Вихідні — для роботи
Якщо пропускати електричний струм через розчин якогось електроліту — речовини, здатної розпадатися на заряджені частинки, останні рухатимуться до електродів і осідатимуть на них. Електроліз (процес розкладання) відбувається досить специфічно для кожної сполуки — настільки, що, вимірюючи певні фізичні характеристики розчину, можна точно визначити не тільки його склад, а й концентрацію розчиненої речовини. Цей метод хімічного аналізу сьогодні відомий за назвою полярографії. 120 років тому народився його створювач — видатний чеський фізико-хімік.
Унікальність кожного розчину щодо проведення електричного струму була відома вченим давно, тож ідея використовувати для аналізу ці особливості здавалася простою й зрозумілою. Проблема полягала тільки в одному — у відсутності точних і надійних методів вимірювання параметрів розчинів. Стандартні електроди для цих потреб не годилися: продукти розпаду осідали на їхній поверхні й таким чином змінювали властивості самої вимірювальної установки, спотворюючи результати. Крім того, у багатьох випадках виділявся водень, що також викликало коливання потенціалу й породжувало аномальні піки. Отримані на таких установках результати майже не відтворювалися, що заважало їхній статистичній обробці.
Ця проблема була блискуче вирішена молодим чеським хіміком Ярославом Гейровським. Винайдений ним електрод завжди залишався «сухим і чистим» просто тому, що не був електродом у звичному розумінні. Роль контакту в апараті Гейровського виконували… крапельки ртуті, що росли на зрізі тонкого (0,05—0,1 мм) капіляра й рівномірно падали в розчин. Кожна нова крапелька металу вступала в реакцію з розчином так само, як і традиційний електрод, але вже через секунди її місце заступала наступна, і спотворення не встигали датися взнаки.
Така «дискретність» дуже бентежила багатьох фахівців того часу: постійне припинення реакції, на їхню слушну думку, мало позначатися на значеннях вимірюваних фізичних величин. Це розумів і Гейровський, однак він інтуїтивно відчував, що основні електрохімічні характеристики самого розчину істотно відрізняються від «шуму», внесеного методикою, отже, можна настроїти прилади так, щоб вони його не фіксували. Згодом, коли була побудована точна математична теорія процесу, здогади вченого були теоретично підтверджені.
Суть створеного методу полягала в аналізі так званих полярографічних кривих — залежностей між потенціалом ртутного електрода, що капав, і силою струму. Наявні в розчині електроліти своїми іонами створюють додатковий струм, і на кривих виникають «здуття» — полярографічні хвилі. Їхня форма нагадує латинську літеру S: спершу в процесі збільшення потенціалу наростає й струм, а потім настає насичення — крива виходить на плато. Дві характеристики хвилі — гранична висота й значення потенціалу, що відповідає половині максимальної сили струму (потенціал півхвилі), і є тими специфічними характеристиками, які дозволяють легко проводити якісний і кількісний аналіз розчину. Потенціал півхвилі специфічний для кожного іона й відображає склад досліджуваного зразка, а висота хвилі залежить від концентрації розчиненої речовини й служить для її визначення.
Відкриття Гейровського зробило революцію в аналітичній хімії. «Майже всі хімічні елементи можуть бути визначені за допомогою полярографічного методу, — відзначив представник Шведської академії наук Еландер, який вручав Нобелівську премію. — Він однаково корисний для виявлення найрізноманітніших груп сполук». Однак те, що відбувалося за розробкою методу, узагалі виглядало фантастично для свого часу: у, який автоматизував трудомісткий процес фіксації вольт-амперних характеристик розчину. Застосування полярографа дозволило вивчати розчини, не завдаючи їм ніякої шкоди, — після аналізу зразок можна було використати за призначенням.
Започаткувавши в 1922 році метод і створивши в 1924-му його інструментарій, Гейров-ський присвятив подальше життя застосуванню своїх розробок — полярографічним дослідженням усіляких розчинів і розплавів. У 1922-му Гейровський став деканом хімічного факультету рідного Карлова університету в Празі. Тоді елементарно не вистачало приладів: гальванометри для досліджень позичали колеги з інших лабораторій. А вже в 1950-му очолювана ним усесвітньо відома школа фізико-хіміків перетворилася на Центральний інститут полярографії, який увійшов до складу Чехословацької академії наук. Усі ці роки вчений пропагував полярографію: читав лекції в США та Франції, публікувався в багатьох країнах… Англійська для Гейровського була другою рідною мовою: почавши навчання в Празі, він здобув диплом бакалавра в Лондоні. Цілком можливо, що талановитий випускник продовжив би свою наукову кар’єру у Великій Британії й увійшов би в історію як англійський фізико-хімік, однак під час його чергового приїзду в Прагу до батьків почалася Перша світова війна, і в Лондон Ярослав -Гейровський повернутися вже не зміг. Призваний у австро-угорську армію, він був розподілений в один із військових шпиталів на посаду фармацевта й радіолога. І все-таки докторський ступінь йому присуджував університетський коледж Лондона, причому заочно, на підставі статей, написаних і опублікованих Гейровським під час його змушеної «медичної практики».
Напевно, вироблена тоді навичка якимсь дивом знаходити вільний час визначила подальший стиль роботи Гейровського-ученого. Бувши директором інституту, він буквально засікав час, коли кожен співробітник приходив і йшов з роботи; учив, що робочий час треба витрачати виключно на проведення експериментів, а обробляти отримані дані й читати статті можна й удома, увечері; любив працювати у вихідні — це, за його словами, єдиний час, коли тебе ніхто не турбує. Своє академічне кредо він формулював максимально просто: «Працюй. Доводь справу до кінця. Результати публікуй».
