трусики женские украина

На головну

Становлення і розвиток хімії в Росії (XVIII - XIX вв.) - Наука і техніка

Будрейко Е. Н.

Зародження хімічної науки

Джерела вітчизняної хімічної науки сходять до XVIII в., коли була заснована Петербургська академія наук. За задумом Петра I академія повинна була виконувати дві основні задачі: «науки проводити і здійснювати» і «оные в народі розмножати». Для цього передусім було потрібен підготувати кадри російських вчених в різних областях знань і залучити іноземних вчених для дослідження природних багатств Росії.

Вже з перших років існування Академії наук з нею були пов'язані всі наукові досягнення в Росії. У її стінах працювали такі відомі вчені, як Іоганн і Данило Бернуллі, Л. Ейлер, С.П. Крашенінников, П.С. Паллас, І.І. Лепехин, Н.Я. Озерецковський, Я.Д. Захаров і інш.

Початок заняттям хімією в Академії наук було встановлено в 1731 р. обранням в академіки Іоганна Георга Гмеліна (1709-1755). Гмелину належить перше хімічне дослідження, опубліковане в «Записках Петербургської академії наук», стаття «Про збільшення ваги деяких тіл при обпченні».

Протягом XVIII в. хімією в академії займалися Іоганн Готлоб Леман (1719-1767), Ерік Густав (Кирило Густавович) Лаксман (1737-1796), Тобіас Іоганн (Товий Єгорович) Ловіц (1757-1804), Василь Михайлович Севергин (1765-1826), Апполос Апполосович Мусин-Пушкин (1760-1805) і інш. Однак основні досягнення цього сторіччя в області хімії пов'язані з ім'ям Михайла Васильовича Ломоносова (1711-1765).

Хоч Ломоносова завдяки виключно багатогранному характеру творчої (математика, фізика, хімія, науки про Землю, астрономія) і просвітницької діяльності з повним правом називають вченим-енциклопедистом, його переважна увага була направлена на розвиток фізики і хімії. Основний напрям діяльності вченого в області хімії - прагнення обгрунтувати останню як науку, що спирається на союз з математикою, механікою і фізикою.

До фундаментальних досягнень Ломоносова відносяться наступні: він звернув увагу (1756) на основоположне значення закону збереження маси речовини в хімічних реакціях; виклав (1741-1750) основи свого корпускулярного (атомно-молекулярного) вчення, що отримало розвиток лише через сторіччя; висунув (1744-1748) кінетичну теорію теплоти; обгрунтував (1747-1752) необхідність залучення фізики для пояснення хімічних явищ і запропонував для теоретичної частини хімії назву «фізична хімія», а для практичної частини - «технічна хімія». Ломоносов першим почав читати в Петербургської академії наук «Курс істинно фізичної хімії».

У 1748 р. з ініціативи вченого в Росії була побудована перша хімічна лабораторія, призначена для наукових і учбових цілей. Для цієї лабораторії він розробив широку програму досліджень, центральним пунктом якої було вивчення тих явищ, які відбуваються в змішаному тілі при хімічній взаємодії.

У період 1748-1757 рр. роботи вченого були присвячені головним чином розв'язанню теоретичних і експериментальних питань хімії. Проводячи досліди по випаленню металів в запаяних судинах, він показав (1756), що їх вага після нагрівання не змінюється і що думка Р. Бойля про приєднання теплової матерії до металів помилково; вивчав рідке, газоподібне і тверде стану тіл; досить точно визначив коефіцієнти розширення газів; вивчав розчинність солей при різних температурах; досліджував вплив електричного струму на розчини солей, встановив факти пониження температури при розчиненні солей і пониження точки замерзання розчину в порівнянні з чистим розчинником; встановив відмінність між процесом розчинення металів в кислоті, що супроводиться хімічними змінами, і процесом розчинення солей у воді, що відбувається без хімічних змін речовин, що розчиняються.

Ломоносову належить велике число практичних досліджень. Він був творцем багатьох хімічних виробництв (неорганічних пігментів, глазурі, скла, порцеляни); розробив технологію і рецептуру кольорового скла, яке вживав для створення мозаїчних картин; винайшов фарфорову масу. Займався аналізом руд, солей і інших продуктів; описав процеси отримання залізного купоросу, міді з мідного купоросу, сірки з сірчаних руд, квасцов, сірчаної, азотної і соляної кислот.

Труд Ломоносова «Перші основи металургії, або рудных справ» (1763), в якому він розглянув властивості різних металів, дав їх класифікацію і описав способи отримання, не тільки заклав перші блоки в основи російської хімічної мови, але і поклав початок систематичним роботам вчених подальших поколінь по дослідженню і освоєнню природних багатств Росії.

