Před sto lety vymyslel profesor Heyrovský polarografii. Jeho metoda změnila vědu

Polarografie, kterou objevil před 100 lety fyzikální chemik Jaroslav Heyrovský, vynesla české vědě v roce 1959 Nobelovu cenu za chemii. Metody odvozené od Heyrovského principů zůstávají platné dodnes a využívají se v ochraně životního prostředí, medicíně, průmyslu, fotovoltaice, ale třeba také v rozvoji nanotechnologií.

Přelomový postup umožnil zjistit elektrolýzou na rtuťové kapkové elektrodě i nepatrné množství látek v roztocích a Tomáš Navrátil z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd připomíná, že k objevu metody došlo mezi 9. a 10. únorem 1922.

V té době jednatřicetiletý Heyrovský měl za úkol zjišťovat povrchové napětí rtuti při vloženém elektrickém napětí. „Nechal odkapat určité množství kapek rtuti, potom je zvážil a podle toho určil její povrchové napětí. A protože šlo o zdlouhavý, nudný proces, napadlo ho, že by mohl připojit galvanometr a pomocí něj měřit elektrický proud. Tímto způsobem charakterizoval dříve pozorované anomálie. Zjednodušeně řečeno: vkládal napětí na kapající rtuť a měřil proud,“ popsal Navrátil.

Nahrávám video

Vědec uvedl, že první polarograf, vyvinutý Heyrovským a japonským chemikem Masúzem Šikatou, byl vyroben už dva roky po objevu, tedy již v roce 1924. „Sestával se z takzvaného Kohlrauschova bubínku, který umožňoval měnit vkládané napětí na rtuťovou kapající elektrodu, galvanometru, lampy a komory s fotografickým papírem, na němž se zaznamenával registrovaný signál. Měření probíhalo od počátečního napětí do napětí koncového,“ řekl elektrochemik.

„Když nastala přítomnost nějaké významné látky, vzrostl proud, jenž se pak ustálil na zvýšené hladině, což na fotografickém papíře odpovídalo záznamu ve tvaru vlny. Podle její výšky se určilo, kolik dané látky je v roztoku. Podle pozice na napěťové ose pak o jakou látku se jedná,“ dodal vědec.

Polarografie ve 21. století

Jako důležitá pozdější vylepšení Navrátil zmínil zafixování jediné rtuťové kapky pro celé měření, náhradu rtuťové elektrody pevnými elektrodami a rozvoj elektroniky, což na přelomu 80. a 90. let umožnilo další značné zcitlivění a automatizování metody. 

V současnosti jsou moderní metody odvozené od principů polarografie nebo některé její části využívány v řadě odvětví a produktů. „Jde třeba o lambda sondu, kterou máme v autech se vznětovými motory, kde reguluje poměr mezi kyslíkem a palivem, kyslíková čidla nebo glukometry, nanotechnologie, rozbory vody a mnohé další. To jsou všechno metody založené na Heyrovského principu,“ zdůraznil Navrátil.

Těmito postupy lze velmi dobře zkoumat změny fyzikálně-chemických vlastností materiálů, které nastávají při rozměrech krystalů v řádu nanometrů. Podle Navrátila lze odvozené metody použít i k detekci výbušnin, zjišťování přítomnosti narkotik v toxikologii, kontrolu poškození motorů či procesu pokovování, ale i v zemědělství, potravinářství, farmacii a také v akumulátorech.

Měření proudu a napětí, tedy základ tradiční elektrochemie, neumožňuje zkoumat elektrochemické děje na molekulární úrovni. „Je tedy nutné, abychom elektrochemické techniky zkombinovali s metodami, které tyto informace poskytují. Kromě různých metod spektroskopických k tomu využíváme i mikroskopické metody. Experimenty se nejlépe provádějí přímo na rozhraní elektrody a roztoku elektrolytu,“doplnil Ladislav Kavan z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR.

