Василь Михайлович Севергин – російський хімік, мінералог, геолог

«Не можна не відзначити той сумний і, безсумнівно, шкідливий для нашого самостійного розвитку факт, — сказав Ст. Марковников багато років тому, — що в області експериментальних і точних знань ми, росіяни, часто мало знайомі з тим, що зроблено для науки нашими попередниками-співвітчизниками».

Ці слова знаменитого вченого залишаються досі в силі щодо історії аналітичної хімії в Росії в першій половині XIX ст. В працях з історії хімії і в підручниках з аналітичної хімії відсутні відомості про відкриття російських учених цього часу в області аналізу і в той же час детально викладаються успіхи закордонних вчених у цій галузі.

Аналітична хімія в Росії

Розкладання кріпосного господарства і розвиток капіталістичних відносин у Росії у першій половині XIX ст. викликали зростання промисловості, торгівлі і культури. На відміну від XVIII ст., коли в наукових центрах працювали переважно іноземці, на перше місце у всіх галузях культури і науки в XIX ст. висуваються російські люди, часто вихідці з народу. Відкриваються нові університети (у Харкові, Казані, Петербурзі та інших містах), інститути (технологічні, шляхів сполучення, цивільних інженерів) та ліцеї (Царськосельський, Ніжинський, Демидівський), кафедри в яких займаються російськими вченими. У всіх областях науки і техніки російські вчені роблять найбільші відкриття, які справляють величезний вплив на розвиток світової науки. Відкриття Зініна в області органічної хімії, Гесса в області термохімії, Севергина і Клауса в області аналітичної хімії і Ст. Петрова і Б. Якобі в області електрохімії, висувають російську, хімію в перші ряди світової науки.

b53379a3de6b963288e82150a7e752c3 Василь Михайлович Севергин   російський хімік, мінералог, геологМихайло Васильович Ломоносов

«Аналітична хімія, розроблена» М. в. Ломоносовим (в сер. XVIII ст.), отримує в I пол. XIX ст. подальший розвиток завдяки працям Севергина, Варвинського, Іванова, Хотинського, Клауса і ін Ці вчені раніше Тенара, Берцеліуса і Троянду — і незалежно від них розробили ряд нових методів аналізу.

Якщо роботи по якісному аналізу за кордоном були опубліковані: Геттлинга — в 1802 р., Тренера — 1816 р., Пфаффа — у 1821 р., керівництво до застосування паяльної трубки Берцеліуса — в 1820 р., книга Троянду — в 1827 р., то керівництва з аналізу Ст. Севергина вийшли з друку в 1800 1801 рр., книга М. Хотинського — в 1831 р., а роботи Варвинського, Шубіна, Євреїнова і ін. друкувалися в 30-х роках XIX ст.

Аналітична хімія як окрема дисципліна починає викладатися в Росії раніше, ніж у Німеччині. До 20-х років XIX ст. елементів аналітичної хімії відводилося певне місце в курсі загальної хімії чи мінералогії. Наприклад, в Московському університеті з 1763 по 1770 р. читався курс мінералогії «з принадлежащею до неї рудокопною і пробирною химиею». Починаючи з 20-х років майже в усіх вищих школах читається курс аналітичної хімії. У той же час у Німеччині і у Франції в поч. XIX ст. «хімії, — як пише Мейєр, — відводилося скромне містечко в лекціях фізики, мінералогії та анатомії».

Значно раніше, ніж у країнах Європи, в Росії були відкриті лабораторії і організовані лабораторні заняття. У Московському університеті лабораторія була організована ще в 70-х роках XVIII ст. та в перші роки свого існування служила для практичних занять з фармації. У 1821 р. або 1823 р. тут відкрилася самостійна лабораторія, а в 1838 р. — лабораторія з 8 кімнат. Ст. Марковников вважає, що «ця лабораторія вважалася зразковою, бо в 1838 р. для огляду її був відряджений з Харківського університету проф. Гордієнко».