Традиції М.В. Ломоносова, пов'язані з вивченням руд і мінералів Росії, були продовжені у другій половині XVIII і початку XIX в., коли були виконані численні хімічні дослідження прикладного характеру. Особливе значення в цей період мала просвітницька діяльність російських хіміків.

І.Г. Леман, що зайняв після М.В. Ломоносова кафедру хімії Петербургської академії наук і що прийняв завідування хімічною лабораторією, досліджував сибірську свинцеву руду - крокоит, описав російські мінерали, вмісні вольфрам і хром, видав (1772) переведене на російську мову керівництво по мінералогії і пробірному мистецтву.

Е.Г. Лаксман вивчав мінеральні багатства Алтаю і Східного Сибіру. Будучи непримиренним противником спалення лісових масивів з метою накопичення золи, яка була необхідна для отримання поташу - головного висхідного матеріалу у виробництві скла, Лаксман розробив новий беспоташный спосіб виготовлення скла на основі природної глауберовой солі (десятиводного сульфату натрію). Він також запропонував (1769) спосіб отримання куховарської солі з ропи соляних озер її виморожування і випарюванням; розробив технологію селітри, соди і квасцов.

Протягом всього XVIII в. розвиток хімічних знань отримував дійову підтримку з боку керівництва Академії наук, будь то її перший президент Л.Л. Блюментрост (1725-1733) або перша жінка-директор Е.Р. Дашкова (1783-1796).

У період кінця XVIII - почала XIX сторіч найбільший внесок в розвиток хімічної науки внесли академіки В.М. Севергин і Т.Е. Ловіц.

В.М. Севергин з 1793 р. - академік (професор) Петербургської АН. У 1805-1826 рр. він в знак визнання високих наукових заслуг шість разів підряд обирався членом Комітету правління академії. Основні наукові роботи Севергина присвячені загальній і неорганічній хімії. Він розвинув хімічний напрям в мінералогії, вважаючи головною задачею цієї науки дослідження складу і будови мінералів; уперше сформулював поняття об парагенезисе («суміжність мінералів»); стояв у джерел колориметричний аналізу; запропонував (1795) спосіб кількісних визначень, заснований на порівнянні інтенсивності забарвлення розчинів.

Севергин був автором першого російського керівництва по хімії і хімічній технології «Пробірне мистецтво, або керівництво до хімічного випробування металевих руд і інших викопних тіл» (1801), «Спосіб випробовувати мінеральні води» (1800), «Повчання про кращі способи добувати, готувати і очищати селітру в Росії...» (1812). Він також переклав з французького і переробив «Словник хімічний» (т. 1-4, 1810-1813), був фундатором і редактором (з 1804) «Технологічного журналу».

Т.Е. Ловіц відкрив (1785) явище адсорбції вугіллям в рідкому середовищі і запропонував способи очищення на цій основі води, спирту і фармацевтичних препаратів; вніс істотний внесок у вчення про розчини солей і кристаллохимию; розробив способи отримання крижаної оцтової кислоти, кристалічної глюкози, безводних диэтилового ефіру і спирту, а також розділення солей барію, стронцію і кальцію.

До кінця XVIII в. з'явилися перші в Росії роботи в області хімії і технології платини і хрому. Почесний член Петербургської академії наук А.А. Мусин-Пушкин отримав ряд «потрійних» комплексних солей платини - хлорплатинаты магнію, барію і натрію, амальгаму платини, розробив спосіб отримання ковкої платини прокаливанием її амальгами. Він уперше отримав і описав золь металевої ртуті, відкрив хромову квасцы, досліджував сплави платини з міддю і сріблом.

Створення університетської науки. Формування наукових шкіл

Якщо XVIII сторіччя можна назвати періодом зародження російської хімічної науки, то XIX в. ділиться на два періоди: перша половина - становлення вітчизняною хімії, друга половина - затвердження російських вчених в професійній світовій спільноті. При цьому видатні відкриття Д.І. Менделеєва і А.М. Бутлерова стали логічним слідством тієї величезної діяльності росіян вчених, направленої на популяризацію хімічних і химико-технологічних знань, на розвиток вітчизняної промисловості, яка велася ними з початку віку.

Петербургская академія наук, в якій в XVIII в. була зосереджена практично вся російська хімія, не втратила свого значення і в подальше сторіччя. У 1803 р. був прийнятий її новий статут, в якому вона визначалася як головна вчена установа країни, а в її задачі входило удосконалення наук, освіта, а також удосконалення мануфактури, ремесел і фабрик.

