Вчені Росії. Російські вчені хіміки в становленні та розвитку аналітичної хімії

На розвиток аналітичної хімії на початку XIX ст. в Росії великий вплив зробили вчені хіміки — Захаров, Ловиц, Гізі та ін.

Вчені-хіміки початку 19 століття

Яків Захаров (1755-1836) виконав ряд робіт з аналітичної хімії (досліджував склад полюстровской мінеральної води, зробив аналіз єкатеринбурзького наждаку).

Велику роль у розробці методу хімічного аналізу зіграли дослідження академіка Товія Ловіца (1757-1804). Відкриття здатності вугілля адсорбувати розчинені речовини послужило підставою для розробки різних методів аналізу, заснованих на адсорбції. Розширюючи вчення Ломоносова про кристалізації і дослідженні кристалів під мікроскопом, Ловиц зробив крок вперед по шляху створення мікроскопічного аналізу. Він почав користуватися забарвленням полум’я від різних речовин для якісного аналізу. Таким чином, батьківщиною методу відкриття металів за забарвленням полум’я є Росія. Ловиц розробив метод відділення барію від стронцію і кальцію, заснований на розчинність у спирті солей кальцію і стронцію і нерозчинність у ньому солей барію. Крім того, він вперше застосував для розчинення природних силікатів нагрівання з лугом.

Питаннями аналітичної хімії займався також професор Харківського і Дерптського університетів Фердинанд Гізі. З 1804 по 1821 р. він займався аналізом вод, аэролитов, медикаментів. Його робота «физикохимическое і лікарське випробування і цілющих мінеральних вод і деякою глини» отримала високу оцінку. «Переглядаючи доповідь Гізі, — пише Осипов, — милуєшся послідовністю і точністю роботи». У своєму пятитомном підручнику з хімії Гізі приділив багато уваги хімічному аналізу.

Він детально зупиняється на дії сірководню на метали і на властивості сульфідів. Якщо на розчини металів подіяти сірководнем, пише Гізі, то «всі метали, крім заліза, нікелю, кобальту, марганцю, молібдену і титану, ревуть, дивлячись на їх різниці, різним кольором, у вигляді осеренных металів». Гізі докладно розглядає дію лугів та інших реактивів на метали і призводить якісні реакції на метали і неметали. Роботи Гізі і особливо його підручник сприяли якнайшвидшому розвитку аналітичної хімії в Росії.

Аналітичними дослідженнями займалися професор Московського університету Райса, і М. Р. Павлов, а також академік А. Шерер та ін Аналітична хімія за Шереру, є «пізнання кожної складової частини тіла. Вона є найважча частина у всій хімії». Він досить чітко пояснює, що варто розуміти під реактивом. «До відкриття різних складних речовин, — пише Шерер, — служать такі тіла, дія яких на інші речовини супроводжується зразками чутливими явищами. Ці тіла називаються виявляють, що протидіють».

Таким чином, у першій чверті XIX ст. велике число хіміків успішно розробляв прийоми і методи аналітичної хімії, але жоден з них не досяг того, чого досяг Севергин.

Вчені другій чверті 19 століття

У другій чверті XIX в аналітична хімія в Росії робить подальші успіхи. Збільшується число експериментальних робіт в області аналізу і коло хіміків, що працюють у цій області. Розширюються старі лабораторії та створюються нові (у вищих навчальних закладах і на заводах), поліпшується лабораторне обладнання і уточнюється техніка самого дослідження. Видається більше книг по хімічному аналізу і друкується більше статей в періодичних виданнях.

Великий і багатий матеріал для судження про розвиток хімії за цей період дають статті та матеріали, які містилися у «Гірничому журналі». Цей часопис почав видаватися в 1825 р. і на 30-50% заповнювався роботами з хімії та хімічної технології. «Гірський журнал» відіграв велику роль у розвитку аналітичної хімії, так як служив центром обміну досвідом роботи різних лабораторій і дослідників. У ньому друкувалися огляди та оригінальні роботи російських хіміків із загальної, аналітичної і технічної хімії, звіти хімічних заводських лабораторій та роботи іноземних вчених, таких як: Дюма, Тенар, Берцеліус, Гей-Люссак і ін. Серед робіт, велике місце займали дослідження викладачів Гірничого інституту 1 В. Р. Варвинського, П. І. Євреїнова, Н. А. Іванова та ін

Йов Гнатович Варвинський

Йов Гнатович Варвинський, викладач хімії Гірничого кадетського корпусу, працював переважно в області аналітичної хімії. Він запропонував спосіб відкриття барію в присутності стронцію (хлорним золотом), метод отримання окису вуглецю з щавлевокислого барію; намагався розкласти борну кислоту воднем з метою отримання бору, фтористий кальцій хлором — для отримання фтору. Варвинський написав підручник з «загальної» хімії, складений за системою Р. Тенара, в якому, як писав рецензент, «викладена умоглядна система атомическая».

