Deutsch        English           Русский           Česky           中文           Български
ZNAMBG.com

ОТКРИВАТЕЛЯТ НА ПОЛЯРОГРАФИЯТА

19.04.2022
Полярографът на Хейровски

Ярослав Хейровски е чехословашки физикохимик и изобретател, лауреат на Нобелова награда за химия от 1959 г., присъдена му за откриването и развитието на полярографията.

Ярослав Хейровски е роден е на 20 декември 1890 г. в Прага, по онова време част от Австро-Унгария. Той е четвъртото от петте деца на семейство Леополд и Клара Хейровски. Баща му е професор по римско право в Карловия университет, а също и негов ректор. През 1901 г. е приет в Академичната гимназия, където по-късно се присъединява, където по-късно към същия клас се присъединява Карел Чапек, с когото стоят на един чин. Завършва през 1909 год. През същата година се записва в Карловия университет, където посещава лекции по химия, физика и математика. Там той завършва два семестъра.

През 1910 г. заминава да учи в University College в Лондон. Причината е в интереса към физическата химия, която тогава е била на ниско ниво в университетите в Австро-Унгария. Благодарение на обучението си в Англия Хейровски се научава да експериментира възможно най-лесно и води лабораторен дневник на английски език. През 1913 г. той получава бакалавърска степен. След това се записва в следдипломно обучение при професор Фредерик Г. Донан, на когото е демонстратор по време на лекции (в Англия по това време е назначение за начинаещ асистент).

По време на сътрудничеството си с проф. Донън, той се интересува от електрохимия. По време на празниците на 1914 г. се завръща у дома, където трябва да остане поради Първата световна война. До края на 1914 г. той работи в лабораторията на професор Щерба-Бьом в Института по химия на Карловия университет. През януари 1915 г. се записва. Разпределен е в медицинското звено поради физическа слабост. Служи в 28-и пехотен полк (базиран в Сегед), който има полкова болница в Табор. Там той работи в аптека (като фармацевт-химик и в рентгеновото отделение). През 1916 г. полкът се премества в болница в град Инсбрук. Там Хейровски започва работа по дисертацията си за електроафинитета на алуминия. Той обаче се разболява от отит и заминава за лечение в Прага.

Хейровски издържа строгия изпит на 27 юни 1918 г. във Факултета по изкуствата на Карловия университет преди края на войната. На 26 септември, почти месец прези основаването на Чехословакия, му е присъдена докторска степен по философия.

Ярослав Хейровски в лабораторията си

От есенния семестър на 1918 г. Хейровски работи като асистент на професор Богуслав Браунер в Института по аналитична химия на Карловия университет. Освен това той изучава алуминиеви йони и съединения. Той е написал шест научни публикации по темата, три от които са публикувани в реномирания Journal of the Chemical Society .

През февруари 1920 г. договорът му за асистент на Браунер е удължен с две години. През 1920 г. той започва да чете лекции в Прага по нова област, физическа химия. През април 1920 г. е назначен за доцент. Хабилитационна теза, наречена Alumina. Принос към теорията на амфотерните електролити, формира резултатите от неговите изследвания от 1913 до 1920 год. Година по-късно той получава доктор на науките (DSc. от Лондонския университет за същата работа. През пролетта на 1922 г. става необикновен, а през май 1926 г. редовен професор по физическа химия в Карловия университет. През 1926 г. завършва шестмесечен стаж в Сорбоната.

От 1922 до 1939 г. оглавява катедрата по физична химия на Факултета по природни науки на Карловия университет. През 1928 г. заедно с Емил Воточек основава списание, в което се публикуват чехословашки научни статии на световни езици. Заглавието на списанието е двуезично, Collection of Chehoslovak Chemical Communications на английски и Collection des travaux chimiques Tchécoslovaques на френски. През 1933 г. Хейровски изнася поредица от лекции в САЩ, а през 1934 г. в Съветския съюз.

През 1945–1950 г. Хейровски се занимава с осцилографски изследвания на обратимостта на процесите върху живачния капилярен електрод, диференциална полярография с бликащ електрод и изследване на капацитивни явления, причинени от адсорбцията на различни вещества върху живачни електроди. От 1950 г. той оглавява новосъздадения Институт по полярография в Карловия университет в Прага. По-късно тази институция е прехвърлена в „Хейровски институт по полярография към Академията на науките на Чехословашката република“. Институтът все още носи неговото име.