У той же час на початку XIX сторіччя, особливо після Вітчизняної війни 1812 р., в розвитку хімії в Росії з'явилися нові риси. Зміна мануфактурного виробництва фабрично-заводським висунула перед вченими безліч практичних задач, пов'язаних з раціональною постановкою і удосконаленням способів виробництва. Це привело до того, що на зміну вченому-просвітнику прийшов вчений-дослідник, який бачив свою задачу в практичному застосуванні наукових знань. Інакшими словами, задачею хімічної науки в цей період стала допомога розвитку промисловості і сільського господарства на базі природних ресурсів країни.

На рубежі XVIII-XIX вв. сталися зміни і в системі підготовки фахівців і організації наукових досліджень. У період капіталістичних відносин, що розвиваються розширення торгівлі, оснащення армії і флоту, зростання металургійних виробництв і хімічних промислів багато в чому залежали від наявності власних фахівців: гірських інженерів, хіміків, геологів, артилерійських офіцерів, лікарів і інш. З цією метою створюються такі спеціальні учбові заклади, як Гірське училище, Артилерійська академія, Інженерне кадетське училище, Медико-хірургічна академія і інш.

На початку XIX в. в різних містах Росії відкриваються нові університети і створюються наукові суспільства. У 1802-1803 рр. відновлюються університети в Дерпте і Вільнюсі. У подальші роки були відкриті університети в Казані (1804), Харкові (1805), Петербурге (1819). Петербургскому університету, на відміну від Московського (1755), Казанського і Харківського університетів, які готували викладачів для гімназій і інших шкіл, було доручено готувати професорів і наукових працівників.

З відкриттям університетів починається новий період в розвитку хімії в Росії - період університетської науки, характерний появою російської професури, російських підручників і журналів по хімії, хімічних лабораторій. У університетах почали зароджуватися російські наукові школи.

Формування і діяльність вітчизняних науково-педагогічних шкіл відбувалися на фоні принципових змін в світовій хімічній науці, що полягали в тому, що в перші десятиріччя XIX в. хімія на базі нової парадигми, заснованій на кисневій теорії Лавуазье (кінець XVIII в.) і атомно-молекулярному вченні Дальтона і Авагадро (початок XIX.), твердо встала на шлях самостійного розвитку. Більш того почався процес її диференціації на окремі області: неорганічну, органічну, аналітичну хімію.

У цій ситуації основною задачею, що стояла перед російськими університетами, стало залучення молоді до вивчення природознавства і хімії зокрема. Ця задача вирішувалася насамперед шляхом написання оригінального учбового керівництва.

У 1810-1830 рр. російськими хіміками була пророблена величезна робота по створенню учбово-методичних основ викладання хімії, написанню вітчизняного керівництва по хімії. Так, в 1808 р. А.І. Шерер (1772-1825), професор Петербургської медико-хірургічної академії, Головного педагогічного інституту і Гірського кадетського корпусу, а з 1815 р. - академік Петербургської академії наук видав перший російський підручник - «Керівництво до викладання хімії» (в двох частинах). У «Передповідомленні» він писав про своє прагнення передусім до того, щоб викладання хімії було «практичним і грунтовним».

У 1813-1817 рр. було видане пятитомное енциклопедичне керівництво «Загальна хімія для тих, що вчать і учнів» професори хімії Харківського університету Ф.І. Гизе (1784-1821). Це унікальне видання уперше ознайомило російського читача з новітніми теоріями і відкриттями в хімії: уявленнями К. Бертолле про хімічну спорідненість, законами Пруста, Ріхтера, електрохімічними уявленнями Г. Деві і Я. Берцеліуса і інш.

Однак для тих, що починали вивчати хімію його керівництво було дуже об'ємистий. Тому, починаючи з 1820 р., професори російських учбових закладів видають ряд нового керівництва по хімії.

Першою книгою, досить повно науки, що і що викладала факти і теорії хімії в компактній і доступній формі, став підручник Г.І. Гесса «Основа чистої хімії» (1831), який аж до виходу в світло «Основ хімії» Д.І. Менделеєва (1869) був прийнятий в учбових закладах Росії як основне керівництво по хімії.

У історію світової і вітчизняної хімії ім'я Германа Івановича Гесса (1802-1850) увійшло не тільки завдяки його славнозвісному підручнику. Насамперед він відомий як творець першої в Росії наукової школи химиков-неоргаников, один з основоположників термохимии.

У своїх термохимических дослідженнях Г.І. Гесс значно раніше за Х.П. Томсена і П.Е. Бертло висунув (1840) положення, згідно з яким величини теплових ефектів реакції можуть служити мірою хімічної спорідненості. Відкрив (1840) основний закон термохимии - закон постійності кількості тепла, довів (1842) правило термонейтральности.