У Харківському університеті хімічна лабораторія була закладена в 1804 р. у 1805 р. вона налічувала 154 експоната і 353 предмета скляного посуду, а в 1808 р. на її обладнання було відпущено 1000 руб. В 1806 р. у цій лабораторії досліджувалися фарби, кам’яне вугілля і мінеральні води.

У Казанському університеті хімічна лабораторія була організована в 30-х роках XIX ст. і тоді ж були організовані практичні заняття з аналітичної хімії. В цей же час були відкриті лабораторії в Київському університеті, у Михайлівському артилерійському училищі, Петербурзькому технологічному інституті та ін. Відомо, що лабораторії для навчальних цілей були організовані за кордоном набагато пізніше.

Слід зазначити, що не у всіх лабораторіях були добре організовані практичні заняття по якісному аналізу. На думку В. Марковнікова, це пояснювалося тим, що «професори з німців вважали росіян ще недоразвившимися до університетської освіти і знаходили достатнім поверхневе навчання хімії без серйозних практичних занять». Тому багато російські хіміки, які закінчили університети в 30-40-х роках, повинні були поглиблювати свої знання. Проте в Казанському університеті курс аналітичної хімії читали К. Клаус і В. І. Зінін, в Тортом інституті — В. Варвинський, в Технологічному інституті Петербурга — П. Євреїнов і Р. Гесс, в Медико-хірургічної академії — Ст. Севергин.

На початку XIX ст. аналітична хімія в Росії розроблялася багатьма хіміками. Майже всі хіміки в тій чи іншій мірі займалися аналітичними дослідженнями. Проте жоден з хіміків не вніс такого великого вкладу в скарбницю цієї науки, як академік. В. М. Севергин.

Книга по пробирному мистецтва

Поставивши собі за мету в житті служіння батьківщині, Севергин направив всі свої знання на дослідження багатств Росії і на вироблення способів їх використання «для доставлення їх в достатній кількості в заміну іноземним». Севергин працював у трьох областях знання: мінералогії, технічної та аналітичної хімії. Враховуючи великі відкриття Севергина в області мінералогії і технічної хімії, його називають основоположником цих наук у Росії, а його роботи в області аналітичної хімії (пробірне мистецтво, випробування мінеральних вод і випробування лікарських речовин) ще не знайшли належної оцінки. Вивчення цих робіт показує, що Севергин був новатором у галузі аналітичної хімії та в ряді питань випередив західноєвропейську науку. Він був одним з найвидатніших вчених, працями яких створена аналітична хімія, як наука. Основні принципи аналітичної хімії вчений виклав у своїй книзі по пробирному мистецтва. За своїм змістом книга є не тільки практичним керівництвом, але і першим підручником з аналітичної хімії. Тому дату виходу у світ цієї книги в 1801 р. можна вважати датою виділення аналітичної хімії в окрему галузь знання.

8ab9c25557ef77d845acc994ba2522e0 Василь Михайлович Севергин   російський хімік, мінералог, геологПробірне мистецтво або керівництво до хімічного випробування металевих руд та інших корисних копалин тіл

Розглянемо головні положення, викладені в книзі Севергина.

Основні положення нової галузі хімії

П. Вальден стверджує, що російські хіміки свідомо усунулися від боротьби між флогістонної і антифлогистонной теоріями. Вальден явно перекрутив факти. Насамперед, батьківщина антифлогистической хімії — Росія, а не Франція. Засновником нової хімії є Ломоносов, а не Лавуазьє. Ще в 1741 -1742 рр. Ломоносов заперечував пояснення флогистиками процесу випалювання металів втратою флогистона. У 1745 р. у «Роздумах про причини тепла і холоду» він виступає проти флогістонної теорії і доводить, що метал переходить в окалину під впливом повітря. Відкриття закону збереження матерії і перевірка дослідів Бойля про збільшення ваги при прожарюванні металів переконали Ломоносова в хибності теорії флогистона. «… Ломоносов, — пише Б. Меншуткин, — не визнавав прийнятого всіма його час флогистического пояснення процесів, що відбуваються при обпаленні неблагородних металів, але довів, що утворення окалини походить від з’єднання металу з повітрям».

