В 30-х — 40-х гг. XIX в. на небосклоне химической науки в России ярче всех других светилась звезда выдающегося исследователя, основоположника термохимии — Германа Ивановича Гесса. Вклад этого ученого в процесс становления и развития физической химии будет подробно рассмотрен позднее (см. т. 2, глава 3, п. 3.3). Помимо термохимических исследований
Г.И. Гесс занимался анализом состава минералов и проблемами органического синтеза. Современники характеризовали Гесса как «химика более лаборатории, нежели кабинета». «Химия есть наука, основанная на опытах», — со всей однозначностью высказывался русский ученый{166}.
C октября 1832 г. Г.И. Гесс служил профессором Горного института. Химическая лаборатория этого учебного заведения в результате его плодотворной деятельности стала важнейшим научным и педагогическим центром в России. Прикладной характер научных исследований, выполненных под руководством Г.И. Гесса, принес большую пользу в деле изучения природных богатств нашей страны, в развитии металлургической и горной промышленности Урала и Сибири.
Герман Иванович Гесс (1802–1850)
Петербургский горный институт в 30-е годы XIX в. Рисунок неизвестного художника
По инициативе авторитетного ученого были организованы систематические занятия студентов по аналитической химии. Программа этих занятий предусматривала изучение основ качественного и количественного анализа, а также самостоятельные экспериментальные исследования студентов по различным вопросам химии. Одним из наиболее способных учеников Гесса в Горном институте был Назарий Андреевич Иванов. Талантливый аналитик, выполнивший первые исследования донецких каменных углей, Н.А. Иванов стал сотрудником, а затем и преемником Г.И. Гесса по Горному институту. В этом учебном заведении Н.А. Иванов заведовал кафедрой аналитической химии до 1867 г. Перу Н.А. Иванова принадлежит написанный на русском языке учебник «Начальные основания аналитической химии», который был удостоен Демидовской премии. В свою очередь, Н.А. Иванов воспитал собственную плеяду последователей. Среди них наибольшую роль в развитии отечественной химии сыграли К.И. Лысенко и К.Д. Сушин, которые впоследствии заведовали кафедрами аналитической и неорганической химии Горного института. Следует отметить, что среди учеников этих талантливых ученых оказался Николай Семенович Курнаков, основоположник физико-химического анализа (см. т. 2, глава 3, п. 3.5).
В 1837 г. химическая лаборатория была создана в Михайловском артиллерийском училище. Со следующего года руководителем этой лаборатории назначают Г.И. Гесса. Одним из выдающихся последователей Г.И. Гесса в Михайловском училище был Леон Николаевич Шишков. Получив прекрасную подготовку по химии, после окончания училища Шишков остался на преподавательской должности. C 1858 г. кафедра химии в Михайловском училище перешла под его руководство. Усовершенствованию химической лаборатории уже в Михайловской артиллерийской академии Шишков уделял особое внимание. В результате его стараний эта лаборатория стала одной из лучших в России того времени.
C 1832 по 1847 гг. Г.И. Гесс преподавал химию еще и в Петербургском Главном педагогическом институте. Первым учеником Гесса в этом учебном заведении был Александр Абрамович Воскресенский, окончивший институт по первому разряду с золотой медалью.
Г.И. Гесс одним из первых среди российских ученых 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 встречается величайший недостаток в химических познаниях, но часто даже и явный предрассудок против сей науки»{167}. Г.И. Гесс горячо и искренне призывал заниматься исследованиями в лабораториях, а не довольствоваться одним лишь чтением лекций.
Леон Николаевич Шишков (1830–1908)
Как и Ю. Либих (см. т. 1, глава 9, п. 9.3), Г.И. Гесс представлял собой новый тип ученого, гармонично сочетавшего исследовательскую работу с педагогической деятельностью. Г.И. Гессу удалось создать первую национальную русскую школу химиков, сыгравшую исключительную роль в развитии отечественной науки. Его школа была воспитана в нескольких научных учреждениях: Петербургском горном институте, Технологическом институте, Михайловском артиллерийском училище и Главном педагогическом институте.
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 перспективной 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.
Для Г.И. Гесса Россия была второй родиной. Будучи большим патриотом России, он всю свою блестящую научную и педагогическую деятельность посвятил развитию отечественной науки и промышленности.
Начиная с 30-х годов XIX в., одним из главнейших направлений научно-исследовательской деятельности русских ученых стала органическая химия (см. т. 1, глава 9). Выбор такого вектора экспериментального поиска был продиктован общемировыми тенденциями. В это время органическая химия привлекала большое количество ученых вследствие особой остроты вопросов как практического, так и теоретического плана, стоящих перед этой отраслью естествознания. Русские ученые закономерным образом проводили свои исследования в общем русле развития органической химии. Однако многие из них вскоре стали инициаторами новых оригинальных направлений научного поиска, основали химические школы, получившие мировое признание{168}. C течением времени круг проблем, которые разрабатывались представителями отечественной химической науки, значительно расширился.
Одним из российских ученых, основным направлением исследований которых стала бурно развивающаяся органическая химия, является Александр Абрамович Воскресенский. C деятельностью этого наиболее выдающегося ученика Г.И. Гесса связан подлинный расцвет химической науки в России. Первые самостоятельные научные исследования в области органической химии А.А. Воскресенский провел в Германии в лаборатории Ю. Либиха (1837–1838 гг.), который высоко оценил способности молодого русского ученого. А.А. Воскресенский разработал метод получения хинной кислоты из коры хинного дерева и установил ее состав.
