khimie.ru

В истории российской науки велика (хотя немногим известна) роль Т. Е. Ловица.

Товий Егорович (Иоганн Тобиас) Ловиц — химик и фармацевт, академик Петербургской академии наук (1793). Важнейшим его достижением было открытие адсорбции веществ из растворов. Он подробно изучил адсорбцию растворенных веществ древесным углем и предложил использовать такой уголь для очистки воды, спирта, водки, фармацевтических препаратов, органических соединений. Т. Е. Ловиц исследовал кристаллизацию солей из растворов, выявил оптимальные условия выращивания кристаллов, обнаружил явления пересыщения и переохлаждения растворов. Применяя микроскоп, он изучал формы кристаллов в связи с их составом и условиями получения. Даже собственноручно вылепил из воска несколько сот моделей кристаллов разных веществ и предложил проводить опознание веществ, сопоставляя форму кристаллов с моделями из его коллекции (напомним, что фотографии тогда еще не было).

Т. Е. Ловиц создал оригинальный вариант микрокристаллоскопии: он рассматривал под микроскопом не осадки, а «соляные налеты» на стеклянных пластинках, полученные в строго определенных условиях. Т.Е.Ловиц собрал большую коллекцию таких «налетов». Этот вариант микрохимического анализа повышал надежность обнаружения веществ и требовал небольших количеств исследуемого материала.

Одновременно с зарубежными исследователями и независимо от них Т. Е. Ловиц выделил хром и стронций, описал свойства этих элементов. Были впервые проанализированы некоторые найденные в России и дотоле неизвестные минералы. Для их анализа Т. Е. Ловиц не только применял известные, но и разрабатывал свои методики; например, он предложил разлагать силикаты едкой щелочью. Т. Е. Ловиц окончательно установил отличие карбонатов от биокарбонатов, доказав, что избыток угольной килоты в последних является их составной частью, а не механической примесью. Этим самым была внесена ясность в вопрос об отличии кислых солей от средних. Приготовив безводный (абсолютный) этиловый спирт, он использовал для разделения солей бария и кальция; метод получил широкое распространение. Именно Ловиц указал, что соли кальция окрашивают пламя в красный цвет, предложил использовать этот эффект в качественном анализе.

Т. Е. Ловиц был одним из создателей титриметрического анализа: им был предложен оригинальный вариант метода нейтрализации (титрование уксусной кислоты раствором тартрата калия). В отличие от трудов многих российских ученых, в том числе М. В. Ломоносова, работы Ловица были хорошо известны его европейским коллегам, высоко оценивались ими.

Говоря об истории отечественной аналитической химии, нельзя не упомянуть труды академика В. М. Севергина (1765 — 1826). Он был минералогом, но много внимания уделял и химическому анализу, разработал новые методики обнаружения меди, марганца, хрома и других элементов. В. М. Севергин одним из первых применил метод визуальной колориметрии (стандартную шкалу окрасок); в частности, для определения железа в минеральных водах использовал реакцию с «кровяным щелоком» (1795), для определения меди — с аммиаком. Позднее эти методики применяли в заводских лабораториях.

Основатель термохимии и первооткрыватель каталитических свойств платины, академик Г. И. Гесс (1802—1850) много работ выполнил и как аналитик. Докторская диссертация его носила название: «Изучение химического состава и целебного действия минеральных вод России» (1825). Г. И. Гесс провел детальный анализ невской воды, разработал оригинальный метод элементного анализа органических веществ в токе кислорода (1838). На хорошем уровне поставил преподавание аналитической химии в Горном институте. В результате работ Гесса лаборатория Горного института стала основным в России научным и образовательным Центром аналитической химии.

В списках первооткрывателей химических элементов (а для европейской науки XIX в. это были важнейшие химико-аналитические исследования) почти нет российских ученых. Исключение составляет К. К. Клаус, открывший в 1844 г. рутений и исследовавший его соединения. он же предложил способы обнаружения и определения рутения и других платиновых металлов. За изучение этих металлов и открьтие рутения ему была присуждена Демидовская премия. Одним из первых К. Клаус применил соединения платиновых металлов в качестве аналитических реагентов. Например, соединения палладия — для открытия иода, платино-хлористоводородную кислоту — для открытия Калия, соединения иридия и осмия — для открытия алкалоидив.

Будущий член-корреспондент Петербургской академии на Г. В. Струве (1822-1908) открыл в 1848 г. совместно с Г. Сванбергом известную реакцию обнаружения и определения фосфор с молибдатом аммония. Затем Г. В. Струве обнаружил, что схол ную реакцию дает мышьяк, и разработал соответствующий метод обнаружения этого элемента. В 1853 г. Г. В. Струве издал «Химические таблицы, служащие для вычисления количественных разложений». Ему принадлежит метод определения очень малых количеств пероксида водорода с помощью диоксида свинца (1869)

Работавший в химической лаборатории Академии наук Ю. Ф. Фрицше (1808-1871) предложил в 1863 г. реактив на ароматические углеводороды — β-динитроантрахинон (реактив Фрицше).

Список отечественных исследователей XVIII−XIX вв. и перечень их достижений в области химического анализа можно было бы продолжить (А. А. Мусин-Пушкин, П. И. Евреинов, К. И. Раевский и др.).

Изложенный выше материал позволяет сделать некоторые обобщения.

1. История российской химической науки началась в XVIII в., и уже тогда появились имена, занявшие достойное место во всемирном биографическом справочнике химиков.

2. Исследования российских химиков были оригинальны, находились на уровне современных им западноевропейских аналогов. Они были основаны на применении химико-аналитических методов, более того — ученые развивали эти методы. Однако в рассматриваемый период в России не было создано новых аналитических методов, речь шла именно о развитии известных методов или о разработке частных методик. Это и породило распространенное, но ошибочное мнение, что в XVIII-XIX вв. в России вообще не было серьезных работ в области аналитической химии. Приведенные выше сведения указывают, что и в этот период вклад отечественных химиков в теорию и практику химического анализа был вполне заметным, хотя и не таким крупным, как вклад немецких, шведских или французских исследователей.

3. В развитии аналитической службы, а также в создании Академии наук и вузов в России государственная власть играла важнейшую роль, куда большую, чем в Европе. Научные исследования финансировались государством в основном через Академию наук. Царские чиновники не пытались определять направления исследований ученых даже в такой прикладной отрасли науки как аналитическая химия или непосредственно контролировав деятельность ученых. Однако финансирование было весьма скудным, а бюрократизм и ограниченность чиновников создавали не мало препятствий для организации исследований.

4. В отличие от европейских стран, где научные исследования в области химического анализа развивались преимущественно в университетах, в России они проводились преимущественно в Академии наук и в академических институтах, по мере создания последних. Университеты и другие вузы в России возникли позже Академии наук и в XVIII-XIX вв. не играли такой значительной роли в развитии аналитической химии, как в Европе.

5. В XVIII —XIX вв. в России химико-аналитические задачи ставили и решали попутно, они возникали в ходе основных исследований ученых, относящих себя к другим областям науки. Действительно, никто из перечисленных российских исследователей не занимался, подобно Т. Бергману или К.Р.Фрезениусу, только аналитической химией, никого из них нельзя назвать профессиональным химиком-аналитиком. В XIX в. в России вообще не было профессиональных аналитиков; точнее, не было исследователей, для которых аналитическая химия была бы основной сферой деятельности.

Например, К. А. Тимирязев (1843 — 1920) в 1871 г. защитил магистерскую диссертацию «Спектральный анализ хлорофилла», сконструировал автоматическую пипетку-ванну (1868), микроэвдиометр. Знаменитый французский химик М. Бертло сказал однажды К. А. Тимирязеву, что каждый раз, когда Климент Аркадьевич приезжает (1870, 1877, 1884), он привозит новый метод газового анализа, в тысячу раз более чувствительный. Однако главные научные достижения Тимирязева лежат в области физиологии растений. Его химико-аналитические работы были необходимы, чтобы обеспечить решение основной задачи — количественного исследования процессов фотосинтеза. Другим примером может быть деятельность академика Ф. Ф. Бейльштейна (1838-1906). Он знаменит как основатель многотомного справочника по органической химии. Однако Ф. Ф. Бейльштейн выполнил и ряд интересных химико-аналитических исследований, в этой области была выполнена и его докторская Диссертация. В 1872 г. он открыл простой и быстрый способ обнаружения галогенов в органических соединениях. В основе метода, называемого «пробой Бейльштейна», лежит способность оксида меди оказывать на галогенопроизводные разрушительное действие, сопровождающееся выделением галогеноводородов и галогенидов меди. Эти летучие продукты окрашивают пламя газовой горелки в яркий зеленый цвет, что позволяет «открывать» присутствие галогенов. Всего Ф. Ф. Бейльштейн опубликовал свыше 20 статей химико-аналитического характера, а также учебник по аналитической химии, не раз переиздававшийся в России и за рубежом. При этом он считал себя не аналитиком, а химиком-органиком.

Во второй половине XIX в. это было престижнее. Напротив, Д. И. Менделеев рассматривал аналитическую химию как науку, которая по своему значению не уступает ни органической, ни теоретической хими химии. Чтобы стать химиком, следует, по его мнению, _усвоить три важных отрасли химии: аналитическую, органическую и теоретическую. Д. И. Менделеев отмечал, что все они одинаково важны и имеют общий фундамент: свойства элементов и их соединений. Более того, он писал, что главную помощь для самостоятельного, а потому наиболее верного и полного развития пусть ищут начинающие… в изучении и в практических работах по аналитической химии. К сожалению о роли Д. И. Менделеева в отечественной аналитике мало кто знает. А ведь он стажировался у Р. Бунзена, исследовал спектры металлов. Потом уже будучи известным ученым, лично выполнял анализы руд, даже руководил группой химиков, проводивших анализы почв и удобрений. И Периодический закон, и гидратная теория растворов, и другие достижения великого ученого в значительной степени основаны на результатах множества анализов, выполненных в разное время, разными методами и разными исследователями. Надежность соответствующих данных, часто противоречащих друг другу, необходимо было оценивать и сопоставлять а для этого требовались опыт, эрудиция и интуиция, характерные именно для аналитиков-профессионалов. У Д. И. Менделеева такие качества были выражены в полной мере, и он умел передавать их своим ученикам. Так, В. Е. Павлов, заведовавший после учебы у Д. И. Менделеева и А. М. Бутлерова аналитической лабораторией в Московском высшем техническом училище, разработал оригинальный метод элементного анализа органических веществ (в запаянной трубке, с использованием хромовой и йодноватой кислот). В 1900-е гг. Д. Й. Менделеев как директор Главной палаты мер и весов занимался преимущественно метрологией. В частности, он решал вопрос о связи точности взвешивания и чувствительности весов, совершенствовал конструкции аналитических весов и методики взвешивания, развивал математическую теорию измерений. Сближение аналитической химии и метрологии в конце XX в. привело к новому пониманию этих исследований Менделеева, важных для развития метрологии химического анализа.