Цікаво відзначити, що ще задовго до робіт Б. Меншуткина, ряд російських вчених знав, що Ломоносов був противником флогистона і засновником кисневої теорії горіння. Лясковський в 1865 р. у своїй промові про Ломоносова говорив: «знаменитий російський вчений належав до числа тих небагатьох хіміків свого часу, які можуть шануватися провісниками епохи, з якої почалася антифлогистическая, новітня хімія». Н. Лаврівський у своїй доповіді про Ломоносова в 1865 р. говорив, що наукові роботи Ломоносова з хімії були відомі за кордоном, але майже не відомі в Росії. «Згодом, — говорив Лаврівський,— вивчення цих наук стало поширюватися у нас по творах і підручниками, що з’явилися з заходу, і ми в недавній час повинні були засвоїти нові дослідження і відкриття, разом з чужими іменами зробили відкриття, не підозрюючи, що наш російський вчений майже сто років тому говорив і писав про те ж з ще більшою ясністю і точністю».

Таким чином, вчених Росії не можна зараховувати до тієї категорії осіб, які стояли в стороні від боротьби нової хімії зі старою. Севергин був прихильником кисневої теорії, але і свою книгу «Пробірне мистецтво» написав на основі антифлогистической хімії. У передмові до цієї книги Севергин пише, що хімія останнім часом змінила свій вигляд. Він приєднався до нової теорії хімії не тому, що вона почала входити в моду і не на підставі книжкового знайомства з нею, а за переконання і на підставі дослідів. «І тому, — пише Севергин, — якщо я обрав для пояснень лавоазьерову теорію, то це я вчинив на переконання, якого досягнув через досліди».

Таким чином, Севергин виступає не як сліпий наслідувач західної науки, а як творець, який активно розробляв нову теорію.

Севергин вперше в історії хімії виклав основи аналітичної хімії з допомогою кисневої теорії. У цьому полягає одна з важливих особливостей роботи Севергина. Книга Севергина написана на основі досягнень світової хімічної науки. Автор чудово знав хімічну літературу того часу і все цінне в ній, після експериментальної перевірки, використовував у своїй роботі. Посилаючись на роботи Крамера, Клапрота, Фуркуа, Гмеліна та інших, він додає, що «багато досліди повторювані були мною самим у різних моїх преподаваниях».«стихії», «про сродствах різних істот», «про солоних істот», «про маслі взагалі», «про напівметалах» і т. д. У Севергина нічого

Всі теоретичні установки в книзі пройняті духом нового часу і звучать по-сучасному. Для того щоб підтвердити сказане, порівняємо деякі положення Севергина з положеннями, викладеними в книзі Макера, що вийшла в 1791 р. Макеров говорить про цього немає. Макеров розрізняє 6 металів — два досконалих, а чотири недосконалих. Севергин призводить 20 металів. Макеров під окисленням розуміє «внутрішній рух, що розпочинається саме між собою невидимими частинами тіла, з якого відбувається нове розкладання і нове з’єднання. Севергин дає правильне визначення цього процесу. Він чітко і ясно визначає такі поняття, як «кислота», «підстава», «сіль», «проста речовина».

