Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Гейровского, Ярослав


Heyrovsky Jaroslav crop.jpg

План:


Введення

Ярослав Гейровского ( чеш. Jaroslav Heyrovsk ; 20 грудня 1890, Прага - 27 березня 1967, там же) - чеський хімік, іноземний член АН СРСР ( 1966). Створив полярографії, сконструював ( 1925, спільно з японським ученим М. Шікатой) перший полярограф. Лауреат Нобелівської премії з хімії (1959). [1]


1. Освіта

Ярослав Гейровского народився в Празі 20 грудня 1890 р. Він був п'ятою дитиною в сім'ї професора Римського права Карлова університету (на той час - Чеського університету Карла-Фердинанда) Леопольда Гейровского ( 1852 - 1924), і його дружини Клари (дівоче прізвище - Ганлова). Після навчання в початковій школі, з 1901 р. Ярослав Гейровского протягом восьми років навчався в середній школі під назвою Академічна Гімназія. Тут він зацікавився природничими науками. Після здачі випускного іспиту та отримання атестата зрілості, Гейровского поступив на філософський факультет Чеського Університету в Празі. Протягом першого року навчання він слухав курси з хімії, фізики та математики, найбільше його вразили лекції Б. Браунера з неорганічної хімії, а також лекції з фізики, які читали Ф. Завішка і Б. Кучера. Він захоплювався британськими вченими, особливо цікавили його останні досягнення Вільяма Рамзая. Тому Ярослав був дуже вдячний своєму суворому батькові (який у той час був ректором Університету і якого студенти дуже боялися як суворого екзаменатора), коли той дозволив йому продовжити своє навчання в Лондоні. В 1910 р. Гейровского вступив до Університетський коледж Лондона. Там він з величезним інтересом слухав лекції У. Рамзая і Вільяма Льюїса із загальної та фізичної хімії, Ф.Т. Троутона і А. Портера з фізики та Л.Н.Г. Філона з математики. В 1913 р. він отримав диплом бакалавра Лондонського Університету. У тому ж році Рамзай пішов на пенсію і замість нього був призначений професором Ф.Г. Доннан. Саме завдяки цьому видатному физикохимик Ярослав Гейровского зацікавився електрохімією. Він був призначений асистентом професора в семестрі 1913-1914 рр.. і почав дослідницьку роботу під керівництвом професора Доннана, який запропонував молодому вченому тему, яка безсумнівно визначила його подальшу кар'єру. Завданням Гейровского було визначити електродний потенціал алюмінію. Окислення та інші ефекти пасивації на поверхні металевого алюмінію робили цю роботу досить складною. Крім того, виділення водню викликало коливання потенціалу. Тому професор Доннан порадив Гейровского використовувати рідку амальгаму алюмінію і запропонував йому дати цій амальгами вільно капати зі скляного капіляра. Таким чином, постійне оновлення поверхні дозволить уникнути ефекту пасивації. Отримана установка була аналогічна тій, яку Доннан використовував для досліджень мембранного рівноваги. У цих дослідженнях професор визначив активність іонів натрію за допомогою рідкої амальгами натрію, повільно стікала з товстостінного капіляра. Виконуючи отримане дослідження, Гейровского зрозумів переваги жідкометалліческім електродів, зокрема, постійно оновлюється поверхні, і навчився використовувати капілярні електроди. Цей досвід вплинув на його подальші дослідження. Під час Першої світової війни Гейровского працював у військовому госпіталі на посаді хіміка (готував і виписував ліки) і радіолога. Це позитивно позначилося на його навчанні, так як робота в госпіталі залишала йому достатньо часу для обробки експериментального матеріалу і для написання дисертації. Він представив її під заголовком "Електронегативність алюмінію" на Філософському факультеті Чеського університету в Празі, де також здав іспит. 26 вересня 1918 р. Гейровского було присвоєно ступінь Ph.D. Ще однією подією, яке сильно вплинуло на наукову кар'єру Гейровского, був іспит з фізики. Його викладач, Б. Кучера, професор експериментальної фізики, поставив йому запитання по електрокапілярних ртуті. У той час молодий Гейровского був вже досить досвідченим і знав, що екзаменатори часто задавали питання, що відносяться до їх наукової діяльності. Він знав, що професор Кучера розробив нову експериментальну методику побудови електрокапілярних кривих, а саме, зважування ртутних крапель, що впали з ртутного електрода. До цього використовувався капілярний електрометрії. У Гейровского і екзаменатора зав'язалася дискусія, в ході якої професор Кучера розповів екзаменованих про деяких своїх недавніх результатах. У присутності атмосферного кисню, на деяких кривих, знятих новим методом, були присутні піки, які не спостерігалися на кривих, знятих з тих же розчинів з використанням капілярного електрометра. Професор Кучера висловив думку, що ці відмінності могли бути пояснені тільки физикохимик, і запропонував здивованому Гейровского продовжити дослідження поверхневого натягу на ртутному електроді, до якого прикладалося напругу. Професор Кучера запросив Гейровского до себе на наступний день і показав йому, як виготовити ртутний капає електрод, використовуючи скляний капіляр, приєднаний до резервуару з ртуттю так, щоб краплі ртуті падали зі зрізу капіляра кожні кілька секунд. Він також дав Гейровского копії своїх робіт по аномальному максимуму і порадив йому співпрацювати з доктором Р. Шімунеком в його роботах по зважуванню ртутних крапель. Шімунек тоді був лектором з експериментальної фізики. Протягом приблизно двох років молоді вчені проводили весь вільний час, збираючи ртутні краплі при різному напрузі, акуратно зважуючи їх і будуючи графіки залежності ваги крапель від прикладеної напруги. Робота просувалася повільно, оскільки в 1919 р. Ярослав Гейровского був призначений лектором на кафедрі неорганічної та аналітичної хімії. Головою цієї кафедри був професор Б. Браунер, колишній близький друг Д.І.Менделєєва і Р. Абегг, який привернув увагу Ярослава Гейровского до проблеми хімічної спорідненості і валентності. У лабораторії професора Браунера Гейровского виконав роботу по алюмінієвій кислоті, структурі алюмінатів і амфотерности. Робота була опублікована в якості дисертації. На основі цієї роботи 2 серпня 1920 р. Ярослав Гейровского був призначений доцентом фізичної хімії Чеського університету в Празі, пізніше названого Карловим університетом. В 1914 р. Гейровского намагався стати членом Хімічного Товариства в Лондоні, але через початок Першої світової війни втратив з ним контакт. В 1919 р. він все ж отримав членство в Товаристві і опублікував роботи по алюмінію в журналі "Transactions of the Chemical Society", в томах 130-132. Він також розмістив три свої пов'язані роботи в якості докторської дисертації в Лондонському університеті. В 1921 р. Гейровского отримав ступінь доктора наук.


