Некоторые вехи истории химии в Академии наук

Некоторые вехи истории химии в Академии наук

Академик Ю. А. Золотов

В 1998 г. отмечается 250-летие химической науки в России. Отправной точкой в ее замечательной истории считается создание М. В. Ломоносовым в 1748 г. Химической лаборатории Петербургской академии наук.

Первые лаборатории в России

Химические лаборатории в России были и до лаборатории Ломоносова. Первая лаборатория, существование которой доказано архивными документами [1], была создана в 1720 г. при Берг-коллегии в Петербурге по распоряжению Петра I, который сам интересовался химией, в частности, "пробирным искусством". Сохранились его собственноручные записи методик анализа руд, найден чертеж "пробирочной печи" — примерно такой же, какой позднее пользовался Ломоносов. Историк химической промышленности П. М. Лукьянов полагает, что Петр I сам проводил несложные анализы ("пробы") рудных и нерудных ископаемых.

Несколько позднее в Петербурге была построена еще одна лаборатория (о ней есть документы, относящиеся к 1734 г.), также предназначенная для "рудных проб". Кроме того, документально установлено, что одна из химических лабораторий находилась в Москве на территории, примыкающей к храму Василия Блаженного, которая просуществовала, как минимум, до 1745 г.

Известно, что лаборатории были при крупных заводах, особенно металлургических [2], они имели аналитическую и технологическую направленность. Такие лаборатории были, в частности, на Урале, сохранилось подробное описание одной из них. Организовывались и частные лаборатории. Так, химик-любитель и государственный деятель А.П. Бестужев-Рюмин наблюдал в 1725 г. в своей лаборатории светочувствительность солей железа и предложил так называемые бестужевские капли. Вице-президент Берг-коллегии А.А. Мусин-Пушкин тоже вел опыты в своей, весьма хорошо оснащенной, частной лаборатории.

Однако первой по-настоящему научно-исследовательской химической лабораторией стала лаборатория М.В. Ломоносова.

Химическая лаборатория Ломоносова

Глубокий интерес к химии М.В. Ломоносов проявил еще будучи на стажировке в Германии. По возвращении в Петербург (июль 1741 г.) Ломоносов считал себя прежде всего химиком. В январе 1742 г. он подает руководству академии первое, оставшееся без ответа прошение о создании лаборатории.

Второе обращение М.В. Ломоносова относится к маю 1743 г. К сожалению, и на это предложение была наложена отрицательная резолюция ("за неимением при Академии денег"). Поэтому ученому предстояло еще дважды обратиться к руководству академии с письмами в марте и октябре 1745 г. с приложением проекта лаборатории. Между этими датами произошло важное событие, укрепившее положение Ломоносова в академии — 25 июля 1745 г. он переводится из адъюнктов в профессора, т.е., говоря современным языком, становится академиком. На четвертое прошение наконец последовало решение — императорский указ от 1 июля 1746 г. о создании лаборатории.

Для сооружения химической лаборатории был предоставлен участок на Васильевском острове. В начале 60-х годов нынешнего столетия это был район д. 50 по 1-ой Линии и д. 43 по 2-ой Линии, недалеко от теперешней наб. Макарова. В середине XVIII в. участок назывался "Боновым двором" по имени владельца — генерала Бона. Там находился ботанический сад ("огород") академии, и в доме Бона жил сам Ломоносов. Закладка здания состоялась 3 августа 1748 г., 12 октября строительство было практически закончено, но оснащение лаборатории научным оборудованием и материалами затянулось еще на несколько месяцев. Так на Васильевском острове появилось небольшое одноэтажное здание — первая научно-исследовательская лаборатория России.

Здесь Ломоносов со своими единичными помощниками работал с 1748 по 1757 г., выполнив многочисленные исследования фундаментального и прикладного характера. Его работы в области химии широко известны, поэтому здесь нет необходимости рассматривать их детально. Можно только упомянуть выполнение анализов руд, солей, разработку методик получения окрашенных стекол, неорганических красителей, глазурей и т.д.