Севергин чітко визначає предмет аналітичної хімії. «Аналітична хімія, — пише він, — займається точним хімічним відділенням складових частин земель і каменів, солей, горючих тіл і металів» і «служить підставою для гірського і монетного пробірного мистецтва». Пробірне мистецтво тісно пов’язане з загальною хімією, так як «від хімії воно усовершается і отримує головні допомоги». Знання хімії пояснює аналітику «саму роботу і подає керівництво до надійного избиранию пристойних до дослідження тіл коштів, і навіть до призначення кращих нових способів там, де колишні виявляються недостатніми». Керуючись цими положеннями, автор дає порівняно широке теоретичне введення під назвою «загальні хімічні основи». Він прагнув дати наукове, теоретичне пояснення аналітичними операціями і цим зводив аналітичну хімію в ранг науки. Такий напрям в аналітичній хімії отримало розвиток лише багато років потому, тільки в кінці XIX ст. завдяки роботі Н. Меншуткина. Навіть у найкращих книгах з аналітичної хімії I пол. XIX ст. — Троянді, Берцеліуса, Фрезеніусу — всі операції та методи аналізу підносилися чисто емпірично. Севергин був засновником наукового напрямку в аналітичній хімії. Він поглибив і розширив науковий фундамент аналітичної хімії, закладений ще Ломоносовим і збагатив її новими реакціями і прийомами аналізу. Він знав роботи Ломоносова і використовував їх у своїх дослідженнях.

Севергин скористався також дослідженнями Ломоносова для розробки свого вчення про осадженні і розчиненні опадів, хімічних реактивах і аналітичних операціях. Цей факт ставить під сумнів загальноприйняту думку про те, що дослідження Ломоносова залишалися невідомими російським хімікам і тому, начебто, не чинили ніякого впливу на розвиток хімії.

Хімічний аналіз Севергин ділить на дві частини: 1) аналіз сухим шляхом і 2) аналіз мокрим шляхом. Особливо докладно він розробив аналіз сухим шляхом. Задовго до Берцеліуса, незалежно від Бергмана, Севергин ввів у практику хімічного аналізу паяльну трубку. «Для випробування у вогні малих шматочків металевих і інших тіл, — вчить Севергин, — з великою користю може бути вжита паяльна трубка, через яку роздмухують вогонь… Направляючи сім роздуванням гострий кінець вогню на випробовуване тіло, яке для цього тримати або просто в сталевих щипчиках, або на срібній ложці, або на вугіллі».

Севергин удосконалив паяльну трубку, пристосувавши для вдування повітря в неї спеціальний хутро і сконструював зручну установку для аналізу руд в польових умовах. «Цю трубку, — пише він, — можна дути або ротом, або ще краще хутром, який роздувають ногою або рукою, якого заради хутро для зручності перенесення можна розташовувати в невеликому ящику». Про це винахід Севергин помістив статтю в працях «Вільного економічного суспільства», і ця стаття була передрукована німецькою мовою. Берцеліус повинен був знати про винахід Севергина, однак у своїй книзі про паяльної трубки обходить його мовчанням.

Севергин запропонував «для великої сили вогню» в трубці роздмухувати її допомогою життєвого повітря» Це пропозиція свідчить про прагнення Севергина використовувати для цілей аналізу всі новітні відкриття, воно також є першим зазначенням про можливості використання кисню в металургії. Якщо взяти до уваги, що робота про паяльної трубки Берцеліуса вийшла тільки в 1820 р., а робота Севергина в 1801 р., то немає ніякого сумніву в тому, що саме Севергин є засновником застосування паяльної трубки в аналітичній хімії.

В області аналізу мокрим шляхом Севергин детально розробив методи осадження і відокремлення різних металів, а також окреслив головні шляхи систематичного ходу якісного аналізу. Осадженням він називав «відділення одного з двох тіл, що знаходяться між собою в з’єднанні, через присовокупление третього…» Подібно Ломоносову, він розрізняє «збирають» і «обложені» і докладно викладає основні принципи осадження. Для того, щоб досягти повноти осадження, необхідно: 1) щоб розчин був насичений і чистий»; 2) «щоб осаждающего тіла приливати помалу» і 3) «при кожному подливании давати делающейся каламутності встановлюватися, щоб не доливати оного в надмірності, яке осідання може паки розчинити; дати відстоятися, а потім осадку відокремити».