Фундаментальні термохимические дослідження Г.І. Гесса могли б стати основою великої дослідницької програми його наукової школи. Однак Гесс усвідомлював, що для Росії в той період були потрібен фахівці не по термохимии, а по гірництву, металургії і аналітичній хімії. Саме тому, створюючи першу національну російську школу хіміків, вчений приділяв велику увагу дослідженням саме в цих областях. Серед його учнів такі великі хіміки, як П.І. Евреїнов (1812-1849), що здобув популярність своїми роботами в області гальванопластики, з 1841 р. - керівник лабораторією Департаменту і соляних гірництв; П.П. Шубін (1817-1843), що виконав ряд робіт в області аналізу різних руд, глин, мінералів і що визначив в 1842 р. атомну вагу лантану; І.В. Авдеєв (1818-1865), що успішно займався хімією бериллия і його з'єднань; І.П. Ілімов (1820-1891), великий фахівець в області переробки жирів; Н.А. Іванов (1816-1883), талановитий аналітик, що виконав точні аналізи багатьох мінералів, руд і різних виробів металургійних заводів, зокрема перші аналізи донецького кам'яного вугілля; А.А. Фадеєв (1810-1898), що виконав ряд досліджень по хімії вибухових речовин і в 1844 р. уперше в світі що отримав у великій кількості чистий піроксилін; Л.І. Шишков (1830-1908), що створив в Михайлівському артилерійському училищі в Петербурге одну з кращих в Росії хімічних лабораторій і ряд оригінальних досліджень, що виконав в ній.

Першим учнем Г.І. Гесса по Головному педагогічному інституту був один з найбільш яскравих педагогів-хіміків XIX сторіччя, «дідусь російської хімії» Олександр Абрамович Воськресенський (1809-1880). Його діяльності Росія зобов'язана підготовкою цілої плеяди хіміків. З наукової школи Воськресенського вийшли такі відомі вчені, як Д.І. Менделеєв, Н.Н. Бекетов, П.А. Ільенков, М.В. Скобліков, Н.Н. Соколов, П.П. Алексеєв, А.Р. Шуляченко, П.А. Лачинов, Н.К. Яцукович, Н.П. Лавров, І.А. Тютчев, Е.Ф. Радлов, Ф.Р. Вреден, В. Савич і багато які інші.

Перша наукова школа химиков-органиков

До 40-м років XIX в. в Росії сформувалося декілька хімічних центрів, самими великими з яких були петербургский, московський і казанский.

Становлення науково-педагогічною школи в Казанськом університеті пов'язане з діяльністю Миколи Миколайовича Зініна (1812-1880), його учня Олександра Михайловича Бутлерова (1828-1886) і представників бутлеровской хімічної школи Володимира Васильовича Марковникова (1837-1904), Олександра Никифоровича Попова (1840-1881), Олександра Михайловича Зайцева (1841-1910), Флавіана Михайловича Флавіцкого (1848-1917). У кінці XIX сторіччя спадкоємицею бутлеровской школи стає науково-педагогічна школа А.М. Зайцева, відома такими чудовими іменами, як С.Н. Реформатський, А.Н. Реформатський, Е.Е. Вагнер, А.А. Альбіцкий, А.Е. Арбузов, Г.М. Глінський і багато які інші.

Крім того, незважаючи на переваження досліджень в області органічної хімії, в Казанськом університеті працювали такі відомі вчені-неорганіки, як М.Д. Киттари (1825-1880) і К.К. Клаус (1796-1864), один з основоположників хімії платини, що запропонував способи розділення і отримання у чистому вигляді платинових металів і що відкрив в 1844 р. новий хімічний елемент - рутений.

Вихованці казанской хімічної школи, ставши відомими вченими, створили великі наукові центри в інших російських містах: Н.Н. Зінін і А.М. Бутлеров в Санкт-Петербурге, В.В. Марковников в Москві, А.Н. Попов і Е.Е. Вагнер в Варшаві, С.Н. Реформатський у Києві, А.А. Альбіцкий в Харкові.

У історію хімії ім'я фундатора казанской хімічної школи Н.Н. Зініна увійшло завдяки відкритому ним методу отримання первинних ароматичних аминов з нитросоединений. Цей універсальний метод, який відомий як «реакція Зініна», дозволив організувати виробництво широкого спектра з'єднань, насамперед а-нафтиламина (аніліну) і бензидина, що є початковими продуктами для промисловості синтетичних (фуксин, мовеин і інш.) і субстантивных барвників. Відкриття Зініна не тільки послужило основою нової галузі промисловості - анилинокрасочной. Воно вплинуло значний чином на розвиток органічної хімії загалом, дало імпульс багатьом новим самостійним виробництвам: фармацевтичному, фотохімічному, пластмас і інш.