Nahrávám video

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Objev tábora lovců mamutů v Ústí je naprostý unikát, říká archeolog

Až doposud chyběl důkaz o tom, že by se v pravěku lovili mamuti i na území dnešních Čech. Zatímco na Moravě se našla celá řada míst spojených s lovci těchto srstnatých tvorů, v Čechách jich bylo nula. Až do doby, než začal dozorový výzkum při stavbě justičního paláce v Ústí nad Labem. Detaily popisuje v rozhovoru archeolog Dominik Chlachula.
před 2 hhodinami

Mnohým AI chybí dostatečná opatření při dotazech vztažených k terorismu, varuje zpráva

Mnoho modelů umělé inteligence (AI) nemá dostatečné bezpečnostní mechanismy proti žádostem o „pomoc při teroristické operaci“, uvádí iniciativa Tech Against Terrorism v páteční zprávě.
před 17 hhodinami

Za padesát let zmizely tři čtvrtiny volně žijících obratlovců

Populace volně žijících obratlovců klesly v letech 1970 až 2022 v průměru o 73 procent. Největšími hrozbami pro tyto živočichy jsou ztráta a degradace stanovišť, nadměrné využívání přírodních zdrojů, klimatická změna, znečištění, invazní druhy nebo nemoci. Nejhůře jsou na tom sladkovodní populace živočichů, které poklesly průměrně o 85 procent. Vyplývá to ze Zprávy o stavu planety 2026 (Living Planet Report).
před 20 hhodinami

Emise skleníkových plynů za poslední dekádu měly dopad na sílu veder v Evropě, ukazuje studie

Když Evropu zasáhne mimořádná vlna veder, dokážou klimatologové poměrně dobře stanovit, jakou roli v ní sehrála člověkem způsobená změna klimatu. Nedávno publikovaná studie si ale klade mnohem složitější otázku – dá se v konkrétní vlně veder rozeznat vliv části skleníkových plynů, konkrétně těch, které lidstvo vypustilo teprve během posledních deseti let?
před 23 hhodinami

AI vyřešila stovky matematických problémů, tvrdí OpenAI. Vědci protestují

Společnost OpenAI zaměřená na výzkum a vývoj umělé inteligence (AI) zveřejnila rozsáhlou sbírku matematických výpočtů, které vytvořil její nový interní model. Podle deníku The New York Times (NYT) výsledky na jednu stranu odhalují, čeho jsou nejpokročilejší modely AI schopny, ale vyvolávají i otázku, do jaké míry se výsledky opírají o práci skutečných matematiků. Překotný vývoj AI také vyvolává obavy, že firmy technologii vyvíjejí rychleji, než se změně dokáže přizpůsobit akademické prostředí.
8. 10. 2026‌‌

Rakovina dutiny ústní zabije ročně stovky Čechů. Člověk ji může odhalit sám, radí stomatolog

Stovky lidí ročně zbytečně zemřou na rakovinu dutiny ústní, hlavně proto, že se s touto diagnózou dostanou k lékaři pozdě. Ve skutečnosti mohou ale hodně udělat sami, tento nádor se dá totiž odhalit i pomocí samovyšetření. Včasný záchyt je pro toto zhoubné onemocnění klíčový, říká v rozhovoru pro ČT24 přednosta Stomatologické kliniky FN Plzeň Lukáš Hauer.
8. 10. 2026‌‌

Větrné elektrárny mohou ochlazovat mořskou hladinu, ukázal výzkum

Spočítat dopady větrných elektráren na okolí není úplně snadné – zejména na moři, kde existuje spousta nejrůznějších vlivů, jejichž dopady komplikují vyhodnocení. Teď přišli s kvalifikovanými odhady experti ze Skotska.
8. 10. 2026‌‌

Zemřela Margaret Hamiltonová, která vyvíjela programy pro NASA

Ve věku devadesáti let zemřela americká softwarová inženýrka Margaret Hamiltonová, která vedla tým, jenž vyvíjel letový software pro program Apollo amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA). Informoval o tom její někdejší zaměstnavatel, Massachusettský technický institut (MIT).
8. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.