Александр Абрамович Воскресенский (1809–1880)
Вернувшись на родину, Воскресенский в 1839 г. защитил докторскую диссертацию и в 1846 г. возглавил кафедру химии Петербургского университета. C его приходом в Петербургский университет в развитии химии началась новая эпоха. Основные научные интересы Воскресенского по-прежнему лежали в области органической химии. Ему принадлежит целый ряд выдающихся исследований, в том числе, хинной кислоты, полученного из нее хинона и впервые выделенного из бобов какао теобромина. А.А. Воскресенский провел изучение образцов нескольких сортов русских антрацитов и доказал, что по содержанию углерода они превосходят зарубежные аналоги.
А.А. Воскресенский был выдающимся преподавателем и научным руководителем учащейся молодежи. Он нацеливал студентов не только на решение задач прикладного характера, но, прежде всего, на оригинальные исследования в области «чистой» науки, что имело первостепенное значение для будущего отечественной химии. А.А. Воскресенский
писал, что «науки имеют двойную цель: одна состоит в материальных выгодах, другая, высшая, служит основанием для них; она состоит в приобретении ясных понятий и расширении пределов нашего знания. Если последнее выпустить из виду, едва ли можно надеяться на успехи в первом»{169}.
Активная педагогическая деятельность А.А. Воскресенского была чрезвычайно своевременной и необходимой. Талантливый наставник воспитал целую плеяду выдающихся русских химиков, которые в недалеком будущем составили цвет отечественной науки. По сути, он был основателем российской химической научной школы. Среди его учеников Д.И. Менделеев, Н.Н. Бекетов, Н.Н. Соколов, Н.А. Меншуткин и другие. В своих воспоминаниях Д.И. Менделеев чрезвычайно тепло отзывался об А.А. Воскресенском: «Плодом такой усиленной педагогической деятельности является то множество русских химиков, которое и дало ему прозвище «дедушки русских химиков»{170}.
Юлий Федорович Фрицше (1808–1871)
Среди петербургских химиков середины XIX в. необходимо упомянуть Юлия Федоровича Фрицше. Свою научную карьеру он начал в Германии с изучения способов получения двойных солей в лаборатории Э. Митчерлиха (см. т. 1, глава 8, п. 8.7). В Петербурге Ю.Ф. Фрицше продолжил свои исследования, причем проблемами неорганической и органической химии он занимался с одинаковой целеустремленностью. В неорганической химии он добился значительных успехов в изучении металлов платиновой группы и ванадия. Однако важнейшие его исследования состоялись в органической химии. Изучая природный краситель индиго, Ю.Ф. Фрицше выделил анилин и подробно описал его свойства. Продолжая эксперименты с индиго, ему удалось получить и разделить орто- и пара-нитрофенолы. Результаты исследований Ю.Ф. Фрицше были замечены Ю. Либихом и Ф. Велером, причем получили достаточно высокую оценку немецких химиков.
Пример деятельности А.А. Воскресенского и Ю.Ф. Фрицше 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.
Необходимо подчеркнуть, что результаты исследований А.А. Воскресенского и Ю.Ф. Фрицше при соответствии мировому уровню не являлись основополагающими с точки зрения создания теоретического фундамента химии. В лице Г.И. Гесса мы видим российского химика, который по итогам своей научной деятельности отличался от большинства отечественных ученых того времени. Разрабатывая важнейшие положения энергетики химических процессов, установив законы термохимии (см. т. 2, глава 3, п. 3.3), Г.И. Гесс внес крупный вклад в развитие фундаментальных теоретических основ современной химии.
Новое направление в химических исследованиях русских ученых возникло во второй четверти XIX столетия. Оно было вызвано открытием залежей платины (ст. т. 1, глава 7, п. 7.2) на Урале. В 1822–1823 гг. аптекарь Гельм из Екатеринбурга исследовал образцы «белого металла» с Верхне-Исетских приисков и установил, что они содержат 77% платины, а также 23% примесей осмия и иридия. Разведка платиновых россыпей, пригодных для промышленной разработки, сделала чрезвычайно актуальными исследования по очистке исходного сырья и получения из него ковкой платины.
В 1826 г. произошло объединение химических лабораторий Горного училища и Департамента горных и соляных дел. Новый исследовательский центр возглавил Петр Григорьевич Соболевский{171}. Ему было поручено руководство работами с целью «отыскать и увериться на самом деле о выгоднейшем способе очищения сырой платины»{172}. Поставленная задача была им выполнена совместно с Василием Васильевичем Любарским.
Метод аффинажа Pt, усовершенствованный П.Г. Соболевским и В.В. Любарским, позволял получать диски из ковкой платины, пригодные для дальнейшей механической обработки. Из полученного таким образом металла стали изготавливать чашки для выпаривания, тигли и другую посуду, необходимую в химических исследованиях. К 1843 г. производство ковкой платины по этому методу достигло 15–20 кг в день. По словам немецкого естествоиспытателя А. Гумбольдта, «в Петербурге, более чем где-либо, сумели преодолеть технические трудности, связанные с очисткой и обработкой платины»{173}.
Легкий и дешевый способ обработки платиновой руды предложил Г.И. Гесс. Предварительное сплавление сырой платины с цинком и последующим растворением сначала в серной, а затем азотной кислотах позволило в значительной степени сократить расход царской водки{174}.
В 1841–1842 гг. в химической лаборатории Медико-хирургической академии в Петербурге И.М. Мухин выполнил фундаментальное исследование по химическому анализу платиновых минералов. Результаты его исследований вошли в справочники по минералогии.