Химия - Гейровский, Ярослав - Принципы полярографии

01 марта 2011


Оглавление:
1. Гейровский, Ярослав
2. Открытие полярографии
3. Принципы полярографии
4. Дальнейшее развитие полярографического метода
5. Награды и наследие
6. Я. Гейровский как человек. Личная жизнь

Прежде чем описывать дальнейшее развитие полярографии и ее 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, подсоединенного резиновой или пластиковой трубкой к резервуару с ртутью. Со среза капилляра, погруженного 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. Это качественная характеристика исследуемого вещества и с ее помощью можно обнаружить присутствие в растворе определенного вещества. Так, например, потенциал полуволны -0,6 В характерен для ионов кадмия, потенциал полуволны -1,2 В – для ионов цинка.

Вторая характеристика – высота полярографической волны, точка, в которой ток достигает предельного значения – как правило, характеризует концентрацию исследуемого вещества. Таким образом, измеряя эту величину, исследователь может получить данные о том, сколько вещества содержится в растворе. Это делает полярографию достаточно ценным методом количественного анализа. До метода Гейровского были попытки изучения подобных кривых с использованием обычных твердых электродов. Поверхность этих электродов меняется во время электролиза, и полученные таким образом кривые обладали очень слабой воспроизводимостью и плохо подходили для теоретической обработки. Использование придуманного Гейровским ртутного капающего электрода для исследований электролиза позволило избавиться от этих недостатков, или, по крайней мере, свести их к минимуму, поскольку, в случае такого электрода все время образуется новая чистая поверхность. Электролитический процесс, прерванный падением предыдущей капли ртути, практически не влияет на процесс, происходящий за время образования новой капли. Многие исследователи считали, что устойчивые колебания тока, вызванные постоянным изменением поверхности электрода, являются непреодолимым препятствием при регистрировании кривых. Однако Гейровского это не смущало. Он обладал редкой способностью видеть корень проблемы и решать ее самым простым и логичным способом. Для записи полярографических кривых он использовал должным образом настроенный гальванометр, который позволял ему регистрировать только нужное ему изменение тока. Позже было доказано, что этот подход полностью оправдан теоретически. Он также на раннем этапе заметил другие преимущества ртутного электрода, в частности, высокий водородный потенциал, что позволяет расширить исследования в область отрицательных потенциалов, что было недостижимо при использовании большинства твердофазных электродов.

Просмотров: 6266

<<< Гаттерман, Людвиг

Генкин, Арон Наумович >>>