У 1826 р. Варвинський перевів на російську мову книгу з аналітичної хімії Троммсдорфа. Значний інтерес представляють роботи «Корпусу гірських інженерів» старшого лейтенанта Іванова з аналізу руд і «Розкладання води Мертвого моря»; роботи поручика Шубіна, Авдєєва та ін. В 4-й частині книги «Гірничого журналу» № 11-й за 1829 р. поміщена робота Сгражевского — «Зауваження про деякі сірчистих з’єднаннях», в якій наводяться результати дослідження сульфідів і полусульфидов лужних і лужноземельних металів. З цієї роботи видно, що автор мав добре обладнану лабораторію і був в курсі новітніх досягнень хімії.

Карпінський

Про інтенсивність роботи російських хіміків в області аналітичної хімії свідчать також дослідження Карпінського, присвячені аналізу платинових металів.

Автор вивчав реакції між платиною і різними реактивами — хлористим оловом, сірчанокислим залізом, сірководнем і «чорнильно-орешкова кислотою». Робота виконана з великою ретельністю і деякі результати її не втратили свого значення і тепер. В «Гірському журналі» вміщено роботи, що відносяться до впровадження нових методів лабораторного дослідження, наприклад «Про вжиття скляних трубок при хімічних випробуваннях» — А. Таскина, «Про прилади, вживаних при хімічних разложениях» — Євреїнова, «Про дослідження неорганічних тіл паяльної трубкою» — Моїсеєва, роботи з аналізу чавуну і навіть з історії хімії — «Про початок або походження хімії» Арсеньєва. Остання робота представляє значний інтерес для історика хімії, так як автор її, на відміну від багатьох істориків, вважає, що російські хіміки Мусін-Пушкін, Гізі, Ловиц зробили не менше багатьох іноземних хіміків, яким відводиться велике місце в історії науки.

З систематичних річних і піврічних звітів різних лабораторій, які містилися в журналі, можна судити про стан лабораторного справи в Росії в I пол. XIX ст. Найбільшою хімічною лабораторією була «Лабораторія департаменту гірських і соляних справ». Як видно зі звіту за 1842 р., в ній було вироблено 113 аналізів різних речовин, з них 8 якісних проб, 13 залізних проб, 47 кількісних аналізів і 45 аналізів різних речовин і мінералів.

Із звітів єкатеринбурзькій лабораторії (Шубін) і Златоустівській лабораторії (Даньківський) за 1841 р. видно, що ці лабораторії досліджували сировину і продукти заводів, а також різні мінерали і солі.

Матеріали робіт хімічних лабораторій підтверджують хибність версії Вальдена та інших необ’єктивних авторів, ніби в Росії I пол. XIX ст не було умов для наукової роботи в галузі хімії.

Крім матеріалів «Гірничого журналу», про зростання аналітичної хімії свідчать і ті роботи, які друкувалися в інших виданнях та у вигляді окремих книг.

А. А. Иовский

Професор А. А. Иовский, читав курс аналітичної хімії в 1827 р. в Московському університеті, написав кілька робіт по хімічному аналізу. Із цих робіт видно, що Иовский добре знав всі існуючі в той час методи аналізу. Аналітичну хімію він розглядає як галузі хімії, «яка має предметом визначити складові частини по мірі їх і вагою». Він добре знає дія сірководню на метали і властивості сульфідів. В якості реактивів він пропонує: для відкриття йоду — крохмаль, для срібла — кухонну сіль, для свинцю — сірчану кислоту, для заліза — жовту сіль і т. д. Чіткого розділення металів на групи Иовский не дає.

Павло Шульц

У 1829 р. «Імператорського університету та імператорської медикохирургической академії лаборант» Павло Шульц написав книгу про хімічних реактивах. Автор вказує, що російською мовою подібної книги ще не є. Для того щоб заповнити пробіл, «я постарався скористатися самими новітніми відкриттями, і що в способі вживання протидіючих засобів пішов найкращим хімікам російським і іноземним». В якості реактивів Шульц пропонує метали, кислоти, луги, солі та ряд органічних речовин: лакмус, куркуму, спирт, ефір, мильний розчин,, крохмаль, тваринний клей, настій чорнильних горішків, виннокам’яну кислоту та її солі, щавлеву і бурштинові кислоти.

Книга Шульца хоча і являє собою компіляцію, яка була піддана критиці М. Хотинським, все ж дає матеріал для судження про стан аналітичної хімії в Росії у другій чверті XIX ст.

М. Хотинський

Найважливішу роль у розвитку аналітичної хімії цього часу зіграли роботи петербурзького вченого М. Хотинського і, зокрема, його керівництво з цього предмету, яке вийшло друком 1842 р. В ньому автор виклав основні положення аналітичної хімії, узагальнив найважливіші досягнення в галузі хімічного аналізу і намітив перспективи розвитку цієї науки у майбутньому. У передмові автор зазначає, що «досі немає ще російською мовою керівництва до вживання реактивів», так як твір Троммсдорфа, перекладений на російську мову в 1826 р. застаріло, а книга Шульца написана на низькому рівні. Автор, проявляючи зайву скромність, заявляє, що його книга-не підручник, а лише «ручна книжка». «Тепер, — пише він, — перу, більш мого досвідченому, поповнити цей недолік, подарувавши вітчизняних любителів хімії повним керівництвом до науки хімічного аналізу».

Вивчення книги Хотинського показує, що вона є саме «повним керівництвом до науки хімічного аналізу», а не «ручної книжкою». М. Хотинський написав чудову книгу, яка по своєму науковому-матеріалу і оригінальності стоїть значно вище книги Розі та інших робіт закордонних і російських дослідників. Слідуючи славним традиціям Ломоносова і Севергина, Хотинський ясно і чітко, на основі новітніх досягнень хімії, викладає теоретичні положення аналізу речовин: вчення про реактивах, аналітичних групах, осадженні і розчиненні опадів.

Реактивами або протидіють речовинами він називає «такі речовини, які служать для визначення якості і кількості складових частин всіх складних тіл природи». Думка про те, що реактив повинен давати уявлення і про кількість речовини, яку він відкриває, Хотинський проходить по всій книзі. Реактив, вчить він повинен давати уявлення про якості тіла і «приблизній кількості речовин, що входять до складу досліджуваних ним мінералів». Таке уявлення про реактиве дає можливість зв’язати в одне ціле якісний і кількісний аналіз, що має дуже важливе практичне значення. Ця думка Хотинського отримала подальший розвиток у роботі Н. Меншуткина і ряді робіт російських та іноземних хіміків нашого часу.

Від аналітика Хотинський вимагає знання хімії і тих процесів, які відбуваються при аналізі, — терплячість і «точність в діях». Якісний аналіз М. Хотинський ділить на дві частини:

  • аналіз сухим шляхом,
  • аналіз мокрим шляхом.
  • У розділі «про випробуваннях мокрим шляхом» М. Хотинський приділяє багато уваги підготовці речовини до аналізу, зокрема, розчинення, і групових реактивів. Ha підставі різних досліджень М. Хотинський розглядає нижченаведені групові реактиви:

  • Їдкі луги, які осаджують і» розчинів солей всі важкі метали, причому, хоча лугу і осаджують «розчини солей: глини, цинку, хрому, свинцю; закису сурми і закису олова, але ці опади розчиняються в надлишку лугу». Це зауваження свідчить про тонкощі спостереження автора і про знання амфотерних властивостей ряду елементів.
  • Аміак, який осаджує з розчинів солей марганець, залізо, вісмут, цинк, олово, титан, миш’як, кадмій, свинець, хром, кобальт, нікель, уран, іридій, мідь, ртуть, паладій, платину і золото. І тут автор відзначає, що аміак розчиняє хлористе срібло, гідроокису міді, цинку тощо, а також підкреслює, що з допомогою цього реактиву можна відокремити кобальт від нікелю.
  • В якості групового реактиву Хотинський висуває залізосиньородисте калій, який утворює опади: з кобальтом — червоно-бурий, з міддю — жовто-бурий, з сріблом — помаранчевий, з марганцем — серобурый, з нікелем жовтуватий, з цинком — помаранчевий. Це вказівка Хотинського про можливості застосування і железосинеродистых солей в якості групових реактивів не втратило свого значення і в даний час.
  • Докладно розглядається сірководень «водосерная кислота» в якості реактиву. Автор вказує, з якими катіонами цей реактив реагує (миш’як, срібло, кадмій, мідь, олово, ртуть, золото, свинець, миш’як, платина), які опади утворюються і якими вони володіють властивостями. Якщо взяти до уваги, що сірководневий метод аналізу був розроблений в кінці 30-х рр. Фрезениусом, то М. Хотинський є першим в Росії (а може бути в історії хімії взагалі), який застосував в якості групових реактивів сірководень і сірчистий амоній. Тому немає підстав, як це роблять майже всі хіміки, називати сірководневий метод — «методом Бергмана — Фрезеніусу». Принагідно можна зазначити, що Бергман не тільки не розробив цього методу, але майже не користувався сульфідами для аналітичних цілей.
  • Ще більш докладно Хотинський розглядає реакції металів з сірчистим амонієм. Наводячи дані про сульфидах, що виходять від дії сірчистого амонію, — він робить характерне зауваження.
  • В якості групового реактиву М. Хотинський рекомендує хромную кислоту. Він пише, що вона осаджує з солей мідь, срібло, ртуть, свинець, цинк, вісмут, сурму і платину. І тут М. Хотинський з’явився новатором, так як тільки останнім часом почали застосовувати хромати і бихроматы в якості групових реактивів.
  • В якості групових реактивів М. Хотинський розглядає вуглекислі лугу і вуглекислий амоній, ціаністий калій і натрій.
  • Винятковий інтерес представляє застосування М. Хотинським в якості групових реактивів органічних речовин. Таким чином, М. Хотинський виступає як один з піонерів в області застосування органічних реактивів в неорганічному аналізі.
  • Велике місце в роботі Хотинського займає питання про витіснення металів з солей металами. Він досить докладно розглядає ряд напруг металів, вказуючи, що здатність металів до витіснення того або іншого металу з розчину залежить від середовища. Наскільки нам вдалося встановити, Хотинський вперше торкнувся цього питання, який у наш час успішно розробляється Н. А. Тананаевым, Ю. Лур’є та ін

    Виходячи зі своїх досліджень, М. Хотинський рекомендує скористатися цинком для відділення міді від нікелю, так як цинк, «облягаючи першу з аміачного розчину, не стосується другого». М. Хотинський був піонером в найважливіших галузях аналітичної хімії. Достойно жалю, що чудові ідеї цього вченого в області хімії були настільки довго приховані від наших хіміків.

    Перу М. Хотинського належить ряд інших робіт, серед яких великий інтерес представляє дослідження з історії хімії, а саме по алхімії.

    Карл Карлович Клаус

    До хімікам, які внесли великий вклад у розвиток аналітичної хімії, слід віднести і проф. Казанського університету К. Клауса, відкрив новий елемент — рутеній. Елементи платинової групи привертали увагу найбільших хіміків. Берцеліус, Вегер, Волластон, Форкруа, Вокелен та інші працювали над цими елементами, але честь відкриття рутенія дісталася Клаусу.

    К. Клаус у своїй роботі про відкриття рутенія розповідає з якими труднощами йому довелося зустрічатися в роботі і якою праця докласти для досягнення успіху. Дослідження почалися у 1841 р., а відкриття нового елемента відбулося тільки в 1844 р. Клаусу довелося:

  • розробити абсолютно нові методи відділення платинових металів з багатих і бідних залишків;
  • обробити висновки аналізів багатих і бідних залишків платинових руд;
  • розробити нові способи розкладання платинових руд;
  • вивчити нові властивості і сполуки відомих вже платинових металів.
  • Відкриття нового елемента — справа, яка потребує рук вправного хіміка і добре обладнаній лабораторії, — підтверджує неправильність версії про те, що в Росії, в II половині XIX ст. в російських лабораторіях не було умов для глибокої наукової роботи.

    На закінчення хочеться підкреслити, що навіть цей, далеко не повний, огляд розвитку аналітичної хімії в Росії в першій половині XIX ст. показує невичерпне багатство російської науки світлими талантами. Цей побіжний огляд з усією переконливістю показує, що в цей час російська аналітична хімія стояла на висоті як у галузі розробки теорії хімічного аналізу, так і практики виконання хімічних аналізів, що російські хіміки самостійно розробляли нові шляхи аналізу, які досі незаслужено приписувалися вченим західної Європи.