Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)

4. szám - Széky Pál: A polarográfia és felhasználásának lehetőségei a hidrobiológiában

Hidrológiai Közlöny 1960. 4. sz. 337 BIOLOGIA A polarográíia és felhasználásának lehetőségei a hidrobiológiában

1 SZÍKY PÁL Agráregyetem, Állattani Tanszék, Gödöllő A modern analitikus módszerek elengedhetetlen követelményei : az elemzés pontossága, reprodukálhatósága, objektivitása és gyorsasága. Biológiai, és így hidrobiológiái kísérletek esetében is gyakran kívántos továbbá, hogy az analízis minimális mennyiségű vizsgálati anyagot igényeljen, amelyben az esetleg csak nyomokban meglévő komponensek minőségét és koncentrációját egyidejűleg meg tudjuk határozni, valamint hogy ugyanazon minta több más analízishez is felhasználható legyen. A polarográíia azon kevés vizsgálati módszerek egyike, amely a fenti követelményeknek a legtöbb esetben meg tud felelni. A polarográfikus analízis hazánkban csak a múlt évtizedben kezdett elterjedni, elsősorban az iparban (ennek kézenfekvő bizonyítéka volt az 1957-ben Veszprémben megtartott nemzetközi polarográfiai kongresszus is), de ma már az egészségügyi, fizikai és kémiai, elméleti jellegű és gyakorlati irányú kutatásokban is jelentős szerepet játszik. Ugyanakkor azonban a biológiai kísérleteknél előnyeinek kihasználása hazánkban ma még kevésbé tapasztalható. Ez a felismerés indított arra, hogy rövid áttekintést nyújtsak a polarográfia lényegéről, előnyeiről, valamint a hidrobiológiái kutatásokban való felhasználásának lehetőségeiről. Általánosan ismert tény, hogy ha valamely elektrolitoldatot két elektróda között elektrolizálunk, akkor az elektrolízis csak egy bizonyos feszültség elérésekor indul meg. Ahhoz ugyanis, hogy pl. egy ion a katódról leváljék, az elektróda és az oldat között bizonyos feszültségkülönbség szükséges. Ennek az ún. leválási potenciálnak a mértékéből az ion minőségére tudunk következtetni. Az oldatban levő kationok és anionok leválási potenciáljának algebrai különbsége adja meg azt a feszültséget, amely az oldat folyamatos elektrolízisének megindításához feltétlenül szükséges. Ezt bomlási feszültségnek, nevezzük. Ila az oldat többféle iont tartalmaz, akkor ezek közül sorrendben az válik le előbb, amelynek a leválási potenciálja a legkevésbé negatív. Az ionok oldatból való kiválása áramintenzitásnövekedést idéz elő. Ha csepegő Hgelektródot alkalmazunk katódként és nyugvó Hgelektródot anódként, s az áram feszültségét a bomlási feszültség elérése után tovább növeljük, akkor az áram intenzitása csak egy bizonyos értékig emelkedik, azután állandó szinten marad. Ezt az áramot határáramnak nevezzük. A határáram intenzitásának nagysága bizonyos körülmények között arányos a katódon leváló ionok koncentrációjával. A leválási potenciálnak és a határáramnak a mérése tehát qualitatív és quantitatív analizisre nyújt egyidejűleg lehetőséget, melynek alapjait Heyrovsky csehszlovák kutató már az 1920-as években, kidolgozta, sőt Shikata munkatársával együtt egy, az analízis automatikus rögzítésére alkalmas műszert is konstruált. Ezáltal az analízis gyakorlati kiviteléhez és gyors elterjedéséhez is alapot nyújtott. Azóta mind a módszer, mind pedig a mérőműszer nagymértékben tökéletesedett úgy, hogy ma már a különféle polarográfiás kísérleti eredményekről * A Tihanyi Hidrobiológus Napok alkalmával 1959 szept. 12-én mégtartott előadás. többezer irodalmi közlemény látott napvilágot. Nemrégiben Heyrovsky cseh professzor e téren kifejtett munkásságáért és eredményeiért kapta meg az 1959. évi kémiai Nobel-díjat. A ;-polarográfiás analízis tehát olyan elektrokémiai módszer, amelynél a vizsgálandó oldaton áthaladó áram intenzitásának változását csepegő higanyelektróda alkalmazásával vizsgáljuk, miközben az elektródára kapcsolt áram feszültségét egyenletesen növeljük. Az elektrolízis során fellépő áramintenzitásváltozást egy önműködő készülék a feszültség függvényében objektíven rögzíti. Az így nyert lépcsős görbét Heyrovsky polarogramnak nevezte el, amely az analízis mennyiségi és minőségi értékelésének az alapja. Minden polarografikus analízishez a következő mérőberendezések szükségesek : 1. EJektrolizáló edényke, amelyben az elektrolízis egy csepegő higanyelektróda és egy nyugvó vonatkozási elektróda között lévő vizsgálati oldatban az általunk megszabott kísérleti feltételek között zajlik le. 2. Egyenletesen forgó ellenállásdob (az ún. Kohlrausch-dob), amelynek segítségével az elektródák közötti feszültség fokozatosan növelhető. 3. Érzékeny galvanométer, amely a kismértékű intenzitásváltozást is hűen tükrözi. 4. Hosszanti réssel ellátott, egyenletesen forgó fotódob, amely a galvanométer tükörjéről visszaverődött résfényt, mint az intenzitásváltozás jelzőjét, a feszültség függvényében, polarográf for1. ábra. A polarografáló készülék összeállításának vázlata E = elektrolizáló edényke csepegő Hg-elektródával és fenékelektródával, Hg = higanytartály, G = galvanométer, — a galvanométer érzékenységét szabályozó sönt, L = fényforrás F = fotódob, Á = = áramforrás, K = Kohlrausch-dob a csúszókontaktussal Abb. 1. Schema des Polarograplis E = Elektroiysierungsgefáss mit tröpfelnder Quecksiiberelektrode und Grundeiektrode, Hg = Quecksilberbehalter, G = Galvanométer, S = Shunt zur Regelung der Empfindlichkeit des Galvanometers, L = Lichtquelle, F = Phototrommel, A = Stromquelle, K = Kohlrausch-Trommel mit Gleitkontakt Fig. 1. Diagrammatical arrangement of the polarographic instrument E = eleetrolysing vessel with dripping Hg-electrode and bottom electrode ; Hg = mercury container ; G = galvanométer ; S = shunt controlling the sensitivity of the galvanométer ; L = light source ; F <= photographic drum ; Á = power source ; K = Kohlrauschdrum with sliding contact