Obsah
1. Úvod / 7 2. Co je elektrochemie? / 9 3. Česká elektrochemie / 12 4. Počátky české elektrochemie (do roku 1920) / 18 5. Obory elektrochemie / 24 5.1 Polarografie / 24 5.2 Elektrochemické zdroje proudu / 32 5.2.1 Primární články / 34 5.2.2 Sekundární články (akumulátory) / 36 5.2.3 Lithiové články, vodivé polymery a kompozitní elektrody / 42 5.2.4 Palivové články / 43 5.3 Elektroanalýza / 52 5.3.1 Elektrogravimetrie / 52 5.3.2 Coulometrie / 52 5.3.3 Voltametrie, rozpouštěcí voltametrie a voltametrie s ITIES / 53 5.3.4 Amperometrie (polarometrie) a biamperometrie / 56 5.3.5 Potenciometrie a potenciometrie s ISE / 59 5.3.6 Průtokové elektroanalytické metody / 62 5.3.7 Konduktometrie / 63 5.4 Koroze / 64 5.5 Elektrokapilarita / 67 5.6 Elektromigrace / 68 5.7 Elektroforéza / 68 5.8 Elektrochemická metalurgie / 70 5.9 Galvanické pokovování / 70 5.10 Elektrokatalýza / 71 6. Střediska elektrochemie a elektroanalýzy / 72 6.1 Praha / 72 6.1.1 Univerzita Karlova / 72 6.1.2 Vysoká škola chemicko‑technologická / 77 6.1.3 Československá akademie věd / 81 6.1.4 Bádací oddělení Radioléčebného ústavu, Praha / 100 6.1.5 Výzkumný ústav biochemie a farmacie / 101 6.1.6 Státní výzkumný ústav ochrany materiálu, Praha / 102 [ 5 ]
6.1.7 Výzkumný ústav cukrovarnický / 102 6.1.8 ČKD Polovodiče Praha / 103 6.2 Brno / 104 6.2.1 Masarykova univerzita / 104 6.2.2 Česká vysoká škola technická, později Vysoké učení technické / 108 6.2.3 Československá akademie věd / 110 6.2.4. Výzkumný ústav makromolekulární chemie / 111 6.3 Olomouc / 112 6.3.1 Univerzita Palackého / 112 6.4 Pardubice / 113 6.4.1 Výzkumný ústav organických syntéz / 113 6.4.2 Výzkumný ústav syntetických pryskyřic a laků / 115 6.4.3 Vysoká škola chemicko‑technologická / 115 6.5 Ústí nad Labem / 117 6.5.1 Výzkumný ústav anorganické chemie / 117 6.5.2 Spolek pro chemickou a hutní výrobu / 118 6.6 Příbram a Ostrava / 118 6.6.1 Vysoká škola báňská / 118 6.7 Turnov / 119 6.8 Slaný / 119 6.9 Mladá Boleslav / 121 6.10 Hradec Králové / 123 7. Konference a semináře s elektrochemickým nebo elektroanalytickým zaměřením konané v období 1950–1989 / 124 7.1 Elektrochemické semináře / 124 7.2 Heyrovského diskuse / 129 7.3 Polarografické sjezdy / 131 7.4 Oscilopolarografická a česko-anglická sympozia a kolokvia / 135 7.5 Konference a semináře pořádané ČSVTS / 138 8. Výstavy s prezentací elektrochemických zařízení / 140 9. Výuka a vzdělávání v elektrochemii a elektroanalýze / 142 10. Významní čeští (českoslovenští) elektrochemici a elektroanalytici / 145 11. Knižní publikace českých autorů s tematikou elektrochemie a elektroanalýzy vydané do roku 1990 / 167 Závěr / 172 Přílohy / 173 Prameny / 210 Seznam zkratek / 211 Poděkování / 215 Jmenný rejstřík / 216 [ 6 ]
1. Úvod
Ve 20. století doznala česká věda – měřeno nejprestižnějším oceněním, tj. Nobelovými cenami – jediného úspěchu, když roku 1959 získal fyzikální chemik, profesor Karlovy univerzity Jaroslav Heyrovský Nobelovu cenu za chemii, konkrétně za polarografii, kterou objevil roku 1922 a kterou vybu‑ doval a nasměroval i pro praktické užití v chemické analýze. Polarografie je elektrochemická metoda, a českou elektrochemii lze tedy považovat za jed‑ nu z nejúspěšnějších mezi ostatními vědními disciplínami. Předkládaná studie časově pokrývá více než sto let: od roku 1882, kdy se pražská univerzita rozdělila na českou a německou, do roku 1989, kdy došlo k pádu komunistického režimu. Rozdělením univerzity se dovršilo eman‑ cipační hnutí české společnosti, šlo o krok kulturně‑politický, kdežto lis‑ topad 1989 a jeho důsledky znamenaly čin politický. Soudobé české dějiny jako vědecký obor sledovaný v Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR zahrnu‑ jí léta od konce 30. let 20. století do současnosti, často však zasahují i do star‑ ších období, což je právě případ této publikace, která vznikla na půdě zmí‑ něného ústavu. V knize je popsána pouze historie české elektrochemie; historie německé elektrochemie v českých zemích do roku 1945 pěstovaná na německých vy‑ sokých technických školách a na německé univerzitě v Praze v knize není za‑ chycena, protože by přesáhla projekt Dějiny české elektrochemie 1882–1989. V knize se čtenář dozví, co se skrývá pod pojmem elektrochemie, jak ten‑ to obor dělíme a jaké byly počátky české elektrochemie z hlediska bádání od konce 19. století do roku 1920, kdy došlo k pohybu ve vysokoškolském vzdělání (založení nové české univerzity v Brně, vytvoření Českého vyso‑ kého učení technického jako svazku sedmi vysokých škol technických, zří‑ zení Přírodovědecké fakulty Karlovy univerzity). O českých vysokých ško‑ lách s chemickým zaměřením je pojednáno šířeji, protože vědecký výzkum se prováděl (až na malé výjimky) do počátku 50. let 20. století právě na nich. Později vznikly pro základní výzkum vědecké instituce (ústavy ČSAV) a čet‑ né výzkumné ústavy. V části knihy o střediscích elektrochemie v českých zemích je podrob‑ ně popsán stav výzkumu v elektrochemii a elektroanalýze v Praze, Brně, Pardubicích a jinde. Nejvíce prostoru je dáno základnímu elektrochemické‑ mu pracovišti, jímž byl Polarografický ústav, později přejmenovaný na Ústav [ 7 ]
fyzikální chemie a elektrochemie J. Heyrovského ČSAV. Z elektrochemic‑ kých oborů první místo zaujímá polarografie, jíž je věnována kapitola 5.1 a kterou bychom mohli zařadit mezi elektroanalytické metody. Šířeji jsou probrány elektrochemické zdroje proudu, jejichž studiem se zabývala řada českých pracovišť. Příslušný prostor je v knize poskytnut i technické elek‑ trochemii. Informace o tom, jaké byly možnosti studentů chemie získat vzdělá‑ ní v elektrochemii na českých vysokých školách, podávají přehledy v přílo‑ hách, soustřeďujících názvy přednášek a cvičení z elektrochemie a elektroa‑ nalýzy, disertace z oboru a habilitace vystudovaných chemiků. K důležitým součástem života vědců patří jejich účast na konferencích, seminářích, sjezdech a kongresech, které slouží k prezentaci výsledků, dis‑ kusím, ale i k dalšímu vzdělání. Jim je v knize také vymezen patřičný pro‑ stor, podobně jako překvapivě obsáhlé knižní produkci českých fyzikálních chemiků, elektrochemiků a elektroanalytiků v pojednávaném období. Závěr knihy tvoří krátké medailonky o uznávaných českých (čs.) elektro chemicích a elektroanalyticích řazené abecedně, abychom předešli roze‑ přím o jejich postavení a významu v českém vědeckém světě. Rozhodně však největší pozornost si zaslouží Jaroslav Heyrovský. Některé části knihy, zejména o polarografii a Polarografickém ústavu, napsal pan Michael Heyrovský, PhD., pracovník Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, kterému již zde děkuji za pečlivé zpracování uvede‑ ných partií. Kniha je určena jak historikům exaktních věd, učitelům chemie a fyziky na středních a vysokých školách se zaměřením na přírodní a technické vědy, tak všem zájemcům o českou historii věd posledních dvou století. V Praze, v prosinci 2008
autor
[ 8 ]
2. Co je elektrochemie?
Nejjednodušší definice praví, že elektrochemie je jednou z oblastí fyzikální chemie. Právě elektrochemie začala psát historii fyzikální chemie na přelo‑ mu 18. a 19. století. Šlo o historický objev zdroje elektrické energie z baterie sestavené italským fyzikem A. Voltou. Uvádíme to proto, že u elektrochemie jde o šťastnou kombinaci chemie a elektřiny. Jaké jsou definice elektrochemie? A jak se v čase definice vyvíjela? Do Ottova slovníku naučného z roku 1894 napsal O. Šulc obsáhlý výklad poj‑ mu. Nejstručněji elektrochemii charakterizoval jako nauku o vzájemných vztazích energie chemické a elektrické. V nejstarší české knize o elektroanalýze (J. Formánek: Kvantitativní rozbor elektrolytický, 1901) se autor namísto definici elektroanalýzy – části elek‑ trochemie – věnoval rovnou Faradayovým a Ohmovým zákonům, iontům a některým jevům pozorovaným při elektrolýze a zdrojům stejnosměrného elektrického proudu. V první české učebnici elektrochemie vydané roku 1904 (J. Baborovský, F. Plzák: Elektrochemie) také nenajdeme definici elektrochemie a autoři spo léhali u studentů na znalosti základních pojmů z fyziky a chemie. V Babo rovského učebnici (Theoretická a fysikální chemie, 1926) je elektrochemie vědou pojednávající o přeměnách chemické energie v elektrickou nebo elektrické v chemickou. V Ottově slovníku naučném nové doby z roku 1932 Heyrovský v hesle o elek‑ trochemii píše, že se jedná o procesy související s průchodem proudu elekt‑ rolytem a o vznik elektromotorických sil chemických (galvanických) článků. R. Brdička ve své skvělé učebnici (Základy fysikální chemie, 1952) napsal, že vlastní elektrochemie si všímá především elektrické a energetické stránky che‑ mických dějů a vůbec dějů pozorovaných na stykové ploše mezi elektrodou a kapalným vodičem, a to jak při průchodu proudu, tak za rovnovážného stavu. Hála a Reiser ve své učebnici (Fysikální chemie 2, 1966) píší o elektrochemii, že je oborem fyzikální chemie, jež se zabývá studiem soustav, v nichž probíhají che‑ mické děje spojené s výměnou elektrické energie s okolím. Regner v Technické elektrochemii 1 (z roku 1967) uvádí, že elektrochemie je obor, jehož jedním z hlav‑ ních úkolů je studium vzájemných přeměn elektrické a chemické energie. V Malém encyklopedickém slovníku z roku 1967 se o elektrochemii píše jako o oboru fyzikální chemie, který se zabývá chemickými ději spojenými s vý‑ [ 9 ]
měnou elektrické energie s okolím, jako je např. elektrolýza, galvanické po‑ kovování aj. Z Malé encyklopedie chemie (1976) se o elektrochemii dočteme, že jde o část fyzikální chemie, která se zabývá rovnováhami v roztocích, elektrolýzou, vodivostí roztoků elektrolytů, jevů při přeměně chemické energie na elek‑ trickou a pasivitou a korozí kovů. V učebnici Elektrochemie sepsané Dvořákem a Korytou a vydané roku 1983 se o elektrochemii píše, že si všímá fyzikálních vlastností roztoků elektro‑ lytů, dějů na elektricky nabitých fázových rozhraních a elektrochemických membrán. V Malé československé encyklopedii z roku 1985 je pak elektrochemie defi‑ nována jako odvětví fyzikální chemie, které se zabývá soustavami, v nichž probíhají chemické děje a ustavují se chemické rovnováhy, jichž se účastní nabité částice (ionty). V elektrochemii se studují iontové rovnováhy v rozto‑ cích, elektrické potenciály na fázových rozhraních, vodivost roztoků a tave‑ nin elektrolytů a rovnovážné děje na membránách. Že se elektrochemie zabývá chemickými reakcemi, při nichž se elektrony přemisťují od jednoho účastníka reakce k druhému vnějším elektrickým ob‑ vodem, tvrdí Kronika techniky (1993). Dále se o elektrochemii píše, že pokud do‑ jde k chemické reakci samovolně, může být spojovací energie transformována na energii elektrickou, v opačném případě musí být proud přiveden zvenčí. V Ottově všeobecné encyklopedii (1996) je elektrochemie definována jako část fyzikální chemie zabývající se rovnováhami a procesy v roztocích a taveni‑ nách elektrolytů a ději probíhajícími na elektricky nabitých fázových roz‑ hraních. Jiná je definice Kolářové v Základech obecné a fyzikální chemie (1997): „Elek trochemie se zabývá jak rovnováhami, tak ději v homogenních i heterogen‑ ních soustavách, v nichž některé částice nesou elektrický náboj. Všechny chemické interakce jsou na atomární úrovni elektrické, takže vlastně celá chemie je elektrochemií. [zajímavé! pozn. aut.] V užším slova smyslu se dnes pod pojmem elektrochemie rozumí studium roztoků elektrolytů a zkoumá‑ ní jevů, k nimž dochází na elektrodách do těchto roztoků ponořených.“ Tockstein ve svých Základech fyzikální chemie (2000) píše, že pod pojem elektrochemie se řadí rovnováhy nebo procesy, kterých se účastní elektric‑ ky nabité částice – ionty nebo větší nabité útvary, že elektrochemie tedy po‑ jednává o chování elektrolytů po stránce jejich rovnováh fázových i chemic‑ kých. Elektrochemie je podle Tocksteina aplikací termodynamiky. Podobně je o elektrochemii psáno v Universu (všeobecné encyklopedii): „Elektrochemie je věda zabývající se vzájemnými přeměnami elektrické a chemické energie, chemickými ději a rovnováhami v systémech obsahují‑ cích elektricky nabité částice (ionty).“ [ 10 ]
