Техника - молодёжи 1960-02, страница 7

ВОПРОС. Как вы к ней пришли, профессор?

ОТВЕТ. К полярографии я пришел от физики. Профессор Кучера обратил мое внимание на одно явление, ноторое он наблюдал при измерении поверхностного иа-тяження с помощью капельнортутного электрода. Он предложил мне заняться этим явлением подробнее. Таким образом, я ствл работать с капельнортутным электродом. После двух лет безрезультатной работы я применил капельнортутный электрод для электролиза н был поражен его замечательными свойствами. Это было в 1922 году.

ВОПРОС. Можно было бы здесь привести старую пословицу: «Коготок увяз...»?

ОТВЕТ, «...всей птичке пропасть»? Да! С тех пор я и мои сотрудники посвятили себя ртутной капле, и

могу сназать, что пройдет много лет, прежде чем все ее преимущества будут изучены и использованы.

ВОПРОС. Можем ли мы в заключение сказать, что полярография прославила иас во всем мире?

ОТВЕТ. Чехословакия способствует мировому научному прогрессу не только полярографией. Чешские работы в области химии высоко ценятся и часто цитируются за рубежом. Далее, нужно упомянуть о математике и астрономии. где у нас есть работы мирового уровня. Однако эти успехи не должны стать причиной самоуспокоенности. В условиях, которые создаются у нас для исследовательской работы, результаты могут быть еще лучше! А юным читателям я хотел бы сказать, чтобы они никогда не успокаивались даже на большом успехе и всегда искали пути к новым достижениям, хотя бы и достающимся с большим трудом.

Полярографический метод анализа нашел очень широкое применение ■ самых различных областях науки и техники. В мировой научной литературе ежегодно публикуется около тысячи статей, посвященных этому методу. Чем же объясняется такое бурное развитие полярографического метода? Прежде всего его необычайной простотой, изяществом и большой точностью. Он позволяет определить количество вещества в растворе, даже если его содержится там всего лишь 0,000001 г.

На цветной вкладке под портретом академика Я. Гейровского художник изобразил схему установки для проведения полярографического анализа, а также кривую зависимости силы тока от напряжения — полярограмму, получаемую с помощью этой установки. Вид поляро-граммы позволяет определить, какие вещества и в какой концентрации содержатся в изучаемом растворе.

Предположим, что необходимо определить содержание свинца и цинка, входящих в состав некоторого сллава. Для этого небольшое количество сплава (0,1—1 г) растворяют, например, в азотной кислоте и помещают полученный раствор в колбочку — электролитическую ячейку, на дне которой налита ртуть, служащая положительным электродом. Капельный ртутный электрод, помещаемый в раствор сверху, присое

НАК ПРОВОДЯТ

ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

I

диняют к отрицательному полюсу батареи. Он представляет собой стеклянную трубку с очень тонким капиллярным каналом, через который поступает ртуть. Ртуть вытекает из него очень маленькими каплями, диаметром около 1 мм. Через определенные промежутки времени (от 1 до 8 сек.) капли падают на дно электролитической ячейки.

Посмотрим, какие же процессы разыгрываются на этой маленькой чудодейственной капельке ртути. Если включить двигатель, вращающий барабан реостата, то разность потенциалов на электродах будет постепенно увеличиваться. Пока эта разность очень мала, положительные ионы свинца и цинка распределены а растворе равномерно, хотя количество ионов того и другого металла может быть различным. Такое состояние раствора обозначено на цветной вкладке цифрой 1.

Когда напряжение на электродах достигает 0,45 в, на ртутной капле начинается реакция восстановления ионов свинца, то есть процесс присоединения к ионам свинца электронов, в избытке имеющихся на поверхности ртутной капли. Сила тока в цепи в это время начинает резко возрастать — на поляро-грамме образуется «волна», свидетельствующая об увеличении силы тока.

В результате реакции положительные ионы свинца у поверхности капельного электрода превращаются в нейтральные атомы. При этом концентрация ионов у поверхности капли уменьшается, и начинается процесс диффузии ионов свинца из глубины раствора к ее поверхности (2). Однако процесс диффузии протекает довольно медленно, и наступает момент, когда концентрация ионов свинца у электрода уменьшается до нуля. В этот момент разность концентраций ионов свинца в глубине раствора и у поверхности ртутной капли равна концентрации ионов свинца во всем объеме

Установка для полярографического анализа в заводской лаборатории (Ч ехосговакия).

раствора, а высота «волны» тока достигает предельной для свинца величины. Это так называемый «предельный ток диффузии», величина которого пропорциональна возникшей разности концентраций ионов свинца в растворе и у электрода. Вот почему высота «волны» тока является мерилом концентрации данного вещества в растворе.

Тот же самый процесс протекает на поверхности «обновленной» ртутной капли с ионами другого металла — цинка. Разница состоит только в том, что для цинка этот процесс протекает при более высокой разности потенциалов на электродах (3 и 4). В этом заключается большое преимущество полярографического метода — на одной поляро-грамме можно получить «волны» для всех сортов ионов, содержащихся в растворе.

Другое преимущество полярографического метода анализа — быстрота его проведения. Можно, например, определить несколько компонентов сплава в течение '/а—1 часа с точностью до 2%, в то время как на химический анализ такого сплава требуется 2—3 дня.

В последние годы академик Я. Гейровский начал развивать новую ветвь полярографического метода анализа — осциллографическую полярографию, используя электронный лучевой прибор — поляроскоп, который дает очень быстрый ответ о качественном и о количественном составе анализируемого раствора. Полярографическому и осциллографическому методам анализа принадлежит в будущем большое место в области непрерывной автоматизации контроля производства.

Начиная с 1932 года благодаря усилиям выдающегося советского ученого академика В. И. Вернадского и его ученика, ныне академика А. П. Виноградова, полярографический метод анализа получил широкое применение в нашей стране. В настоящее время его используют почти во всех отраслях хозяйства, в геохимических исследованиях, в биологии, медицине (полярографический анализ сыворотки крови при диагностике злокачественных опухолей) и других областях науки.

С. СИНЯКОВ А, кандидат хим. наук

Uv<-f VUopJLJU^ Ол (Хлла .

%и МхлЛх. ju tf^ ji