После Ломоносова в этой лаборатории проводили свои исследования по химии У.Х. Сальхов, И.Г. Леман, И.Г. Гмелин, И.Гертнер, Э. Лаксман и др. В 1776 г. лаборатория подверглась ограблению, в следующем году пострадала от наводнения. После того, как помещение привели в порядок, там работали И. Г. Георги, Н. П. Соколов, Я. Д. Захаров. История этой первой химической лаборатории заканчивается в 1793 г., когда участок земли вместе со зданием лаборатории был продан академику Н.Я. Озерецковскому. В 1811—1812 гг. лаборатория была перестроена в жилой дом, просуществовавший до Великой отечественной войны.

Развитие химических лабораторий в Академии наук в XIX в. — начале XX в.

В дальнейшем исследования проводились в лабораториях аптек или даже в домашних условиях (Т.Е. Ловиц, А.И. Шерер, Я.Д. Захаров, В.М. Севергин, К.С. Кирхгоф). Так, домашняя лаборатория А.И. Шерера даже имела название "Академическая химическая лаборатория". После неоднократных прошений о предоставлении или строительстве нового помещения для лаборатории (Я.Д. Захаров, Т.Е. Ловиц) было предоставлено небольшое помещение в главном здании академии на Университетской набережной. Там работали Я.Д. Захаров, Г.И. Гесс, Ю.Ф. Фрицше, К.С. Кирхгоф.

История лаборатории с этого периода до 1867 г. и, в частности, вопрос о ее перемещениях, изучена, не очень обстоятельно. Известно, что в 1859 г. помещение лаборатории в главном здании академии пострадало от пожара, поэтому было принято решение о предоставлении ей другого помещения.

Новый этап начинается с 1867 г., когда химическая лаборатория разместилась в построенном для нее здании на 8-й Линии Васильевского острова (дом 17). В этой лаборатории работали такие крупные ученые-химики, как Ю.Ф. Фрицше, Н.Н. Зинин (1867—1880) (по проекту которых лаборатория и была создана), А.М. Бутлеров (1872—1886), Ф.Ф. Бейльштейн (1886—1906), Н.Н. Бекетов (1886—1911), П.И. Вальден (1911—1922). Крупнейшие русские химики Зинин и Бутлеров к тому времени уже имели выдающиеся работы, выполненные ими в Казани. Профессор Бекетов (1827—1911), долгое время руководивший лабораторией, начинавший свою научную деятельность тоже не в Петербурге, выполнил значительные работы и в Петербургской академии.

Периодически лаборатории оказывалась материальная поддержка, иногда даже на самом высоком уровне. Вот выдержка из газеты "Новости и биржевая газета" от 25 января 1896 г.: "высочайше утвержденным положением департамента Госсовета разрешено отпустить в 1896 г. 10000 р. на переустройство химической лаборатории Императорской академии наук".

Химическая лаборатория, первое в России исследовательское учреждение химического профиля, поменявшее ряд помещений, имевшее много руководителей, причем разного уровня, пережившее периоды неустройства и забвения, тем не менее до 1918г. оставалась фактически единственной химической научной организацией Академии наук.

В 1919 г. заведующим лабораторией был назначен Н.С. Курнаков (фактически он руководил лабораторией с 1914 г.). В 1924 г. в этом же здании В.Н. Ипатьевым была организована Лаборатория высоких давлений (в квартире, которую, между прочим, раньше занимали последовательно Бутлеров, Бекетов и Бейльштейн). С 1924 по 1930 г. лаборатория была основной частью Химического института АН СССР, а с 1930 г. — называлась Лабораторией общей химии АН СССР.