Вчений приділяє увагу осадження металів з солей. Він знав, що мідь може витісняти з розчину золото, срібло і платину, що олово осаджує платину, срібло, ртуть і вісмут, але не виділяє кобальту, заліза, нікелю і міді, що цинк осаджує золото, срібло, ртуть, свинець, вісмут, мідь, миш’як, залізо, кобальт і олово. Він мав ясне уявлення про так званому ряді напруги металів, вчення про яке отримало розвиток лише у другій чверті XIX ст. в роботах Фішера і у ІІ пол. XIX ст. в роботах Н. Н. Бекетова.

Незалежно від Бергмана, на підставі робіт Ломоносова, Севергин ввів у практику якісного аналізу осадження гидроокисей металів лугами. «Метали, — пише він, — осаджуються з кислот від лужних солей і земель». Наприклад, їдкі луги осаджують гідроокису міді, заліза, вісмуту, олова, цинку і т. п., а аміак дає розчинні комплекси з міддю і нікелем. Отже, саме Севергин вперше почав застосовувати лугу в якості групового реактиву. Він також знав, що розчинні сульфіди є реактивами на важкі метали і добре знав властивості сульфідів останніх. Однак Севергин ще не пропонував скористатися розчинними сульфідами або сірководнем в якості групових реактивів.

Вчення Севергина про реактивах

Винятковий інтерес представляє вчення Севергина про реактивах. Подібно Ломоносову, він вважає реактивом така речовина, яка при взаємодії з іншим речовиною виробляє легко виявляється зміна. В якості реактивів Севергин пропонує велику кількість речовин: луги, аміак, поташ, «лугу берлінської сини», вапняну воду, гірку сіль, ляпіс, сулему, свинцевий цукор, білий миш’як, миш’якових, молібденову, сірчану, соляну, борну, плавикову, хромную і інші кислоти; ряд органічних реактивів: лакмусовий папір, куркумовую папір, оцтову, цукрову, винно-кам’яну, лимонну, чорнильну, яблучну, мурашину, жирну, синильну та інші кислоти. Таким чином, Севергин значно раніше закордонних вчених почав застосовувати органічні реактиви в неорганічному аналізі, і тому повинен бути визнаний основоположником цього нового напрямку в аналітичній хімії.

Севергин пропонує ряд чутливих реактивів для якісного визначення металів і неметалів. Мідь він пропонує відкривати дією аміаку, залізо — розчином чорнильних горішків і «кров’яним лугом», свинець — сірої, кобальт — утворенням забарвлених корольков, марганець — окисленням селітрою в «хамелеон», поташ (тобто калій) — виннокам’яної кислоти, соду — розтиранням з нашатирем, з якого «виганяється летюча луг», кухонну сіль — ляпісом, вапно — дією кислоти і т. д.

Севергин розробив струнку систему систематичного ходу якісного аналізу, засновану на відділенні металів від неметалів різними реактивами.

Питання кількісного аналізу Севергин розробив переважно в застосуванні до пробирному мистецтва. І в цій області аналізу він випередив свій вік, застосовуючи прожарювання і зважування опадів і «эвдиометр» для аналізу газів.

Ознайомлення з роботами Севергина в області аналітичної хімії ясно показує, що в його особі Росія мала найбільшого вченого, гідного продовжувача великих робіт Ломоносова. Севергин на багато років раніше Розі, Берцеліуса і Фрезеніусу розробив основні моменти хімічного аналізу і тим самим завершив, розпочате Ломоносовим, — створення нової галузі хімії — аналітичної хімії. На жаль, аналітичні роботи Севергина мало відомі нашим хімікам.

2edda55ea8a4473d8a0c7a7350c3caf8 Василь Михайлович Севергин   російський хімік, мінералог, геологЦитата з В. М. Севергина, вибита в граніті