От 1951 до 1957 г. той служи като вицепрезидент на Международния съюз по физика. Той също така е президент и първи почетен член на Лондонското полярографско дружество. Работил е и в правителствената комисия за създаване на Чехословашката академия на науките.

През 1963 г. Хейровски се оттегля от ръководната си функция, но до смъртта си продължава да присъства ежедневно в института. През цялата си научна кариера Хейровски е подкрепян по всякакъв начин от съпругата си Мария Коранова. Двамата се женят през 1926 г., когато той е на 36 години. Хейровски е искал да покаже на колегите си, че ученият-полярограф трябва да се ожени именно в тази възраст. Брачната двойка се сдобива с две деца – син и дъщеря.

Ярослав Хейровски умира на 27 март 1967 г. в Прага.

Професор Хейровски е работил много усилено. Работният му ден в лабораторията винаги започва в 8 часа сутринта и завършва в 19 часа. В младостта си той е работил също и вечер у дома си. По-късно си е позволявал кратка почивка за следобедна дрямка. Той също е имал навика да работи през уикендите, твърдейки, че това е единственият път, когато не се притеснява. Хейровски е очаквал същото отношение от колегите си. В университета дискусиите за изследователски проекти често са били насрочвани за събота следобед. В института той е могъл да бъде видян да стои на входа с часовник няколко минути след 8:00 и да наблюдава закъснелите си колеги. Смятал е, че времето в лабораторията трябва да се отделя само за експериментална работа, докато четенето на статии и обработката на резултатите трябва да се извършва вечер. Хейровски не обичал прашните уреди и казвал, че всяка сутрин те трябва да се избърсват. Той също е бил против четенето на вестници на работното място, както и против пушенето в лабораторията. Пушачите в института са били принудени да излизат навън да пушат.

Полярографията е метод, предложен от Ярослав Хейровски по време, когато той изучава ефекта на напрежението, приложено към капка живак (т. нар. „електрокапилярен ефект“). Чехословашкият учен забелязва, че величината на тока през капката зависи от състава на разтвора. Разработвайки тази идея, Хейровски създава метод, който се основава на измерване на зависимостта на тока от напрежението през капещ живачен електрод. Получените зависимости, т. нар. волтово-амперни криви или волтамограми, зависят от състава на разтвора и позволяват едновременно качествен и количествен анализ на следите от примеси, съдържащи се в разтвора.

Полярографът на Хейровски с капещ живачен електрод

Ярослав Хейровски изобретява полярографския метод през 1922 год. Първите зависимости (полярографски криви) са регистрирани на 10 февруари 1922 г. при електролизата на разтвор на натриев хлорид. В началото на 1922 г. той поставя галванометър между капковия електрод и потенциометъра. Първата статия, наречена „Електролиза с живачен капков електрод“, е публикувана от Хейровски през 1922 г. на чешки и през 1923 г. на английски.

В чужбина първите дискусии за новото явление в електролизата се състоят на 26 ноември 1923 г. на среща на Фарадейското общество в Лондон. Там Хейровски изнася лекция за откриването на полялографията. На тази среща японецът Масузо Шиката представя своята работа, която е посветена на електроредукция на нитробензол върху живачен електрод. Хейровски и младите му колеги се опитват да разширят изследването на волт-амперните криви до много други решения. Измерването точка по точка обаче е много трудоемко и отнема време. Ето защо, през 1925 г., за по-нататъшното развитие и разпространение на полярографския метод, Ярослав Хейровски и Масузо Шиката, който идва в Прага, разработват инсталация, която автоматично записва волт-амперни криви с доста добра възпроизводимост. Новото устройство регистрира кривата за няколко минути, докато ръчното записване на кривата отнема час.

В днешно време, когато огромен брой експерименти се извършват автоматично, такова записване на волт-амперни криви не е удивително, но в началото на двадесетте години такава автоматична установка наистина представлява усъвършенствано устройство. В съвместната си статия Хейровски и Шиката предлагат името "полярограф" за това устройство и термина "полярография" за изследвания в тази област на електрохимията. Описанието на първия полярограф е публикувано в тома на списанието Recueil de Travaux Chimique de Pays Bas, посветено на годишнината на Б. Браунер, заедно с няколко други статии по полярография. Този том е първата колекция от статии за новия метод. През 1929 г. полярографът започва да се произвежда в търговската мрежа в Чехословакия, а от 30-те години на миналия век в производството се включват и чуждестранни фирми. Ярослав Хейровски основава университетска школа за чешки учени в областта полярография.

