Выходные — для работы

Если пропускать электрический ток через раствор какого-либо электролита – вещества, способного распадаться на заряженные частицы, последние будут двигаться к электродам и оседать на них. Электролиз (процесс разложения) протекает достаточно специфично для каждого соединения – настолько, что, измеряя определенные физические характеристики раствора, можно точно определить не только его состав, но и концентрацию растворенного вещества. Этот метод химического анализа сегодня известен под названием полярографии. 120 лет назад родился его создатель – выдающийся чешский физикохимик .

Ярослав ГейровскийУникальность каждого раствора в плане проведения электрического тока была известна ученым давно, так что идея использовать для анализа эти особенности казалась простой и понятной. Проблема состояла только в одном – в отсутствии точных и надежных методов измерения параметров растворов. Стандартные электроды для этих целей не годились: продукты распада оседали на их поверхности и тем самым меняли свойства самой измерительной установки, искажая результаты. Кроме того, в ряде случаев выделялся водород, что также вызывало колебания потенциала и порождало аномальные пики. Полученные на таких установках результаты практически не воспроизводились, что мешало их статистической обработке.

Эта проблема была блестяще решена молодым чешским химиком Ярославом Гейровским. Изобретенный им электрод всегда оставался «сухим и чистым» просто потому, что не был электродом в привычном понимании. Роль контакта в аппарате Гейровского выполняли… капельки ртути, растущие на срезе тонкого (0,05—0,1 мм) капилляра и равномерно падающие в раствор. Каждая новая капелька металла вступала в реакцию с раствором точно так же, как и традиционный электрод, но уже через секунды ее место занимала следующая, и искажения не успевали показать себя во всей красе.

Такая «дискретность» сильно смущала многих специалистов того времени: постоянное обрывание реакции, по их резонному мнению, должно было отражаться на значениях измеряемых физических величин. Это понимал и Гейровский, однако он интуитивно чувствовал, что основные электрохимические характеристики самого раствора существенно отличаются от «шума», вносимого методикой, а значит, можно настроить приборы так, чтобы они его не фиксировали. Впоследствии, когда была построена строгая математическая теория процесса, догадки ученого получили теоретическое подтверждение.

Суть созданного метода состояла в анализе так называемых полярографических кривых – зависимостей между потенциалом капающего ртутного электрода и силой тока. Присутствующие в растворе электролиты своими ионами создают дополнительный ток, и на кривых появляются «вздутия» – полярографические волны. Их форма напоминает латинскую букву S: сперва по мере увеличения потенциала нарастает и ток, а потом наступает насыщение – кривая выходит на плато. Две характеристики волны — предельная высота и значение потенциала, соответствующее половине максимальной силы тока (потенциал полуволны), — и являются теми специфическими характеристиками, которые позволяют легко проводить качественный и количественный анализ раствора. Потенциал полуволны специфичен для каждого иона и отражает состав изучаемого образца, а высота волны зависит от концентрации растворенного вещества и служит для ее определения.

Первый полярограф Ярослав Гейровский и его коллега Масуцо Шиката сконструировали в 1924 годуОткрытие Гейровского совершило революцию в аналитической химии. «Почти все химические элементы могут быть определены с помощью полярографического метода, — отметил вручавший Нобелевскую премию представитель Шведской академии наук Эландер. — Он одинаково полезен для выявления самых разнообразных групп соединений». Однако то, что последовало за разработкой метода, вообще выглядело фантастически для своего времени: в 1924 году Ярослав Гейровский и его коллега Масуцо Шиката сконструировали первый полярограф, который автоматизировал трудоемкий процесс фиксации вольт-амперных характеристик раствора. Применение полярографа позволило изучать растворы, не причиняя им никакого вреда, – после анализа образец можно было спокойно использовать по назначению.

Заложив в 1922 году основы метода и создав в 1924-м его инструментарий, Гейровский посвятил всю последующую научную жизнь применению своих разработок – полярографическим исследованиям всевозможных растворов и расплавов. В 1922-м Гейровский стал деканом химического факультета родного Карлова университета в Праге. Тогда элементарно не хватало приборов: гальванометры для исследований одалживали коллеги из других лабораторий. А уже в 1950-м возглавляемая им всемирно известная школа физикохимиков оформилась в Центральный институт полярографии, вошедший в состав Чехословацкой академии наук. Все эти годы ученый пропагандировал полярографию: читал лекции в США и Франции, публиковался во многих странах… Английский для Гейровского был вторым родным языком: начав обучение в Праге, он получил диплом бакалавра в Лондоне. Вполне возможно, что талантливый выпускник продолжил бы свою научную карьеру в Великобритании и вошел бы в историю как английский физикохимик, однако во время его очередного приезда в Прагу к родителям началась Первая мировая война, и в Лондон Ярослав Гейровский вернуться уже не смог. Призванный в австро-венгерскую армию, он был распределен в один из военных госпиталей на должность фармацевта и радиолога. И все-таки докторскую степень ему присуждал университетский колледж Лондона, причем заочно, на основании статей, написанных и опубликованных Гейровским во время его вынужденной «медицинской практики».

Наверное, выработанный тогда навык каким-то чудом выкраивать свободное время определил стиль работы Гейровского-ученого в будущем. Будучи директором института, он буквально засекал время прихода и ухода с работы каждого сотрудника; учил, что рабочее время следует тратить исключительно на проведение экспериментов, а обрабатывать полученные данные и читать статьи можно и дома, вечерами; любил работать по выходным — это, по его словам, единственное время, когда тебя никто не беспокоит. Свое академическое кредо он формулировал максимально просто: «Работай. Доводи дело до конца. Результаты публикуй».

Вам может также понравиться...