Розвиток хімічної науки у другій половині XIX в.

Друга половина XIX в. являє собою особливий період в історії вітчизняної науки, в тому числі і хімії. Якщо в першій половині сторіччя досягнення вчених прокладали перші шляхи від аналітичних досліджень природних багатств країни до фундаментальних досліджень, то у другу половину на перший план вийшли роботи фундаментального характеру. Епохою в історії світової науки стали відкриття в 1869 р. Дмитром Івановичем Менделеєвим (1834-1907) Періодичного закону хімічних елементів і розробка в 1861-1870 рр. А.М. Бутлеровим (1828-1886) теорії хімічної будови речовин.

Зі другої половини XIX в. в розвитку хімії чітко намітилася диференціація на три основні галузі - неорганічну, органічну і фізичну, а потім на безліч інших гілок, що більш точно відображають різносторонність предмета цієї науки. Перше місце по об'єму матеріалу, що вивчається зайняла органічна хімія, і недивно: вже тоді нараховувалося більше за мільйон індивідуальних органічних сполук, тоді як неорганічних було відомо не більше за 60-70 тисяч.

Ця обставина викликала необхідність упорядкування класифікації органічних сполук і створення теоретичних основ, що пояснюють їх нескінченну різноманітність при надто обмеженому складі.

Перші пояснення цьому феномену з'явилися ще на початку XIX в. в роботах Я. Берцеліуса (Швеція), Ш. Жерара (Франція), Ю. Лібіха і А. Кекуле (Німеччина). Вони зводилися до того, що індивідуальність хімічної сполуки визначає не тільки його склад, але ще і структура молекул, яка буває різної при одному і тому ж складі, т. е. изомерия молекул. У зв'язку з цим були висунені перші структурні теорії, які, однак, не пояснювали головного: відмінності хімічних властивостей ізомерів.

Відповідь на питання про відмінність хімічних властивостей органічних сполук дала А.М. Бутлеров в своїй теорії хімічної будови. Він показав, що реакційна здатність молекул залежить від величин енергії хімічних зв'язків між атомами, які змінюються внаслідок взаємного впливу атомів і атомних груп в єдиній системі молекули. Таким чином, відповідно до його теорії суть хімічної будови молекул полягає в енергетичній нееквівалентності різних хімічних зв'язків, що однаково означаються як С-Н, або в загальному випадку А-В.

Теорія хімічної будови стала першою дійовою теорією реакційної здатності речовини і згодом увійшла в перетвореному вигляді до складу нових квантово-хімічних концепцій.

Оцінюючи внесок казанской наукової школи в розвиток світової і вітчизняної хімії, один з її лідерів академік А.Е. Арбузов зазначав, що створена А.М. Бутлеровим і розвинена його учнями теорія хімічної будови дозволила розшифрувати структуру органічних сполук різних класів і намітити шляхи їх синтезу. Тим самим був зроблений принципово новий крок в розвитку органічної хімії. Казанская школа збагатила хімію новими оригінальними синтезами органічних сполук: спиртів різних класів, неграничних кислот, оксикислот, лактонов, фосфорорганічний з'єднань.

Всі ці дослідження зміцнювали і розвивали теорію хімічної будови, а також вдосконалювали методи органічної хімії і готували основу для впровадження багатьох практично важливих речовин в промисловість.

Досягнення хімічної науки другої половини XIX в. багато в чому зумовлені роботами петербургских вчених. Академія наук, Петербургський університет, Гірський інститут, Медико-хірургічна академія, Михайлівська артилерійська академія, Технологічний інститут, Землеробський (Лісової) інститут утворили найбільший науковий центр, що вплинув величезний чином на розвиток не тільки вітчизняної, але і світової науки. У кожному з цих установ склалася своя школа хіміків, характерна індивідуальністю і спрямованістю досліджень і керована такими блискучими вченими, як Д.І. Менделеєв, А.М. Бутлеров, А.А. Воськресенський, Н.Н. Зінін, А.Е. Фаворський і інш.

Дослідження в області нафтохімія

В 1868-1885 рр. кафедру органічної хімії Петербургського університету займав А.М. Бутлеров. Тут, як і в Казанськом університеті, їм була створена найбільша хімічна школа, славнозвісна такими іменами, як А.Н. Вишнеградський, Г.Г. Густавсон, М.Д. Львов, В.В. Марковников, А.Е. Фаворський і інш. У лабораторії Бутлерова проводили свої перші дослідження майбутні видні вчені В.Е. Тіщенко, Ф.М. Флавіцкий, Е.Е. Вагнер, Д.П. Коновалов, І.А. Каблуков і інш.

