Зарождение научной химии в России в XVI XVIII веках. История и методология химии. Лекция 9

земля рождать ….»
М. В. Ломоносов.

Зарождение научной химии в России произошло несколько позднее, чем в Западной Европе. Однако нельзя забывать, что еще наши предки древние славяне славились своими ремеслами, в том числе, основанными на химических технологиях. Заморские купцы считали Киевскую и Новгородскую Русь важными торговыми партнерами. Они охотно покупали не только пушнину, мед, воск, пеньку, но мечи и кольчуги, а также драгоценные украшения с финифтью (эмалями). Недавние архео-логические раскопки в Киеве позволили обнаружить остатки ремесленной

в России следует искать в годы царствования Ивана IV Грозного. В середине XVI в. установились достаточно прочные экономические связи между Московией и Английским королевством. В поддержку таких отношений с Москвой английская королева Елизавета послала Ивану Грозному одного из своих придворных врачей - Р. Якоби вместе с аптекарем Френчемом, который привез с собой запас медикаментов и различных химических веществ. Так в России была открыта первая аптека. В ней впервые в России стали проводить химические превращения различных веществ.
Алхимия в России не получила распространения, хотя известно, что неоднократно «обладатели» философского камня предлагали услуги московским государям. Отклика на такие обращения из Московского государства не последовало.
Аптека, созданная Френчемом, почти сто лет была единственной в

мастерской X в. по производству стеклянных изделий, в том числе и окрашенных.

1682 г. - третья царская аптека. В 1701 г. Петр I издал указ, в котором говорилось “... для всяких надобных и потребных лекарств быть в Москве вновь осьми аптекам”.

9.2. РЕФОРМЫ ПЕТРА I. ОСНОВАНИЕ АКАДЕМИИ НАУК

Задуманная Петром I широкая программа преобразования России была направлена на то, чтобы, как писал В.О. Ключевский, «пробудить русскую промышленную предприимчивость, направить ее на разработку нетронутых богатств страны...».
В январе 1724 г. в северной столице по указу императора была основана Петербургская Академия наук.

Петр I (1672–1725). Портрет работы Поля Делароша (1838)

основные задачи: «Науки производить и совершать» и «оные в народе размножать». Для этого требовалось, прежде всего, подготовить кадры русских ученых в различных областях знаний и привлечь иностранных ученых для исследования природных богатств России.
Первым профессором химии в Петербургской Академии наук стал И.Г. Гмелин.

Санкт-Петербург. Нева и Академия наук.
Гравюра Г. А. Качалова по рисунку М. И. Махаева. 1753 г.

учебники по химии, а также труды по истории химии некоторых иностранных авторов, можно обнаружить повторяющуюся закономерность. Она заключается в том, что в тех разделах, которые посвящены атомно-молекулярной теории или истории ее становления упоминается лишь вскользь или вообще не встречается имя величайшего русского ученого Михаила Васильевича Ломоносова.

Медаль, выпущенная в честь 275-летия со дня рождения М.В. Ломоносова.

Вся многогранная творческая деятель-ность М.В. Ломоносова, отличающаяся не только широтой интересов, но и глубиной проникновения в тайны природы, пришлась на середину XVIII в.

химии, но и математики, физики, астрономии, русского языка и науки о Земле. Ломоносова можно по праву считать создателем школы российских химиков, основоположником научной химии.

Макет Химической лаборатории
М.В. Ломоносова
В Петербургской АН

проекту завершается строительство учрежденной по его инициативе первой в России научной Химической лаборатории при Петербургской Академии наук.

Химическая лаборатория М.В. Ломоносова
в Петербургской АН (оборудование).

то с открытием Химической лаборатории в период 1748 - 1757 гг. его научные интересы были связаны главным образом с решением теоретических и экспериментальных вопросов химии.
По оборудованию лаборатория не уступала лучшим европейским, а в одном вопросе даже превосходила их – эта лаборатория была физико-химической. Своей широтой поражает спектр объектов химических исследований, проводимых великим русским ученым. М.В. Ломоносов был в России зачинателем применения физических и математических методов при проведении химических экспериментов. Ему принадлежит идея вычленения теоретической части химии, которой он присвоил название “физической химии”. Практическую часть химии он предложил называть “технической химией”. Один из историков науки П. Вальден писал, что М.В. Ломоносов практически на целое столетие предвосхитил появление физической химии.
Российский ученый изучал газообразное, жидкое и твердое состояние вещества.

