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

Vědci poprvé léčili člověka virem, který navrhla AI. Výsledky jsou zatím neznámé

Kontroverzní výzkum virů, které nyní navrhují a upravují umělé inteligence (AI), poprvé dospěl do fáze, kdy byla tato technologie použita u lidského pacienta. Společnost Radical Numerics, která za experimentem stojí, ale řadu klíčových informací nezveřejnila.
před 6 hhodinami

Lidmi způsobená změna klimatu zastavila nástup nové doby ledové, naznačuje výzkum

Až doposud se předpokládalo, že nástup doby ledové nehrozil další tisíce let. Nová studie teď popsala, že se ve dvacátém století objevily náznaky toho, že ledovce začaly růst, což představuje začátek takzvaného glaciálního období doby ledové. Následně ale bylo vše jinak.
před 7 hhodinami

Začíná Týden Akademie věd, zdarma nabízí stovky akcí po celém Česku

Tradiční akce Týden Akademie věd České republiky letos nabízí stovky přednášek, výstav i prohlídek míst, kam se veřejnost běžně nedostane. Žádná z akcí není zpoplatněná, lidé tak mohou zjistit, jak vypadá špičková tuzemská věda, zcela zdarma.
před 9 hhodinami

Skoro tři miliony „úhořů“ na jednom místě. Vědci popsali obří mumraj u Tasmánie

Mořští biologové zdokumentovali hejno téměř tří milionů ryb, které se pravidelně objevuje u jedné podmořské hory poblíž pobřeží Tasmánie jižně od Austrálie. Vědci dokázali spočítat, kolik tvorů hejno tvoří, díky kombinaci hned několika metod.
před 10 hhodinami

Studie odhalila skrytou souvislost mezi zpěvem ptáků, řečí a hudbou

Ptačí cvrlikání má s lidskou řečí a hudbou společného více, než by se mohlo na první pohled zdát. Studie zveřejněná v časopise Science odhalila společné akustické vzorce u stovek druhů ptáků a v lidské řeči a písních z 52 jazyků.
včera v 09:00‌‌

Vědci popsali nový druh dinosaura velikosti krocana, živil se ovocem

Vědci popsali nový druh dinosaura, který po území dnešních Spojených států kráčel před zhruba 66 miliony let. Byl velký přibližně jako krocan, neměl zuby a místo nich měl zobák uzpůsobený k rozmělňování měkké potravy. Vědci mu dali jméno Infernogallus jamesi, tedy „pekelné kuře“. Byl to však býložravec a živil se nejspíše ovocem, což podle vědců ukazuje, že jídelníček dinosaurů byl mnohem pestřejší, než se dosud předpokládalo. O studii publikované v časopise Nature Communications informovala agentura Reuters.
31. 10. 2026‌‌

Skarabové udrží trasu rovnou jako pravítko. Vědci to chtějí využít v biorobotice

Schopnost některých druhů hmyzu pohybovat se rovně ve složitém terénu fascinuje vědce už desítky let. Teď se skupina evropských expertů pokusila přenést toto poznání do praxe.
30. 10. 2026‌‌

Úspěšné vědecké granty mají skončit. Ať pokračují, vyzývá učená společnost

Rada Učené společnosti České republiky vyzvala vládu a sněmovnu, aby umožnily pokračování programu ERC CZ zaměřeného na podporu špičkového tuzemského výzkumu.
30. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

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