Говорячи про внесок А.М. Бутлерова і його учнів в розвиток вітчизняної хімічної науки, не можна обійти увагою таку широко розвинену область, як нафтохімія, в становлення якої бутлеровская школа поряд з Д.І. Менделеєвим, а пізніше - Н.Д. Зелінським, С.С. Наметкиним, Л.Г. Гурвичем, С.В. Лебедевим, Б.А. Казанським і іншими, внесла величезний внесок.

На основі теорії хімічної будови представниками школи Бутлерова був здійснений синтез олефиновых і парафінові углеводородов складу C5-C10 - основи хімії углеводородов, яка стала згодом базою для розвитку нафтохімія, що є основним постачальником карбюраторных і дизельних топлив і мастильних матеріалів для авто- і авиамоторостроения.

Дослідження А.М. Бутлерова по полімеризації низкомолекулярных олефинов і по синтезу углеводородов изостроения, виконані ним з метою експериментального підтвердження своєї теорії, склали наукову основу синтезу компонентів високоякісних авіаційних топлив. Ущільнення олефиновых углеводородов по Бутлерову придбало важливе значення також для синтезу присадок, поліпшуючих вязкостные властивості мастильних масел.

Представнику бутлеровской школи Г.Г. Густавсону належить заслуга відкриття багатоманітних перетворень углеводородов і їх похідних в присутності галогенидов алюмінію. Особливе значення придбала реакція алкилирования ароматичних углеводородов в присутності хлористого алюмінію, що зумовлюється цінністю її продуктів як высокооктанового компонента авіаційних топлив і сировини для промисловості органічного синтезу і штучного каучуку.

Не менший внесок в науку про хімію нафти вніс учень А.М. Бутлерова, В.В. Марковников, що присвятив більше за 20 років своєї наукової діяльності дослідженню складу кавказької нафти. Дослідження нефтей в період інтенсивної розробки кавказьких родовищ в останній чверті XIX сторіччя було зосереджене головним чином в Московському університеті в лабораторіях Н.Д. Зелінського і В.В. Марковникова.

Особливу увагу В.В. Марковников приділяв виділенню нафтеновых углеводородов з нафти шляхом багаторазової дробової разгонки її і вивченню властивостей виділених углеводородов. Хімічні методи ідентифікації нафтових углеводородов, розроблені вченим, знайшли застосування у всіх лабораторіях світу. По цих же реакціях здійснюється синтез багатьох органічних сполук.

Особливе значення для розвитку нафтохімія мають дослідження російських вчених в області ациклических углеводородов, що є однією з головних складових частин нафти. Ще в 70-х роках XIX в. їх відкрив ад'юнкт-професор Петербургського гірського інституту Ф.Р. Вреден. Згодом більше за 60 ациклических углеводородов уперше синтезував і вивчив Н.Д. Зелінський. Багато які углеводороды цього класу синтезували Н.М. Кижнер, Н.Я. Демьянов, С.С. Наметкин, Б.А. Казанський і інші хіміки. Їх роботи створили струнке вчення об ациклических углеводородах, що мають найважливіше значення в переробці нафти.

М.І. Коновалов, учень і близький помічник В.В. Марковникова, збагатив нафтохімія одним з найбільш надійних методів визначення структури парафінових углеводородов - реакцією нитрования парафинов слабою азотною кислотою. Знання структурних особливостей парафинов, вхідних до складу бензинових фракцій нафти, необхідне для визначення моторних властивостей бензинів. Нитрование по Коновалову, розвинене в подальші роки радянськими хіміками, зокрема П.П. Шоригиним і А.В. Топчиєвим, придбало велике промислове значення.

М.І. Коноваловим були виконані також цінні дослідження по з'ясуванню складу і будови нафтеновых углеводородов, виділеного з кавказьких нефтей.

У історію науки про хімію нафти увійшли також роботи учнів В.В. Марковникова Н.Я. Демьянова і Н.М. Кижнера. Предметом їх вивчення були такі важливі аспекти, як синтез ациклических углеводородов, їх изомеризация, розширення і звуження циклів.

Велике значення організації переробки нафти на наукових основах додавав Д.І. Менделеєв. Він відмічав: «Винищування нафти за допомогою спалення над паровиками і просто на полях, як це практикувалося і практикується в Баку, не може не підлягати повному засудженню і проти нього треба діяти». Вченому належать класичні дослідження по визначенню теплових властивостей нефтей і нафтопродуктів, а також встановленню закономірностей їх зміни. Труди Менделеєва по з'ясуванню хімічної природи окремих углеводородов, вхідних до складу нафти, з розробки методів ректифікації, безперервного однократного випаровування, холодного фракціонування виборчими розчинниками довгий час служили джерелом ідей, що визначали нові напрями в нафтопереробці. У XX в. дослідження в області термічної переробки нафти отримали найширший розвиток завдяки трудам Н.Д. Зелінського, А.В. Летнего, А.Н. Нікифорова, В.Г. Шухова, М.А. Капелюшникова і інших.