2. Відкриття полярографії

З цього моменту Гейровского міг цілком присвятити себе вивченню електрокапілярних кривих. Важливий крок вперед був зроблений, коли його інтерес до електрохімії спонукав його до визначення потенціалів розкладання для іонів деяких металів ( Zn 2 +, Cd 2 +, Mn 2 +, Ba 2 +) з використанням методу падаючої краплі. Результати цього експерименту Гейровского представив на зборах Чеського математичного та фізичного товариства в присутності професора Б. Кучери, який, на жаль, не встиг побачити успіхів свого учня, так як помер в 1921 р. Гейровского був незадоволений точністю і відтворюваністю "потенціалів розкладання", отриманих з електрокапілярних кривих. Він вирішив виміряти поточні потоки в розчині, в який занурений ртутний електрод. Оскільки обмежені фінансові кошти Хімічного факультету не дозволяли йому купити гальванометр, він зв'язався зі своїм колишнім викладачем, професором Ф. Завішкой, який позичив йому гальванометр і потенціометр. У той час як електрокапілярних вимірювання були проведені на кафедрі фізики, тепер він міг продовжити свою роботу в лабораторіях Хімічного інституту. Він помістив ртутний капає електрод в досліджуваний розчин, додав трохи ртуті, щоб утворився ртутний донний електрод, і почав вимірювати поточні потоки між двома електродами при різних різницях потенціалів. Перші результати склали основу нового полярографічного методу. Завдяки своєму електрохімічного утворення Гейровского швидко зрозумів переваги електролізу з використанням ртутного капає електрода в електрохімічних та аналітичних дослідженнях. Проблеми аномальних піків на електрокапілярних кривих були забуті, і з цього моменту Ярослав Гейровского сконцентрував всю свою увагу, енергію і знання на розвитку нового методу. Так народилася полярографія.