реальных газов. Он обнаружил факты уменьшения температуры раствора в процессе растворения солей и понижения точки замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем. Им был разработан, создан и внедрен в методику лабо-раторных исследований целый ряд приборов: вискозиметр, прибор для фильтрования под вакуумом, прибор для определения твердости, газовый барометр, пирометр и другие.

Диплом профессора
М. В. Ломоносова. 1745 г.

атомно-молекулярного учения (1741–1750 гг.)
и открытие закона сохранения массы вещества (1756 г.).
В разработке основ атомно-молекулярного учения М. В. Ломоносов
практически на полвека опередил Дж. Дальтона:
1) Все тела (вещества) состоят из корпускул (молекул);
2) Корпускулы в свою очередь состоят из элементов (атомов);
3) Корпускулы и элементы находятся в беспрерывном движении.
Внутренняя энергия тела есть количественная мера движения этих
частиц;
4) Простые вещества состоят из одинаковых атомов (элементов),
сложные вещества представляют собой соединение различных
атомов (элементов).
Создание М. В. Ломоносовым кинетической теории теплоты,
основная суть которой представлена выше в виде третьего положения,
придало дополнительную весомость и усилило звучание атомно-
молекулярного учения.

запись
М. В. Ломоносова в лабораторном
журнале. 1753 г.

сосудах, в 1756 г. русский ученый показал, что масса сосудов после нагревания практи-чески не меняется. Позднее М.В. Ломоносов четко сформулировал закон сохранения массы вещества:
“…Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения; ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает.”
Понимание закона сохранения массы вещества русским ученым гораздо шире и глубже, чем у Лавуазье. Поскольку М.В. Ломоносов не разделял искусственно физические и химические явления, а старался рассматривать их в взаимосвязано, данное им определение следует понимать как одну из первых попыток формулировки общефилософ-ского закона сохранения массы и энергии.

и энергии, проблему вечности материи и форм ее движения.
Велики заслуги великого русского естествоиспытателя не только в области развития науки, но и в процессе становления системы образования в Российском государстве.

Иван Иванович Шувалов в 1760 г. Портрет кисти Федора Рокотова.

Указ Елизаветы I об основании Московского университета. 1755 г.

университета, который с гордостью носит имя величайшего российского ученого. Проект и первая учебная программа Московского университета составлены лично М.В. Ломоносовым. С 1760 г. большое внимание он уделял совершенствованию процесса обучения в гимназии и университете при Петербургской Академии наук, являясь попечителем этих учебных заведений.
Первым из отечественных академиков великий естествоиспытатель приступил с подготовке учебников по химии и металлургии на русском языке. Выпущенная им в 1754 г. книга “Введение в истинную физи-ческую химию” является первым российским учебником по химии, предназначенным для студентов университетов. В 1763 г. Ломоносов издает на родном языке первую российскую книгу о горном деле - “Первые основания металлургии, или рудных дел”. В этой книге были рассмотрены свойства различных металлов, дана их классифи-кация и описаны способы их получения. Как считают специалисты, эта книга М.В. Ломоносова заложила основы русского химического языка.

сил и времени ученый уделял решению насущных задач прикладной химии. В России М.В. Ломоносова по праву считают созда-телем многих химических производств: красящих пигментов неорга-нического происхождения, глазурей, стекла и фарфора. Им была разработана уникальная рецептура и технология изготовления окра-шенных стекол, которые были предназначены для создания мозаич-ных картин.

жизнь многих замыслов великого русского ученого. Чтобы отстоять свои начинания, Ломоносов в качестве просителя обращался к высочайшим вельможам и даже к самой императрице Елизавете Пет-ровне. Далеко не все просьбы вели-кого радетеля за российскую науку встречали понимание со стороны власть имущих.
Чрезвычайная интенсивность науч-ного труда, изнурительная борьба с косностью иностранных чиновников от Академии подорвали силы великого русского ученого.