Узагальнюючи роботи, виконані в останні три десятиріччя XIX в., можна сказати, що в цей період були сформовані нові перспективні напрями розвитку органічної хімії, які придбали велике практичне значення в наступному сторіччі; відкриття нових реакцій і закономірностей посилило синтетичну органічну хімію і значно розширило уявлення хіміків про нові класи з'єднань. Інакшими словами, були закладені основи сучасної органічної хімії.

Дослідження в області неорганічної хімії

Могутнім напрямом досліджень, який сформувався в петербургском науковому центрі в 1870-1880-е роки, є фізико-хімічні дослідження, що включали в себе три основних вектори: вивчення стану речовини (газоподібне, рідке, тверде) як основного чинника, що визначає специфіку механізму реакцій; вивчення причин взаємодії речовин; вивчення залежності властивостей речовини від його складу і будови.

У розробці цього нового напряму центральне місце займають роботи Д.І. Менделеєва і його учнів.

Найбільшим внеском Д.І. Менделеєва в науку став відкритий ним в лютому 1869 р. періодичний закон хімічних елементів Цей закон і розроблена на його основі періодична система елементів послужили підмурівком для сучасного вчення про будову речовини, зокрема для атомної і ядерної фізики XX в. На цьому ж підмурівку побудована вся сучасна система хімії як єдина цілісність теорій, що відображають закономірності хімічної організації речовини і що дозволяють вирішувати основні задачі цієї науки, в тому числі отримання матеріалів із заданими властивостями.

Д.І. Менделеєву належить також ряд інших основоположних робіт в області загальної хімії, хімічної технології, фізики. Він здійснив фундаментальний цикл досліджень (1865-1887) в області розчинів, створив гидратную теорію розчинів, заклав основи хімії з'єднань змінного складу, відкрив «температуру абсолютного кипіння рідин», запропонував загальне рівняння стану ідеального газу (рівняння Клайперона-Менделеева).

Д.І. Менделеєв належав до числа тих вітчизняних вчених, які не тільки ясно усвідомлювали глибокий взаємозв'язок і взаємозалежність фундаментальних досліджень, прикладних вишукувань і розвитку хімічної промисловості, але і брали діяльну участь в рішенні цілого ряду технологічних проблем. Так, виступаючи за найшвидший розвиток нафтової промисловості і раціональну переробку нафти, він першим обгрунтував питання про географічне розміщення нафтопереробної промисловості, висунув ряд пропозицій по корінному поліпшенню транспортування нафти і нафтопродуктів, запропонував принцип дробової перегонки при переробці нафти. Виступаючи за розширення і технічне поліпшення видобутку вугілля, вчений висунув ідею підземної газифікації вугілля. На початку 1890-х років він спільно з І.М. Чельцовим брав участь в розробці бездимного пороху.

У сфері інтересів Д.І. Менделеєва були питання химизации сільського господарства.У своїх роботах він доводив необхідність розвитку туковой промисловості на основі вітчизняної сировини, необхідність переробки кісток, здобичі фосфоритов, виробництва суперфосфата, преципітату і складних добрив.

Продовженням класичних досліджень Д.І. Менделеєва в області розчинів і в той же час початком нового етапу в їх розвитку стали роботи майбутніх академіків Дмитра Петровича Коновалова (1856-1923), Володимира Олександровича Кистяковського (1865-1952), а також Олександра Олександровича Яковкина (1860-1936).

Д.П. Коновалов в 1881-1884 рр. відкрив закони, що встановлюють залежність відносного складу компонентів в газовій і рідкій фазах розчинів від тиску пари і температури кипіння двійчастих рідких систем. Він створив основи теорії перегонки рідких сумішей, розвинув уявлення про критичний стан в системах рідина-рідина, указавши області їх гомогенності і розшарування. Його роботи носили чітко виражений фізико-хімічний характер; вони знаходилися на порогу переходу хімії до хімічної термодинаміки, кінетики і каталізу. Коновалів сформулював уявлення об автокатализе, вивів рівняння для швидкості автокаталитических реакцій (1887) і уперше ввів (1885) поняття активної поверхні гетерогенних каталізаторів.