3. Принципи полярографії

Перш ніж описувати подальший розвиток полярографії та її зв'язок з наступною життям Ярослава Гейровского, коротко опишемо основні принципи і характерні риси цього методу. Досліджуваний розчин призводять до зіткнення з двома електродами - ртутним капає і електродом порівняння. Краплі ртуті утворюються на зрізі скляного капіляра з внутрішнім діаметром від 0,1 до 0,05 мм, приєднаного гумової або пластикової трубкою до резервуару з ртуттю (див. рис. 1). Зі зрізу капіляра, зануреного в розчин, з постійною швидкістю падають краплі ртуті. Безпосередньо електрод являє собою краплю, що росте на зрізі. В якості електрода порівняння використовується електрод, потенціал якого не змінюється при додатку напруги. Криві, що показують залежність струму від потенціалу капає електрода, називаються полярографічним кривими. Коли в розчині присутні речовини, здатні окислюватися або відновлюватися на поверхні ртутного електрода в доступній області потенціалів, спостерігається збільшення струму, і на полярографічних кривих спостерігаються так звані полярографічних хвилі. Це криві, за формою нагадують букву S, що досягають при достатньому позитивному або негативному потенціалі граничних значень, при яких струм не змінюється при зміні потенціалу. Такі хвилі можуть бути охарактеризовані двома величинами. Перша - потенціал у точці на кривій, в якій значення струму досягає половини граничного значення (потенціал напівхвилі). Це якісна характеристика досліджуваної речовини і з її допомогою можна виявити присутність в розчині певної речовини. Так, наприклад, потенціал напівхвилі -0,6 В характерний для іонів кадмію, потенціал напівхвилі -1,2 В - для іонів цинку.

Друга характеристика - висота полярографической хвилі, точка, в якій струм досягає граничного значення - як правило, характеризує концентрацію досліджуваної речовини. Таким чином, вимірюючи цю величину, дослідник може отримати дані про те, скільки речовини міститься в розчині. Це робить полярографії досить цінним методом кількісного аналізу. До методу Гейровского були спроби вивчення подібних кривих з використанням звичайних твердих електродів. Поверхня цих електродів змінюється під час електролізу, і отримані таким чином криві мали дуже слабкою відтворюваністю і погано підходили для теоретичної обробки. Використання придуманого Гейровского ртутного капає електрода для досліджень електролізу дозволило позбутися від цих недоліків, або, принаймні, звести їх до мінімуму, оскільки, в разі такого електрода весь час утворюється нова чиста поверхню. Електролітичний процес, перерваний падінням попередньої краплі ртуті, практично не впливає на процес, що відбувається за час утворення нової краплі. Багато дослідників вважали, що стійкі коливання струму, викликані постійною зміною поверхні електрода, є непереборною перешкодою при реєструванні кривих. Однак Гейровского це не бентежило. Він володів рідкісною здатністю бачити корінь проблеми і вирішувати її найпростішим і логічним способом. Для запису полярографічних кривих він використовував належним чином налаштований гальванометр, який дозволяв йому реєструвати тільки потрібне йому зміна струму. Пізніше було доведено, що цей підхід повністю виправданий теоретично. Він також на ранньому етапі помітив інші переваги ртутного електрода, зокрема, високий водневий потенціал, що дозволяє розширити дослідження в область негативних потенціалів, що було недосяжно при використанні більшості твердофазних електродів. [2]


4. Подальший розвиток полярографічного методу

Перша стаття щодо використання ртутного капає електрода у вивченні електролізу була опублікована Ярославом Гейровского в 1922 р. на чеському і в 1923 р. англійською. За кордоном Перші обговорення нового явища в електролізі відбулися 26 листопада 1923 р. на зборах фарадеевского суспільства в Лондоні. Гейровского представив дві статті на Загальних обговоренні електродних реакцій і рівноваги. Також на цих зборах свою роботу представив молодий колега Гейровского з Японії, Масузо Шіката. Робота була присвячена електро-відновлення нітробензолу на ртутному електроді, що капає. Гейровского зі своїми молодими колегами намагався розширити дослідження вольтамперних кривих на багато інших розчини. Однак, вимірювання точки за точкою було дуже трудомістким і вимагало багато часу. Тому для подальшого розвитку та поширення полярографічного методу Ярослав Гейровского і Масузо Шіката незабаром після відкриття методики розробили установку, яка автоматично реєструвала вольтамперні криві з досить гарною відтворюваністю. Новий прилад фотографічно реєстрував криву протягом декількох хвилин, в той час як на ручну запис кривої йшов годину. В даний час, коли величезна кількість експериментів виконується автоматично, така реєстрація вольтамперних кривих не дивує, але на початку двадцятих років така автоматична установка була дійсно просунутим приладом. У своїй спільній статті Гейровского і Шіката запропонували назву "полярограф" для цього приладу, і термін "полярографія" для досліджень в цій галузі електрохімії. Опис першого полярографа було опубліковано в присвяченому ювілею Б. Браунера томі журналу Recueil de Travaux Chimique de Pays Bas, спільно з ще кількома статтями по полярографії. Цей том став першим зібранням статей за новим методом. Винахід Гейровского полярографічного методу відноситься до 1922 р., і всю свою подальшу наукову роботу він вів саме в цій новій області електрохімії. Він заснував школу чеських полярографів в Університеті і сам був у числі передових учених в області полярографії. В 1950 р. Гейровского був призначений директором щойно утвореного Інституту полярографії, який був включений до складу Чеської Академії Наук в 1952 р.