В 1918 г. Н.С. Курнаков создает в академии Институт физико-химического анализа, а Л.А. Чугаев — Институт по изучению платины и других благородных металлов (после кончины в 1922 г. Льва Александровича Чугаева, выдающегося ученого, специалиста по химии комплексных соединений, академик Н.С. Курнаков становится директором и этого института). Оба указанных института не имели своего помещения, их сотрудники пользовались Химической лабораторией академии, а также лабораториями петроградских (ленинградских) вузов. Заседания проходили обычно в академической Химической лаборатории. Н.С. Курнаков имел к этому времени огромный авторитет — он был создателем физико-химического анализа, исследования под его руководством солевых равновесий способствовали развитию новых производств.

Рождение химических институтов АН СССР

В начале 30-х годов (до 1934 г.) в академию входили следующие учреждения химического профиля: Лаборатория общей химии, Институт физико-химического анализа, Институт по изучению платины и других благородных металлов, Лаборатория органического синтеза, Лаборатория по изучению растительных и животных продуктов, Лаборатория высоких давлений, Коллоидно-электрохимическая лаборатория и Биогеохимическая лаборатория.

Крупные преобразования были осуществлены в 1934 г. накануне переезда Академии наук в Москву. Лаборатория общей химии, Институт платины, Институт физико-химического анализа и физико-химический отдел Лаборатории высоких давлений 11 марта были объединены в Институт общей и неорганической химии. Несколько раньше (решением от 23 февраля) был организован Институт органической химии, в который вошли Лаборатория органического синтеза, отделы топлива и металлоорганических соединений Лаборатории высоких давлений и Лаборатория высокомолекулярных соединений, а после перевода АН СССР в Москву в состав ИОХа вошла также Лаборатория синтеза растительных и животных веществ. Третьим химическим институтом стал Институт горючих ископаемых, созданный 5 июля, четвертым — Коллоидно-электрохимический институт, организованный на базе соответствующей лаборатории. В следующем, 1935 г., была открыта Лаборатория химической физики (1 июня) во главе с академиком Н.Н. Семеновым. Институт металлургии АН СССР образован в 1938 г. В тридцатые годы академические химические институты появились и в ряде регионов страны, в частности, на Урале (1933 г.), в Грузии и на Дальнем Востоке.

В Институте общей и неорганической химии (ИОНХ), ставшем правопреемником и наследником созданной Ломоносовым химической лаборатории, проводились исследования легких сплавов для электротехнической промышленности. На материале изучения крымских озер были созданы методы получения соединений магния и калия, позднее положенные в основу промышленной добычи хлорида магния и карналита. Широко исследовались комплексные соединения платиновых металлов; результаты этих работ были использованы для разработки технологических процессов аффинажа этих металлов (Свердловск, позднее Красноярск).

ИОНХ продолжал активно работать и во время Великой отечественной войны. Так, исследования сотрудника института И.И. Корнилова имели важное значение для развития производства новых марок нержавеющих и жаростойких сталей с рабочей температурой до 1100—1200 °С, которые нашли применение в ряде отраслей оборонной промышленности и успешно заменяли дефицитные и дорогостоящие металлы, в том числе платину. Удалось добиться снижения стоимости изготовления новых сталей в 2—2,5 раза. На Урале в 1942—1943 гг. был построен специальный цех для производства сталей по способу И.И. Корнилова. По решению правительства новые стали были приняты на пяти заводах в качестве заменителей дефицитных и дорогих платины и нихрома и с 1944 г. стали широко применяться в промышленности.

Группой ученых, руководимой И.И. Корниловым, был выполнен еще ряд весьма ценных для промышленности работ. Был предложен метод заводского производства безуглеродистых хрома и феррохрома. Метод был принят Наркоматом черной металлургии и на его основе был создан завод ферросплавов на Урале по выпуску высококачественного хрома и феррохрома на базе актюбинских хромитовых руд [3].

История Института общей и неорганической химии, который с 1944 г. носил имя своего основателя и первого директора Н.С. Курнакова, подробно описана [4].

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова. День сегодняшний

Юбилей отечественной химии — одновременно и юбилей ИОНХа. В настоящее время это один из самых крупных химических институтов Российской академии наук, в нем работают 13 действительных членов и членов-корреспондентов академии, 64 доктора наук (включая членов РАН) и 218 кандидатов наук. В институте имеются 32 исследовательские лаборатории. При нем работают несколько научных советов РАН и редакции пяти научных журналов. ИОНХ был основным организатором нескольких Менделеевских съездов по общей и прикладной химии и множества конференций.

Исследования в институте проводятся по четырем направлениям: 1) неорганические вещества и материалы, 2) координационная химия, 3) физико-химические основы технологических процессов, 4) методы исследования и анализа. Первые два направления традиционны для института, два других сформировались в последние десятилетия. Научным направлениям соответствуют условные (не существующие официально в структуре института) отделы и реально действующие секции ученого совета.

Направление "Неорганические вещества и материалы" объединяет наибольшее число лабораторий (одиннадцать). Тематика исследований — синтез, изучение и возможное использование самых разнообразных неорганических веществ и создаваемых на их основе неорганических материалов. Далеко не полный перечень включает оксиды металлов, фториды, фосфаты, гидриды, пероксиды, халькогениды. На основе этих веществ создаются оптические материалы, материалы для лазерной техники и высокотемпературной сверхпроводимости, магнитные материалы, абразивы, материалы, заменяющие костную ткань и др. В работах этого плана широко используется концепция и методология физико-химического анализа основы которых были созданы Н.С. Курнаковым.

Научное направление "Координационная химия", как и первое, имеет глубокие корни в институте. Перечень имен крупнейших специалистов по химии комплексных соединений, работавших в ИОНХе в его ранние годы, говорит сам за себя — Л.А. Чугаев, И.И. Черняев, А.А. Гринберг. В настоящее время исследования по этому направлению ведутся в восьми лабораториях института. Разрабатывается синтез новых координационных соединений разных типов, в том числе моноядерных и разнолигандных. Много внимания уделяется изучению структуры комплексов и их свойств. Большое число координационных соединений нашли практическое применение (лекарственные препараты, катализаторы, добавки к полимерным пленкам и т.д.)

В 1989—1990 гг. Оформилось направление "Физико-химические основы технологических процессов". Исторически появление этого направления было связано с приходом в институт в начале 60-х годов академика Н.М. Жаворонкова и созданием лаборатории теоретических основ химической технологии. К этому направлению отнесены лаборатории, в деятельности которых существенное место занимает решение технологических проблем (цветная металлургия, ультразвуковая интенсификация, переработка солевых растворов и др.).

Более или менее новым является и четвертое научное направление — "Методы исследования и анализа". В его рамках объединены почти все методические лаборатории и группы. Эти подразделения, с одной стороны, развивают в научном плане соответствующие методы, а с другой стороны, проводят с "предметными" лабораториями совместные исследования или просто обслуживают их.

* * *

Юбилей российской химии дает повод отметить огромные достижения химиков, работавших в Академии наук. В короткой статье нет возможности указать все эти достижения. Многое описано в трудах по истории Академии наук (например, [3] ) и многочисленных публикациях по истории отечественной химии (например, [7] ).

Здесь только вспомним химиков, трудившихся в Академии наук, имена многих из них навсегда вошли в историю мировой химической науки. В дореволюционный период, начиная с открытия АН и до 1916 г., в ее составе было 22 академика-химика:

Михаил Бюргер (1686—1726), академик с 1725 г.

Иоганн Георг Гмелин (1709—1755), с 1727 г.

Михаил Васильевич Ломоносов (1711—1765), с 1745 г.

Ульрих Христофор Сальхов (1722—1787), с 1755 г.

Иоганн Готлиб Леман (1719—1767), с 1761 г.

Эрик Густав Лаксман (1737—1796), с 1770 г.

Иоганн Готлиб Георги (1729—1802), с 1776 г.

Никита Петрович Соколов (1748—1795), с 1783 г.

Василий Михайлович Севергин (1765—1826), с 1789 г.

Яков Дмитриевич Захаров (1765—1836), с 1790 г.

Тобиас Иоганн Ловиц (1757—1804), с 1790 г.

Александр Николаус Шерер (1771—1824), с 1805 г.

Готлиб Сигизмунд Константин Кирхгоф (1764—1833), с 1809 г.

Герман Иванович Гесс (1802—1850), с 1828 г.

Юлий Федорович Фрицше (1808—1871), с 1838 г.

Николай Николаевич Зинин (1812—1880), с 1855 г.

Александр Михайлович Бутлеров (1828—1886), с 1870 г.

Федор Федорович Бейльштейн (1838—1906), с 1886 г.

Николай Николаевич Бекетов (1826—1911), с 1886 г.

Павел Иванович Вальден (1863—1957), с 1910 г.

Николай Семенович Курнаков (1860—1941), с 1913 г.

Владимир Николаевич Ипатьев (1867—1952), с 1916 г.

Большой вклад в развитие отечественной и мировой науки внесли академики-химики послереволюционного времени, отметим некоторых из них. Лауреат Нобелевской премии Н.Н. Семенов создал теорию цепных химических реакций и воспитал прекрасную школу специалистов в области химической физики. А.Н. Несмеянов разработал методы синтеза элементоорганических соединений и развил многие представления теоретической химии, оставил благодарную память о себе как президенте АН СССР. Во всем мире оценен вклад А.Н. Фрумкина в электрохимию. Огромное значение в развитии катализа, нефтехимии и многих других областей химии имели работы В.Н. Ипатьева. О Н.С. Курнакове уже говорилось. П.А. Ребиндер создал физико-химическую механику. Широко известны работы А.Е. Арбузова по химии фосфорорганических соединений. Н.Д. Зелинский, создатель противогаза, много сделал в области органического катализа.

Химикам хорошо известны и многие другие имена, чей вклад по достоинству оценен современниками и потомками.

Возвращаясь к лаборатории, созданной М.В. Ломоносовым, следует подчеркнуть, что работы, выполненные в ней, заложили первые камни в фундамент отечественной химии. Более того, лаборатория стала в сущности первым научно-исследовательским учреждением академии. Вот что сказал известный русский химик-органик В.В. Марковников о Химической лаборатории Ломоносова: "Для нас эта лаборатория важна как праматерь всех русских лабораторий" (цит. по [5] ). М.Т. Белявский, автор одной из книг о Ломоносове, как бы подытоживая все сказанное о значении лаборатории Ломоносова, писал [6]: "Создание химической лаборатории было принципиально важным. Она стала первым в истории России исследовательским учреждением, прообразом будущих научно-исследовательских институтов. В ее деятельности были заложены принципы соединения науки и практики".

Литература

1. Лукьянов В.М. Ж. прикл. хим., 1946, т. 19, № 1, с. 3.

2. Раскин Н.М. Химическая лаборатория М.В. Ломоносова. Химия в Петербургской академии наук во 2-й половине XVIII в. М.-Л.: изд. АН СССР, 1962, 340 с.

3. Комков Г.Д. Левшин Б.В., Семенов Л.К. Академия наук СССР. Краткий исторический очерк. М.: Наука, 1974, 522 с.

4. Соловьев Ю.И. Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова. Исторический очерк. М.: Наука, 1993.

5. Палова Г.Е., Федоров А.С. Михаил Васильевич Ломоносов. М.: Наука, 1980.

6. Белявский М.Т. Все испытал и все проник. М.: изд. МГУ, 1990, 224 с.

7. Соловьев Ю.И. История химии в России. Научные центры и основные направления исследований. М.: Наука, 1985, 416 с.