Портрет М. В. Ломоносова работы неизвестного художника XVIII в. Музей М. В. Ломоносова. Санкт-Петербург.

его творческих возможностей. Великому русскому ученому было всего 54 года.
На долгое время результаты гениальных открытий М.В. Ломоносова, которые по революционной смелости своих суждений и выводов намного опережали уровень западных ученых, были забыты.

Императрица Екатерина II
у М.В. Ломоносова

Могила М.В. Ломоносова на Лазаревском
кладбище в Александро-Невской лавре.
Санкт-Петербург

ХХ в. благодаря стараниям историка химии Б.Н. Меншуткина труды нашего гениального соотечественника были извлечены из архивов и стали известны широкой научной общест-венности.
Научные труды М.В. Ломоносова стали в развитии науки определен-ным рубежом, который отграничил натурфилософию от экспериментального естествознания. Хотя великий русский ученый и опередил А.Л. Лавуазье и Дж. Дальтона в научном понимании химии, с чувством глубокого сожаления приходится признать, что его труды практически не отразились на развитии мировой химической науки.

ВВ.

В то время, как Западная Европа на рубеже XVIII - XIX вв. пережи-вала бурное развитие естествознания, Российская империя практически не участвовала в этом процессе. Наблюдался даже известный застой по сравнению с периодом деятельности М.В. Ломоносова. Лишь в периоды царствования Екатерины II и Александра I в нашем Отечестве можно отметить некоторые позитивные сдвиги в области науки и образования.
Состояние дел в российской науке можно понять из содержания отчета Екатерины Романовны Дашковой, назначенной в 1783 г. директором Академии наук. В отчете говорилось, что академики и профессора свои обязанности исполняют без особого рвения.
На рубеже XVIII - XIX вв. в России существовал по сути лишь единственный Московский университет, поскольку Академический университет в Санкт-Петербурге был своеобразным учебным заведени-ем. Он имел иную структуру и задачи, нежели известные европейские университеты с освященными веками традициями. Для большинства академиков чтение лекций было явно нежелательным дополнением к их основной работе. Лишь в начале XIX в., исходя из потребностей подго-товки чиновников для госаппарата, в отдаленных от центра городах было основано несколько новых университетов и других высших учебных заведений.

позднее Тарту) и Вильнюсе. В последующие годы были открыты уни-верситеты в Казани (1804 г.), Харькове (1805 г.) и Санкт-Петербурге (1819 г.).

Петербургская Академия наук на рубеже XVIII – XIX вв.

Поэтому исследования русских хими-ков в конце XVIII и в начале XIX вв. были связаны, главным образом, с изучением естественных богатств страны - анализом состава различных минералов и руд, внедрением в горные и металлургические производ-ства новых способов получения металлов и сплавов. Одной из задач старейшего в России Московского университета являлась подготовка специалистов горного дела, которых направляли на металлургические заводы Урала. Поэтому “вопросы чистой науки не стояли на первом месте”. Среди химиков, работавших в России в то время, следует назвать академиков И. Г. Лемана, Т.Е. Ловица и В.М. Севергина.
И. Г. Леман больше получил известность как преподаватель и популяризатор химических знаний: он читал лекции по химии и минералогии. В 1772 г. вышел перевод книги Лемана “Пробирное искусство”, представляющей собой учебник аналитической химии с уклоном в горное дело. И. Г. Леман был одним из инициаторов создания в России Горного кадетского корпуса (Горного училища). Его жизнь трагически оборвалась в лаборатории во время эксперимента.

по химии и минералогии в Горном училище стал читать В.М. Севергин. В 1801 г. вышла его книга “Пробирное искусство”, представляющая собой курс качественного и количест-венного анализа руд, металлов, сплавов и минералов.

Василий Михайлович Севергин.

веществ древесным углем. Впервые получил ледяную уксусную кислоту и многие другие соединения.
В Петербургском университете в первые годы после его основания в кафедрой химии руководил М.Ф. Соловьев, читавший курс лекций на основе иностранных руководств. Лаборатория университета в то время была непригодна для проведения экспериментов, поэтому М.Ф. Соловь-ев мог заниматься лишь такими вопросами, как разработка химической номенклатуры на русском языке.
Антифлогистонная теория проникла в Россию лишь в начале XIX в. благодаря Я.Д. Захарову (младшему брату великого зодчего А.Д. Заха-рова), который перевел книгу Х. Гиртаннера “Начальные основания химии, горючее существо опровергающей”.
Среди русских ученых, кто не только встал на позиции кислородной теории Лавуазье, но и старался экспериментально подтвердить ее основ-ные положения, особо необходимо отметить профессора физики Петер-бургской медико-хирургической академии Василия Владимировича Петрова. Он осуществил большое количество физико-химических опы-тов по горению бескислородных и кислородосодержащих веществ на воздухе, в вакууме, а также в атмосфере различных газов.

в России и принятию новой номен-клатуры и химической терминологии. В разработке новой русской химической терминологии непосредственное участие принимали В. М. Севергин, Я. Д. Захаров и А. И. Шерер.
В 1808 г. академик Александр Иванович Шерер издал основан-ный на кислородной теории Лавуазье и новой системе номенклатуры химических соединений первый русский двухтомный учебник «Руководство к преподаванию химии», предназначенный для подготов-ки учителей, врачей и горных чиновников. Главным достоинством этой книги явилось подробное описание многих химических опытов.
В 1813 – 1817 гг. профессор Харьковского университета Ф. М. Гизе издает пятитомное энциклопедическое руководство «Всеобщая химия для учащих и учащихся». Для России того времени оно явилось уникальным произведением. Оно впервые познакомило отечествен-ного читателя с новейшими открытиями и теориями в химии. Эта книга был написана с привлечением атомистических концепций Дж. Дальтона, в ней излагались законы Ж. Л. Пруста, И. В. Рихтера, основные положения электрохимических представлений Г. Дэви и
Й. Я. Берцелиуса.

значение имела деятельность выдающегося ученого, основоположника термохимии – Гер-мана Ивановича Гесса.
В молодые годы Г.И. Гесс проходил стажировку в стокгольмской лаборато-рии Берцелиуса, который дал ученому блистательный отзыв. Научные контак-ты двух ученых, о чем свидетельствуют письма, хранящиеся в личном архиве Берцелиуса, продолжались практически до самой смерти шведского ученого.
Г.И. Гесс систематически исследовал тепловые эффекты реакций. В 1840 г. он пришел к выводу:

9.4. ГЕРМАН ИВАНОВИЧ ГЕСС

Герман Иванович Гесс.

что количество теплоты, получаемой или поглощаемой в процессе хими-ческой реакции при переходе от одного вещества к другому, всегда одина-ково и не зависит от того, каким путем осуществляется этот переход.

известное как закон Гесса, является следствием более общего закона сохранения энергии. Работы И.Г. Гесса раз-рушили границы между миром физики и химии, началось взаимовыгодное сотрудни-чество двух наук.
Помимо термохимических исследований Г.И. Гесс занимался анализом состава мине-ралов и проблемами органического синтеза.
Г. И. Гесс был одним из первых российских ученых, кто стал настойчиво говорить о необходимости изменения программы и методов химического образования в нашей стране. Не без горечи русский ученый писал, что в России «не только повсюду встречает-ся величайший недостаток в химических познаниях, но часто даже и явный предрас-судок против сей науки». Г. И. Гесс горячо и искренне призывал заниматься исследова-ниями в лабораториях, а не довольствовать-ся одним лишь чтением лекций.

лабораторные занятия по аналитической химии. В 30-х гг. XIX в. Г.И. Гесс издал учебник химии, который достаточно полно отражал последние достижения науки и излагал факты и теории в компактной и доступной форме. Таким учебником стала книга «Основания чистой химии», написанная в 1831 г.

Петербургский Горный институт в 40-х годах XIX в..

своей книге автор широко применял химические уравнения, что для того времени являлось большим нововведением. Анализ содержания этого учебника показывает, что Г. И. Гессу было совершенно чуждо подража-ние иностранным авторам. Вплоть до выхода в свет «Основ химии»
Д. И. Менделеева учебник Г. И. Гесса оставался основным руководст-вом по химии в учебных заведениях России. Как писал Д. И. Менделеев, по книге Г. И. Гесса «начало учиться все современное поколение русских химиков».
Фундаментальные термохимические исследования, выполненные Г. И. Гессом в 30-х – 40-х годах XIX в., опережали свое время не только в России, но и в мировой науке. Они могли бы стать основой перс-пективной научной программы его научной школы. Однако этого не случилось. Основная причина, по всей видимости, заключалась в том, что нашей стране в тот исторический период в первую очередь требовались специалисты не по термохимии и физической химии, а по горному делу, металлургии и аналитической химии, без которых было немыслимо осваивать природные богатства России.

из наиболее выдающихся учеников Г. И. Гесса - Александра Абрамовича Воскресенского. С его приходом в Петербургский универ-ситет в развитии химии началась новая эпоха. Основные научные инте-ресы Воскресенского лежали в области органической химии, где ему принад-лежит целый ряд выдающихся иссле-дований, в том числе, хинной кислоты, хинона и выделенному из бобов какао теобромина. А. А. Воскресенский был выдающимся преподавателем и науч-ным руководителем учащейся моло-дежи. По сути, он был основателем российской химической научной школы.

Александр Абрамович
Воскресенский.

9.5. АЛЕКСАНДР АБРАМОВИЧ ВОСКРЕСЕНСКИЙ.

его учеников были Д. И. Менделеев, Н. Н. Бекетов, Н. Н. Соколов, Н. А. Меншуткин и другие. В своих воспоминаниях Д.И. Мен-делеев чрезвычайно тепло отзывался о А.А. Воскресенском: “Плодом такой усиленной педагогической деятельности является то множество русских химиков, которое и дало ему прозвище ”дедушки русских химиков”.
Пример деятельности А. А. Воскресенского свидетельствует о том, что в состоянии отечественной химической науки к середине XIX в. наметился существенный прогресс, который выразился, прежде всего, в достижении мирового уровня как в результатах научных исследований, так и квалификации подготовленных специалистов.

9.6. ЗАРОЖДЕНИЕ КАЗАНСКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ШКОЛЫ

В первые годы после основания Казанского университета препо-давание химии в нем было поставлено плохо, поскольку не хватало достаточно квалифицированных преподавателей, а химической лаборатории попросту не было. Инициатива постройки химической лаборатории, которая вскоре приобрела мировую славу, принадлежит знаменитому математику Н.И. Лобачевскому, который был в то время ректором Казанского университета.

В организации и оснащении лаборатории принимали непосредственное участие двое выдающихся российских ученых – Карл Карлович Клаус и Николай Николаевич Зинин.

Здание химической лаборатории Казанского университета.

имели химико-аналитический характер. От анализа состава вод минеральных источников он перешел к изучению металлов платиновой группы. В 1844 г. в результате весьма тщательного и кропотливого исследования соединений платины, К.К. Клаус открыл новый элемент, который в честь России полу-чил название рутений.
К.К. Клаус имел сравнительно немно-го учеников, наиболее известным среди которых был А.М. Бутлеров, проводив-ший исследования в области органиче-ской химии.

Карл Карлович Клаус.

Результаты исследований К.К. Клауса платиновых металлов и открытого им Ru привлекли пристальное внимание просвещенной Европы к Казанскому университету. С этого времени Казань посто-янно фигурирует на страницах научных химических изданий.

плеяды выдающихся химиков-органиков, пер-вым среди которых был Н.Н. Зинин.
В 1837 г. Зинина направили на ста-жировку в ведущие научные центры Западной Европы. Выбор Н.Н. Зинина пришелся на лабораторию Ю. Либиха, где он решил остаться для проведения исследований по органической химии. Научная работа Зинина была связана с выделением бензальдегида и получени-ем различных производных, содержа-щих радикал бензоил.

Николай Николаевич Зинин.

По возвращении в Казань Н.Н. Зинин получает должность профессора химической технологии, совмещая преподавательскую деятельность с продолжением исследований ароматических углеводородов. Эти экс-перименты закономерно привели в 1842 г. к блестящему открытию реакции восстановления нитропроизводных ароматического ряда в амины, в частности, превращения нитробензола в анилин.