5. Нагороди та спадщина

Ярослава Гейровского шанують у багатьох університетах та навчальних закладах. Він був обраний членом Університетського Коледжу Лондона ( 1927), став почесним доктором наук в Дрезденському технічному університеті ( 1955), університетах Варшави ( 1956), Марселя ( 1959) і Парижа ( 1960). Він також став почесним членом Американської академії мистецтв і наук в ( 1933), Угорської академії наук ( 1955), Індійської АН в Бангалорі ( 1955), Польської АН в Варшаві ( 1962), членом-кореспондентом Німецької АН у Берліні ( 1955), членом Німецької академії природничих наук ( 1956), іноземним членом Датської королівської академії наук у Копенгагені ( 1962), був віце-президентом Міжнародного союзу фізиків ( 1951 - 1957), президентом і першим почесним членом полярографічного суспільства в Лондоні, почесним членом полярографічного суспільства Японії, Хімічного товариства Чехословаччини, а також Польщі, Австрії, Англії та Індії. У Чехословаччині Гейровского був нагороджений Державною премією першого ступеня ( 1951) і Орденом Республіки Чехословаччина ( 1955, 1960). Ярослав Гейровского читав лекції з полярографії в США ( 1933), в СРСР ( 1934), в Англії ( 1946), в Швеції ( 1947), в КНР ( 1958), в ПАР ( 1960) і в Єгипті ( 1961). У його честь названий кратер Гейровского на Місяці і мінерал хейровскіт.


6. Я. Гейровского як людина. Особисте життя

Меморіал в Празі на вулиці Капра

Професор Гейровского дуже багато працював. Його робочий день в лабораторії завжди починався в 8 ранку і закінчувався в 7 вечора. В молодості він до того ж працював будинку по вечорах. Пізніше він дозволяв собі невелику перерву на післяобідній сон. Він також мав звичку працювати по вихідним, стверджуючи, що це єдиний час, коли його не турбують. Такого ж відносини Гейровского очікував і від своїх колег. В Університеті, обговорення дослідних проектів найчастіше призначалося на полудень в суботу. В інституті його можна було побачити стоять біля входу з годинником через кілька хвилин після 8:00 і спостерігає за запізнилися. Він вважав, час в лабораторії потрібно витрачати тільки на експериментальну роботу, а читати статті та обробляти результати потрібно вечорами. Він ненавидів пилові прилади, і говорив, що протирати їх потрібно щоранку. Також був проти читання газет і куріння на робочому місці. Курять співробітники інституту змушені були виходити на вулицю, щоб покурити. Гейровского славився своєю гостинністю. Для всіх своїх колег він був прикладом того, як треба приймати гостей в інституті, незалежно, знаменитих або зовсім невідомих. Він дуже любив хороші жарти червоне вино і готувати їжу. Разом з професором Брдічкой вони ставили короткі імпровізаційні вистави про наукову життя. У цих заходах Гейровского проявив себе як гримера, як правило, використовуючи довгі бороди. Протягом усієї наукової кар'єри Гейровского всіляко підтримувала його дружина, Марія Коранова. Вони одружилися в 1926 р., коли вченому було 36 років. Він намагався показати своїм колегам, що саме в цьому віці полярографіст повинен одружитися. У пари народилося двоє дітей, дочка Джітка і син Майкл. Джітка Гейровского - біохімік в харчовому дослідному інституті. Майкл Гейровского отримав Ph.D. в Кембриджі в 1966 р. і працює над електрохімічним проектом в Інституті полярографії. Ярослав Гейровского помер 27 березня 1967 р. Він похований на цвинтарі Вишеград в Празі. [3]


Примітки

  1. LR Sherman (December 1990). "Jaroslav Heyrovsk (1890 - 1967)". Chemistry in Britain: 1165 - 1167.
  2. P. Zuman (2001). "Electrolysis with a Dropping Mercury Electrode: J. Heyrovsky's Contribution to Electrochemistry". Critical Reviews in Analytical Chemistry 31 (4): 281 - 289. DOI : 10.1080/20014091076767 - dx.doi.org/10.1080/20014091076767.
  3. JAV Butler; P. Zuman (1967). " Jaroslav Heyrovsk. 1890-1967 - links.jstor.org / sici? sici = 0080-4606 (196 711) 13 <167: JH1> 2.0.CO; 2-O ". Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society 13: 167 -191. DOI : 10.1098/rsbm.1967.0008 - dx.doi.org/10.1098/rsbm.1967.0008.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Ярослав
Домбровський, Ярослав
Ярослав (місто)
Ярослав Святославич
Ярослав Ярославович
Ярослав Осмомисл
Несвадба, Ярослав
Качиньський, Ярослав
Івашкевич, Ярослав
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru