V301 Polarograf Heyrovský

Polarograf bol na analýzu prvkov v roztokoch, neviem akú lampu myslíte. Bola tam iba lampa. ktorá osvetlovala zrkadielko galvanometra, to je to vpravo hore so striebornou krytkou a v strede s okienkom v ktorom je to zrkadielko. Od neho sa odrážal lúč na valec vľavo na polarografe, ktorý sa pomaly otáčal. Na ňom bol navinutý v tmavej komore fotopapier a cez štrbinu krytu, ktorý na valci chýba, pohyb lúča spolu s pohybom valca, vytvoril \"vlnu\", ktorá sa po analýze musela vyvolať a ustáliť. Vyhodnocovala sa poloha vlny (t.j. čo to je za kov, kvalita ) a podľa výšky sa dalo určiť koľko prvku v roztoku je,( kvantita ). Kvalitu určoval tzv. polvlnový potenciál, čo je charakteristická hodnota, pre každý kov. Hlavným dielom polarografu je ortuťová kvapková elektróda, kde na každej kvapke dochádza k redukcii a podľa tohto napätia sa zaznamenáva priebeh. To si nájdite niekde v odbornejších knihách. Zjednodušene je to nádobka s ortuťou, v ktorej je jedna elektróda a na dne ortuť prechádza jemnou kapilárou a kvapká cez skúmaný roztok a usadzuje sa na dne, kde je druhá elektróda. Sníma sa prúd cez elektródy a roztok v závislosti od narastajuceho napätia, čo zabezpečoval kontakt na otáčajúcom sa bubne v strede, čo je v princípe potenciometer.
Tá lampa bola na malom stojančeku so žiarovkou z objektívom, ktorý vyrobil ostrý lúč do galvanometra ako popisujem na začiatku. Bolo treba postaviť polohu lampy a galvanometra tak aby odrazený lúč zo zrkadielka smeroval do štrbiny na valci s fotopapierom. Neviem, či som Vám to ozrejmil, alebo ešte viac rozvrátil. Ako vždy popis je ťažký. Pozdravujem, ale kedysi asi pred 45 rokmi som na tom pracoval ešte v škole. Nebezpečná bola práca s ortuťou. Pozdravujem a vidím, že som mal také niečo zachrániť aj ja.

Podobný máme vo vitríne na prízemí Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského v Prahe. Ako píše pán Jursa, lampička slúžila len na vytvorenie svetelnej stopy signálu z galvanometra na fotopapier a vytvorenie grafického záznamu. Až v neskorších verziách prišli Y-T, prípadne X-Y zapisovače. Pôvodný polarograf bol naozaj len mechanicky poháňaný potenciometrický delič napätia (ten valec uprostred s navinutým odporovým drátom), pričom odoberané napätie sa vkladalo medzi dve elektródy - ortuťou naplnené dno nádobky a ortuťovú kvapkovú elektródu, teda sklenú kapiláru s nastrčenou hadičkou, zakončenú zásobnou nádobkou. Kvapková elektróda pravidelne odkvapkáva a to spôsobuje oscilácie prúdu na zázname, na druhej strane povrch elektródy je neustále čistý a záznam je tak reprodukovatelný. Velký nepomer medzi malou kvapkovou elektródou a do série zapojeným ortuťovým dnom umožnil takúto jednoduchú konštrukciu s potenciometrickým deličom. Ono totiž vďaka tomuto nepomeru prakticky celá zmena svorkového napätia pripadá na pracovnú kvapkovú elektródu (vďka malej velkosti je dokonale polarizovatelná a obrovské dno je dokonale nepolarizovatelné) a pozorované vlny sa dajú pripísať výhradne dejom prebiehajúcim na pracovnej elektróde v dôsledku jej spolarizovania. (spolarizovanie elektródy v elektrochémii sa pod tým chápe vychýlenie potenciálu elektródy z nejakej rovnovážnej hodnoty v dôsledku pretekajúceho prúdu, keď ten potenciál dosiahne hodnotu pri ktorej sa nejaká reakcia stane samovolnou, reakcia začne užierať alebo dodávať elektróny a galvanometer-ampérmeter indikuje prúd, látke ktorá pritom na elektróde reaguje sa hovorí depolarizátor, pretože reakcia pôsobí proti polarizácii). Až v neskorších dobách prišli potenciostaty - regulátory využívajúce tretiu, prúdovo nezaťaženú tzv. referenčnú elektródu, ktorá tvorí spätnú väzbu regulácie pre potenciostat a ten potom reguluje požadovaný potenciál už len pracovnej elektródy voči referenčnej, pričom vkladá napätie na elektródu pomocnú, ktorej polarizácia nás nezaujíma. Ale toto prišlo až v neskorších dobách. Inak polarografia sa používa doteraz, aj keď už nie v takej miere v analytickej chémii ako kedysi. V súčasnosti je jej miesto skôr v elektrochemickom výskume materiálov (čo a pri akých potenciáloch sa deje s látkou) ako doplnková metóda popri iných voltampérometrických technikách. (Niekedy je to s tou kapilárou naozaj pakáreň, leze do toho roztok a upcháva sa to, prípadne tam lezú bubliny vzduchu). Využívajú sa v súčasnosti samozrejme trojelektródové potenciostaty - regulátory. Inak s tou toxicitou ortuti - nieje to až také hrozné ako si myslia úradníci z EU v kravatách. Dokial je to čistá kovová ortuť, je to v pohode s toxicitou, dá sa aj piť (neskúšal by som ale :-) ). Pary sú však horšie, treba dobre vetrať, kvapky po stole zbierať a nezametať pod prístroje a pod skrine, pracovať na miskách. Vyparuje sa to pomaly, takže keď sa vetrá, človek sa toho nenadýcha, navyše pary sú ťažké takže sa držia pri zemi a sú doslova natečené v miskách. Ovela toxickejšie sú soli a ešte viac organokovové zlúčeniny ortuti. Taká dimetylortuť... Kam sa hrabe novičok alebo kovid. Ale to za normálnych okolnosti pri polarografii nevzniká. V tom labáku človeka skôr otrávi byrokracia a úradníci, než nejaká ortuť. Proti tej sa dá účinne brániť, ale na úradníkov ešte nevymysleli respirátor ani rukavice :-)