlechtilé“ (zinek, hliník) při hodnotách vyšších. Elektrická analýzy roztoků tedy může pomoci určit jak jejich chemické složení, tak množství obsažených látek.
Měření má však mnohá úskalí, jako je třeba zanášení elektrod. Právě Heyrovský přišel na to, jak problémy vyřešit, když využil místo elektrody kapičky rtuti kapající ze zásobníku. Více o objevu a principu polygrafie jsme psali v tomto článku.
Podle vědců z Heyrovského ústavu byl polarograf byl jen začátek. „Na princip objevený profesorem Heyrovským navázala řada přístrojů, které v současnosti využívají další, pokročilé metody, mimo jiné voltametrii, spektroelektrochemii nebo elektrochemickou skenovací mikroskopii,“ vysvětlují. Pomáhají analyzovat léky a zkoumat jejich působení v lidském těle, poškození DNA, přítomnost těžkých kovů a jiných látek pocházejících z kontaminovaného pracovního či životního prostředí.
Na výzkum profesora Heyrovského navazují vědci z „jeho“ ústavu celou řadou výzkumných úkolů. Na svém kontě tak mají vývoje nových senzorů, vývoj moderních analytických metod, či objasňování vztahu mezi strukturou a reaktivitou nově navržených a syntetizovaných látek a nanomateriálů. Ale věnují se i dalším analýzám a výzkumům.
„Je to zkoumání pravosti uměleckých děl, vývoj nových solárních článků, baterií, katalyzátorů a nanokatalyzátorů nové generace, či výzkum možnosti těžby nerostných surovin na vesmírných tělesech nebo zkoumání spouštěčů Alzheimerovy choroby, případně využití fotokatalýzy pro likvidaci nečistot v životním prostředí a při ochraně památek,“ uzavírají přehled příkladů svých aktivit vědci z Heyrovského ústavu.
Jaroslav HeyrovskýJaroslav Heyrovský se narodil 20. prosince 1890 v Praze v rodině profesora římského práva na české univerzitě Leopolda Heyrovského. Vědecky zvídavý byl už jako dítě; později vzpomínal, jak v dětském věku omylem zamořil letenskou ulici, kde bydlel, chloridem amonným. Kromě chemických pokusů a snímkování vyřazenou rentgenkou ho zajímaly například i zkameněliny. Zájem o fyziku a chemii u Heyrovského převážil až na Akademickém gymnáziu. Fyzikální chemie se však v Praze tehdy nevyučovala, a tak po roce na univerzitě odešel v roce 1910 do Londýna. Studoval u laureáta Nobelovy ceny Williama Ramsaye a u jeho nástupce, elektrochemika Fredericka Donnana. Po válce Heyrovský složil zkoušky na pražské Univerzitě Karlově, kde byl v roce 1922 ve svých dvaatřiceti letech jmenován prvním mimořádným a v roce 1926 řádným profesorem fyzikální chemie. V roce 1950 byl Heyrovský jmenován ředitelem nově vzniklého Polarografického ústavu (dnešního Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR), který řídil do svých 73 let. V manželství s Marií Kořánovou se Heyrovskému narodily dvě děti. Obě se později věnovaly přírodním vědám, dcera Jitka jako biochemička a syn Michael jako pokračovatel polarografické tradice v ústavu nesoucím později otcovo jméno. Po význačném vědci byla v roce 1982 pojmenována planetka 3069 Heyrovský a také kráter na odvrácené straně Měsíce (1985). |