Принцип на полярографския метод

Потокът на електрически ток във воден разтвор е свързан с движението на йони, образувани в резултат на електролитична дисоциация. Потокът на тока през живак, други метални и въглеродни материали е свързан с движението на електрони. Затова на границата електрод / разтвор трябва да има някакъв процес, който осигурява прехода на йонния поток в потока на електроните, в противен случай токът няма да тече. Този процес е електрохимична реакция.

Методът се основава на анализа на кривите на зависимостите на силата на тока от напрежението, приложено към електрохимичната клетка – т. нар. полярограми. В зависимост от формата и скоростта на промяна на поляризиращото напрежение съществуват постоянен ток (класически), променлив ток, високочестотен, импулсен, осцилографска полярография; вариантите на метода имат различна чувствителност (минимална откриваема концентрация на веществата) и разделителна способност (допустимо съотношение на концентрациите на определяемия компонент и свързаните с него компоненти).

Клетката за полярография съдържа поляризируеми и неполяризуеми електроди, площта на първия трябва да бъде много по-малка от площта на втория - в този случай реакцията на електрода върху нея не предизвиква забележими химически промени в разтвора или промени в потенциалната разлика. Като поляризируем електрод могат да се използват капещ живачен електрод, стационарен живачен електрод, твърди електроди, изработени от графит, благородни метали и др.

Изборът на живачния електрод в първите варианти на полярографията не е случаен. На живачен електрод във воден разтвор, съдържащ електрохимично неактивни соли, например, натриев флуорид, не се провеждат реакции, свързани с протичането на тока през електрода в широк диапазон от напрежения. Следователно, ако към напрежението на живачния електрод се приложи някакво напрежение, токът остава нулев, тъй като няма реакции на електрода. Такъв електрод се нарича поляризируем, от думата "поляризация", което в този случай означава отклонение на потенциала (напрежението) на електрода от стойността на равновесието. Възможността за промяна на напрежението ви позволява да измервате волтамперограмата.

Полярографията се използва широко в металургията, геологията, органичната химия, медицината, електрохимията за определяне на редица йони (кадмий, цинк, олово и др.), органични вещества (аминокиселини, витамини) и тяхната концентрация, за изучаване на механизма на електрода и фотохимичните реакции протичащи във фотоелектрохимичните клетки.

Мемориал на Ярослав Хейровски в Прага, на улица Капра

Номинации, награди и признания

Ярослав Хейровски е номиниран за Нобелова награда общо 18 пъти - четиринадесет пъти в областта на химията (1934 г., 1938 г., 1940 т., 1944 т., 1947 г., 1950 г., 1952–1959 г.), веднъж в областта на физиката (1940 г;) и три пъти в областта на физиологията и медицината (1948 г., 1949 г., 1953 г.). На 10 декември 1959 г. Ярослав Хейровски получава Нобелова награда за химия за откриването и развитието на аналитичния полярографски метод. Така той става първият чешки учен-нобелист. Професорът отива в Стокхолм, за да получи медала, придружен само от съпругата си, тъй като комунистическите власти в Чехословакия забраняват на децата им да пътуват на Запад - режимът се е опасявал от въчможна емиграция на Хейровски.

Хейровски е избран е за член на Лондонския университетски колеж (1927 г.), става почетен доктор на науките в Дрезденския технологичен университет (1955 г.), университетите във Варшава (1956 г.), Марсилия (1959) и Париж (1960 г.). Той става също почетен член на Американската академия на изкуствата и науките през (1933 г.), Унгарската академия на науките (1955 г.), Индийската академия на науките в Бангалор (1955 г.), Полската академия на науките във Варшава (1962 г.), член-кореспондент на Германската академия на науките в Берлин (1955 г.), член Германската академия на естествените науки (1956 г.), чуждестранен член на Кралската датска академия на науките в Копенхаген (1962 г.), е вицепрезидент на Международния съюз на физиците (1951-1957 г.), президент и първи почетен член на Полярографското дружество в Лондон, почетен член на Полярографското дружество на Япония, Химичното общество на Чехословакия, както и на Полша, Австрия, Англия и Индия.

В Чехословакия Хейровски е удостоен е награден с Държавна премия първа степен (1951) и Ордена на република Чехословакия (1955, 1960).

През 1985 г. на Ярослов Хейровски е наречен лунният кратер Хейровски, а през 1990 г. - астероидът (3069 г.) Хейровски. Неговото име носи и минералът хейровскит.


 Ивайло Лазаров
ivobg.net

 

 
 
 

Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако не сте съгласни, научете повече   |