В.А. Кистяковський став одним з перших «об'єднувачів» (1888) хімічної теорії розчинів Менделеєва і фізичної теорії електролітичної диссоциации Арреніуса. Він створив новий напрям в науці - колоїдну электрохимию, розвинув перші електрохімічні уявлення об корозії металів, що стали основою для розробки заходів захисту металів від корозії.

Значний внесок в створення основ электрохимии на першому етапі її розвитку вніс одного з найбільших представників московської хімічної школи Іван Олександрович Каблуків (1857-1942). Він відкрив ряд закономірностей в області хімії неводних розчинів, встановив аномальну електропровідність електролітів в органічних розчинниках, незалежно від В.А. Кистяковського ввів представлення об сольватации іонів, вивчав фазові перетворення розплавлених солей, багато що зробив для зближення фізичної і хімічної теорій розчинів. Роботи І.А. Каблукова підготували грунт для великого циклу систематичних термохимических досліджень майбутніх поколінь хіміків.

Роботи самого І.А. Каблукова і його учнів в області термохимии значною мірою спиралися на традиції лугининской наукової школи.

Прогрес в цій області передусім залежав від розробки її експериментального методу - калориметрії, що дозволяє визначати, зокрема, теплоти горіння різних речовин. Професором Московського університету Володимиром Федоровичем Лугиніним (1834-1911) були отримані надійні експериментальні дані теплот згоряння для більше за 200 з'єднань, які увійшли в світову довідкову літературу. Їх порівняльний аналіз, здійснений вченим в 1880-1890-е роки, дозволив здійснити важливі структурно-термохимические закономірності для різних класів органічних сполук (кетону, альдегідів, спиртів, складних ефірів). Істотні зміни Лугинін вніс і в техніку калориметрії. Їм були вдосконалені методи визначення теплот випаровування рідин і теплоємності твердих і рідких тіл. Запропоновані ним методи не втратили всоего значення і в цей час. У 1892 р. в Московському університеті Лугиніним була створена перша в Росії зразкова термохимическая лабораторія, що нині носить його ім'я.

Особливою практичною спрямованістю відрізнялися роботи Олександра Олександровича Яковкина в області розчинів. Він уперше детально досліджував поведінку хлора у водних розчинах, розробив методи обезводнення природних солей, запропонував спосіб виробництва чистого оксиду алюмінію, на основі якого був пущений перший в Росії глиноземний завод.

Принципово новою важливою галуззю хімії, виниклою в кінці XIX сторіччя, була хімічна кінетика. Вона з'явилася як своєрідна реакція на успіхи органічного синтезу, що базувався на бутлеровской теорії хімічної будови. При вивченні численних реакцій синтезу, більш усього реакцій гидратации і дегідратації органічних сполук, виявилося, що характер течії реакцій і виходи готових продуктів залежали не тільки від природи початкових реагентів, але і від розчинників, домішок, температури і тиску. Було помічено і таке явище, як залежність ходу реакцій від особливостей тонкої будови молекул реагентів. Систематичним вивченням всіх цих явищ і узагальненням результатів спостережень зайнявся найближчий колега Д.І. Менделеєва по Петербургському університету професор Микола Олександрович Меншуткин (1842-1907). Особливий інтерес представляють його роботи в області этерификации спиртів і гидролиза ефірів, початі в 1877 р. і 30 років, що продовжувалися більш. За допомогою вимірювання швидкостей реакцій він відкрив закономірності, що встановлюють вплив будови спиртів і органічних кислот на швидкість і межу этерификации, встановив вплив на хід реакцій природи розчинника і термодинамічних умов. Роботи Н.А. Меншуткина нарівні з дослідженнями Д.П. Коновалова в Росії і В. Оствальда в Німеччині послужили першими блоками, закладеними в підмурівок вчення про хімічні процеси як новим, більш високою в порівнянні зі структурною хімією, рівнем в розвитку хімічних знань.

Підводячи підсумки розвитку хімії в XIX у., вчені і історики науки зазначають, що «жодна наука за сто років не зробила такого колосального завоювання, як хімія... Общекультурноє досягнення XIX в. - це встановлення рівноправності наук, їх взаємозв'язок і солідарність. Наука перетворилася в організовану систему знання, що спирається на фактичний матеріал» [1]. Розвинулися органічна, неорганічна і фізична хімія. «Таким чином, отримавши від XVIII в. одну хімію, ми передаємо XX в. три, не вважаючи прикладних відділів - аналітичної і технічної» [2. С. 16, 17].

Список літератури

1. Биків Г.В. Історія органічної хімії. М., 1976.

2. Осипов И.П. Очерк розвитку хімії в XIX в. Харків, 1898.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайта http://www.portal-slovo.ru

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка