2.5 Менделеев и его современники
Развитие мировой химии во второй половине XIX в. прежде всего и больше всего связано с именем Дмитрия Ивановича Менделеева. Русский ученый, опираясь на весь опыт мировой химии того времени, открыл периодический закон, названный его именем. Впервые за всю историю человечества в учение о химических элементах на смену хаоса пришла стройная система. Менделеев обобщил разрозненные, отрывочные факты, относящиеся к отдельным химическим элементам. Созданная им периодическая система химических элементов знаменовала начало новой эпохи в развитии химии и физики.
Менделеев внес вклад во многие отрасли науки и техники, но особенно в развитие технической химии. Менделеевым отличных трудах по стекольному, маслобойному, мукомольному, крахмальному, сахарному, винокуренному, писчебумажному производству и другим. Производство взрывчатых веществ, искусственных удобрений, соды, сыроварение, разнообразные химические производства и многое иное привлекало внимание Менделеева, везде вносившего новые и ценные идеи. Страстный борец за развитие производительных сил страны, он был одним из первых и вместе с тем самым страстным поборником развития такой новой тогда отрасли, как нефтяная промышленность.
Менделеев опубликовал классическую работу «Нефтяная промышленность в Пенсильвании и на Кавказе», которая содержит замечательную и по глубине и по простоте теорию минерального происхождения нефти, основанную на учении о металлических карбидах.
Он открыл особую форму нитроклетчатки – пироколлодий – и создал свой особый пироколлодийный порох. В 1892 г. были осуществлены первые в мире опыты стрельбы из двенадцатидюймовых пушек порохом Менделеева. Царские генералы не приняли новый порох, зато его приняли в США, а впоследствии царское правительство оказалось вынужденным покупать у американцев порох, изобретенный Менделеевым.
В те же годы, что и Менделеев, работал великий химик-органик, представитель химической школы Казанского университета, Александр Михайлович Бутлеров. Творец новых методов органического синтеза, он навсегда увековечил свое имя трудами по разработке теории строения органических соединений. Создал единую структурную систему органической химии. На новой и прежде всего им же созданной основе – теории строения – он написал в 1864 г. классический труд «Введение к полному изучению органической химии». В наши дни замечательные исследования Бутлеровым полимеризации непредельных углеводородов легли в основу работ по созданию промышленности синтетического каучука.
Историческую заслугу Бутлерова составляет воспитание лично им большого числа учеников, продолживших дело своего учителя: А.М. Зайцев – творец новых методов синтеза предельных и непредельных спиртов при помощи галогеноцинкоорганических соединений; Ф.М. Флавицкий – исследователь химии терпенов; В.В. Марковников – исследователь кавказской нефти, труды которого привели к открытию нафтеновых углеводородов; Г.Г. Густавсон – исследователь каталитических явлений.
В пятидесятые годы XIX в., когда в Петербурге начали возникать научные химические кружки. Один из первых таких кружков был создан в 1854 г. Павлом Антоновичем Ильенковым. В 1857 г. научный химический кружок был создан выдающимися химиками: Николаем Николаевичем Соколовым и Александром Николаевичем Энгельгардтом. В 1868 г. создано Русское химическое общество.
Успехам химии в России много содействовали выдающиеся деятели, как Владимир Федорович Лугинин – автор классических работ по термохимий, Николай Александрович Меншуткин, Евграф Степанович Федоров – кристаллограф, Николай Николаевич Бекетов.
Немало тогда потрудились для развития технологии пищевых веществ П.П. Алексеев, И.И. Канонников, П.Л. Мальчевский, В.М. Петриев, М.П. Прокунин. Благодаря созидательному труду рабочих и инженеров в России на исходе XIX в. уже производились, хотя по большей части в совсем незначительных количествах, такие продукты, как серная, азотная, соляная, уксусная и некоторые другие кислоты; сода, едкий натр и другие щелочи; глауберова соль; силикаты; соли олова, цинка и другие; купоросы; селитра; сахар-сатурн; квасцы; серная печень; таннин; некоторые красильные материалы и многое другое.
Все это, конечно, было совершенно недостаточным для огромной страны, в который на грани XIX–XX вв. оказалось всего лишь 75 заводов, занятых производством минеральных кислот, солей и щелочей, не считая многих очень мелких поташных, подобных им предприятий. Страна была вынуждена ввозить из-за рубежа массу химических продуктов при наличии богатейших запасов сырья для неограниченного развития химической промышленности. Среди них много усилий затратили в развитии нефтяной промышленности Менделеев, Летнегий, Алексеев, Шухов.
Русские химики-технологи издавна занимались вопросами, связанными с сельским хозяйством. Интересные работы провел А.А. Щербаков, занимавшийся изысканием средств для борьбы с вредителем полей сусликом, Г.Г. Густавсон дал оригинальный и простой способ определения углерода в почвах, П.А. Лачинов создал способ точного определения фосфорной кислоты при почвенных анализах. П.А. Григорьев, В.В. Курилов, А.Г. Клавдиашвили и другие занимались химическим исследованием почв. Подобные работы содействовали тому, что русские почвоведы смогли далеко опередить то, что было в других странах, как это показывают труды В.В. Докучаева, создавшего учение о почве как об особом «естественноисторическом теле». Это же доказывают классические труды П.А. Костычева, В.Р. Вильямса, К.Д. Глинки. Создателем современной русской агрономической химии. Автор «Учения об удобрении», «Агрономической химии.
Мировым признанием пользуются работы Я.В. Самойлова, «Минералогия жильных месторождений Нагольного кряжа». Одним из немногих промышленных «достижений» была постройка первого суперфосфатного завода в 1892 г. в Мюльграбене около Риги, для переработки американских фосфоритов при помощи серной кислоты, вырабатываемой из португальских колчеданов.
Развитию творческих дел по технической химии способствовало издание передовыми деятелями различных трудов, курсов химической технологии, программ. В этом направлении особенно много сделал, как сказано, Д.И. Менделеев, Н.А. Бунге, Н.Н. Любавин, В.Я. Никитинский, К. Дементьев, П.П. Федотьев, А.П. Лидов, Е.И. Орлов
В 1914 г., когда началась война с Германией, сразу выяснилось, что еще никогда за всю свою историю Россия не вступала в войну в столь тяжелом положении. Химическая промышленность была не только очень плохо развитой, но и находилась в рабской зависимости от зарубежных капиталистов.
Во время войны 1914–1917 гг. русским химикам и технологам пришлось в аварийном порядке решать много сложных задач. И если до 1915 г. в стране работали только Байракский, Енакиевский и Щербинский бензоловые заводы, то уже к ноябрю 1915 г. к названным присоединились Веровский, Макеевский, Сортонский, Юзовский, Кадиевский бензоловые заводы. Существенным завоеванием был тогда пуск первого завода для окисления аммиака в азотную кислоту. Большое значение для страны имело создание в 1915 г. при Академии наук Комиссии по изучению естественных производительных сил России, возглавленной В.И. Вернадским. Общее руководство работами по развитию химической промышленности страны.
22 апреля 1915 г. немцы внезапно применили на Западном фронте удушающие газы. 31 мая 1915 г. на речке Равке, у Воли Шидловской, они произвели первую газовую атаку на русско-германском фронте. Появилось множество предложений разнообразных средств химической обороны. Николай Дмитриевич Зелинский, создал в 1915 г. угольный противогаз. Последующие опыты, проведенные Зелинским, а также А.Е. Фаворским и другими, показали, что русский ученый разработал отличный противогаз.
Вокруг противогаза Зелинского началась бюрократическая возня. Самого творца угольного противогаза стали отстранять от дел. Только в марте 1916 г. удалось, через голову «верховного» санитарного начальника, добиться решения о заказе противогазов Зелинского, но в ничтожном количество по сравнению с требованиями фронта – всего лишь 200 000. В это же время неудачный противогаз, торжественно именуемый «типа принца Ольденбургского», производился в огромном количестве на отлично оборудованном заводе «Респиратор» в Петрограде.
3.Русский свет и электроэнергетика
3.1 «Громовая машина»
С далеких времен народы накапливали знания об явлениях, электричества и магнетизма. Однако вплоть до XVII в. в области изучения собственно электрических явлений почти ничего не было добавлено к тому, что было известно со времен Талеса, Теофраста, Плиния. Новая эпоха в этом деле началась с издания в 1600 г. Уильямом Джильбертом книги «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле». В 1639 г. появился труд по «Магнетической философии» Николло Кабео. Много нового внесли в изучение электрических явлений в XVII в. Отто Герике и Исаак Ньютон. В XVIII в. изучением электричества занялось уже большое число ученых, сделавших немало замечательных открытий и создавших целую серию приборов для получения и изучения электричества: Уолл, Гауксби, Грэй, Дю-Фэй, Мушенбрек, Клейст, Ноллэ, Уатсон, Бенджамен Франклин и другие.
В многовековой труд по изучению электричества включились русские исследователи во главе с И. В, Ломоносовым. В 1760 Ломоносов опубликовал перевод «Вольфиянской экспериментальной физики» написав к этой книге приложение «О электрической силе». Он описал опыты и показал, что электричество можно получить искусственным путем. Изучением электричества вместе с ним занимался Г.В. Рихман. Об электричестве писали астрономы А.Н. Гришов и Н.И. Попов, физик И.А. Браун.
На основе совместного труда Ломоносова и Рихмана был создан первый в мире электроизмерительный прибор – «Электрический гномон». Они доказывали, что «электрическая материя одинакова с громовой материей». 25–28 апреля 1753 г. Ломоносов установил, что громовая машина показывает наличие электричества в то время когда в атмосфере никаких громовых явлений нет. 26 июля 1753 г. во время испытания «грозового электричества» погиб Рихман.