Гейровский, Ярослав: биография
Профессор Кучера пригласил Гейровского к себе на следующий день и показал ему, как изготовить ртутный капающий электрод, используя стеклянный капилляр, подсоединённый к резервуару с ртутью так, чтобы капли ртути падали со среза капилляра каждые несколько секунд. Он также дал Гейровскому копии своих работ по аномальному максимуму и посоветовал ему сотрудничать с доктором Р. Шимунеком в его работах по взвешиванию ртутных капель. Шимунек тогда был лектором по экспериментальной физике. В течение примерно двух лет молодые учёные проводили всё свободное время, собирая ртутные капли при разном напряжении, аккуратно взвешивая их и строя графики зависимости веса капель от приложенного напряжения. Работа продвигалась медленно, так как в 1919 году Ярослав Гейровский был назначен лектором на кафедре неорганической и аналитической химии. Главой этой кафедры был профессор Б. Браунер, бывший близкий друг Д. И. Менделеева и Р. Абегга, который привлёк внимание Ярослава Гейровского к проблеме химического сродства и валентности. В лаборатории профессора Браунера Гейровский выполнил работу по алюминиевой кислоте, структуре алюминатов и амфотерности. Работа была опубликована в качестве диссертации. На основе этой работы 2 августа 1920 года Ярослав Гейровский был назначен доцентом физической химии Чешского университета в Праге, позже названного Карловым университетом.
В 1914 году Гейровский пытался стать членом Химического Общества в Лондоне, но из-за начала Первой мировой войны потерял с ним контакт. В 1919 году он всё же получил членство в Обществе и опубликовал работы по алюминию в журнале «Transactions of the Chemical Society», в томах 130—132. Он также разместил три свои связанные работы в качестве докторской диссертации в Лондонском университете. В 1921 году Гейровский получил степень доктора наук.
Открытие полярографии
С этого момента Гейровский мог целиком посвятить себя изучению электрокапиллярных кривых. Важный шаг вперёд был сделан, когда его интерес к электрохимии побудил его к определению потенциалов разложения для ионов некоторых металлов (Zn2+, Cd2+, Mn2+, Ba2+) с использованием метода падающей капли. Результаты этого эксперимента Гейровский представил на собрании Чешского математического и физического общества в присутствии профессора Б. Кучеры, который, к сожалению, не успел увидеть успехов своего ученика, так как умер в 1921 году. Гейровский был недоволен точностью и воспроизводимостью «потенциалов разложения», полученных из электрокапиллярных кривых. Он решил измерить текущие потоки в растворе, в который погружён ртутный электрод. Поскольку ограниченные финансовые средства Химического факультета не позволяли ему купить гальванометр, он связался со своим бывшим преподавателем, профессором Ф. Завишкой, который одолжил ему гальванометр и потенциометр. В то время как электрокапиллярные измерения были проведены на кафедре физики, теперь он мог продолжить свою работу в лабораториях Химического института. Он поместил ртутный капающий электрод в исследуемый раствор, добавил немного ртути, чтобы образовался ртутный донный электрод, и начал измерять текущие потоки между двумя электродами при различных разностях потенциалов. Первые резльтаты составили основу нового полярографического метода. Благодаря своему электрохимическому образованию Гейровский быстро понял преимущества электролиза с использованием ртутного капающего электрода в электрохимических и аналитических исследованиях. Проблемы аномальных пиков на электрокапиллярных кривых были забыты, и с этого момента Ярослав Гейровский сконцентрировал всё своё внимание, энергию и знания на развитии нового метода. Так родилась полярография.
Принципы полярографии
Прежде чем описывать дальнейшее развитие полярографии и её связь с последующей жизнью Ярослава Гейровского, кратко опишем основные принципы и характерные черты этого метода. Исследуемый раствор приводят в соприкосновение с двумя электродами — ртутным капающим и электродом сравнения. Капли ртути образуются на срезе стеклянного капилляра с внутренним диаметром от 0,1 до 0,05 мм, подсоединённого резиновой или пластиковой трубкой к резервуару с ртутью (см. рис. 1). Со среза капилляра, погружённого в раствор, с постоянной скоростью падают капли ртути. Непосредственно электрод представляет собой каплю, растущую на срезе. В качестве электрода сравнения используется электрод, потенциал которого не меняется при приложении напряжения. Кривые, показывающие зависимость тока от потенциала капающего электрода, называются полярографическими кривыми. Когда в растворе присутствуют вещества, способные окисляться или восстанавливаться на поверхности ртутного электрода в доступной области потенциалов, наблюдается увеличение тока, и на полярографических кривых наблюдаются так называемые полярографические волны. Это кривые, по форме напоминающие букву S, достигающие при достаточном положительном или отрицательном потенциале предельных значений, при которых ток не меняется при изменении потенциала. Такие волны могут быть охарактеризованы двумя величинами. Первая — потенциал в точке на кривой, в которой значение тока достигает половины предельного значения (потенциал полуволны). Это качественная характеристика исследуемого вещества и с её помощью можно обнаружить присутствие в растворе определённого вещества. Так, например, потенциал полуволны 0,6 В характерен для ионов кадмия, потенциал полуволны 1,2 В — для ионов цинка.
