Контрольная работа: История русской технической реальности
Первым в нашей стране, кто приступил к прорыву этой завесы – и как приступил! – был Михаил Васильевич Ломоносов.
Почти за сорок лет до Лавуазье Ломоносов создал свою научную химическую систему, свободную от «невесомых флюидов», или «невещественных веществ», в том числе от «теплорода». Он разработал и научную химическую систему вообще, и научный русский химический язык. Он исходил из понимания, что такие явления, как теплота, представляют собой особую форму движения материи. В 1744 г. он написал свой труд «Размышления о причине теплоты и холода». В сентябре 1748 г. Ломоносов доложил конференции Академии наук свой труд «Попытка теории упругой силы воздуха», где сформулировал основы кинетической теории газов, за 120 лет до того, как она получила всеобщее признание. В 1752 г. написал «Курс истинной физической химии». За десять лет до этого он дал замечательный образец приложения математики и механики к химии, написав «Элементы математической химии».
Великий русский ученый показал, что сохранение вещества и движения – «всеобщий естественный закон». Именно так сказал Ломоносов в диссертации «Рассуждение о твердости и жидкости тел». Широко распростирал свои руки сам Ломоносов в разнообразнейшие области химической теории и практики. Пробирное искусство, производство стекла, бисера, стекляруса, мозаичных смальт, фарфора, поваренной если, селитры, пороха, зеркальных составов, красок – не исчерпывают круг его творческих дел в области, подлежащей ведению химической технологии. Основав в 1748 г. первую русскую научную химическую лабораторию, он собственноручно выполнил 2184 опыта. Он изобрел разнообразнейшие приборы и аппаратуру. Химико-технические вопросы, связанные с производством металлов, обстоятельно по тому времени освещены в «Первых основаниях металлургии, или рудных дел». На основе своих личных теоретических и практических изысканий он построил в Усть-Рудице первый в России завод для производства мозаичных смальт, бисера, стекляруса, различных изделий из цветного стекла. Он оказал неоценимые услуги в создании в России фарфорового производства, красок, соли и исследований руд. Основоположник Московского университета, он позаботился о том, чтобы здесь возникла кафедра практической химии, и подготовка кадров, а вызов Ломоносова достойно ответили русские химики. Много достойного в развитии химических технологий сделал однокашник Ломоносова по учебе в Духовной академии в Москве – Дмитрий Иванович Виноградов. Виноградов дал своей стране русский фарфор – один из лучших в мире. Много ценного в производстве красок сделал ржевский механик и химик Терентий Иванович Волосков. В 1851 г. волосковские краски получили официальное мировое признание – бронзовую медаль на Всемирной выставке в Лондоне.
Захаров Яков Дмитриевич был застрельщиком самых передовых взглядов в химии. Борясь за движение вперед, он читал лекции по антифлогистической химии и давал русскому читателю такие книги, как изданный им в 1801 г. перевод под заглавием: «Начальные основания химии, горючее вещество опровергающей».
Аполлос Аполлосоэич Мусин-Пушкин, член разных обществ, в том числе член Лондонского королевского общества, положил в нашей стране почин в изучении платины. Его труды получили мировую известность после открытия им в 1797 г. новых «тройных» солей платины.По химии и металлургии платины он внес в мировую сокровищницу знаний более двадцати печатных работ. Василий Михайлович Севергин, действительный член Академии наук с 1793 г., член научных обществ Лондона, Эдинбурга, Ганау, член Стокгольмской Академии и многих других ученых обществ и учреждений занимался изучением химии минералов. Главный редактор «Технологического журнала», первенца русской периодической технической литературы, издававшегося Академией наук с 1804 г., Севергин опубликовал в этом органе много статей, в том числе и по технической химии. Особенную заслугу Севергина составляет издание в 1810–1813 гг. четырехтомника под заглавием: «Словарь химический, содержащий в себе теорию и практику химии с приложением ее к естественной истории и искусствам. Труды ученых в России сочетались со многими вкладами в техническую химию со стороны людей, не располагавших специальной подготовкой и знаниями.Можно назвать очень многих таких забытых технологов.
Это житель города Углича Кузнецов, изготовивший особую бумагу для кровель. Иван Алексеевич Гребенщиков, создавшего в годы борьбы с Наполеоном рецепты чрезвычайно стойкого крашения ситцев. Вспоминаются труды могилевского жителя Ильи Фаддеевича Баршина, «по своей методе» устраивавшего «паровые» винокуренные заводы в 20-х годах XIX в.
Интересна фигура крепостного княгини Багратион Дмитрия Прокофьевича Плигина, в те же годы изобретшего сургуч столь высокого качества, что он считался самым лучшим. Плигин также изобрел новый способ производства киновари. Он оказался хорошим дельцом и после работы у торговца сургучом Тяпкина в Москве завел свою фабрику, выпускал в год до шести тысяч пудов сургуча и до тысячи пудов киновари. Плигинские сургуч и киноварь вывозились за рубеж. Его дела шли так хорошо, что он завел себе еще табачную и макаронную фабрики. Таких предпринимателей, как Плигин, было не много; обычным же уделом новаторов в те времена была нужда. Одним из представителей именно таких новаторов, лишенных средств, был Иван Иванович Овцын, работавший в первой четверти XIX в. Он задумал открыть «секрет устроения термолампа», занимавшего в то время умы. В том же 1833 г. заводчик Давыдов изобрел и практически применил новый способ извлечения сахара из сахарной свеклы. В 1833 же году получили известность ярь-медянка и королевская желтая краска, изготавливавшиеся по оригинальным рецептам Василием Колесниковым. Крепостной графа Д.Н. Шереметева Колесникоа производил также «французскую зелень». Это перечень можно продолжить. Он охватил бы еще производство спирта, выделку мехов и кож, изготовление замши, клея, дрожжей, искусственной камеди и многое иное.
2.4 Учителя и исследователи
Русские новаторы умело использовали те новые возможности для развития химии вообще и технической в частности, которые появились, в стране в связи с возникновением высших учебных заведений.
Ломоносовский почин – учреждение Московского университета – был продолжен еще в XVIII в. открытием Горного института и Медико-Хирургической академии в Петербурге. Затем возникли: Харьковский университет – 1803 г., Петербургский Лесной институт – 1803 г., Виленский университет – 1803 г., Казанский университет – 1805 г., Варшавский университет – 1816 г., Одесский лицей – 1817 г., преобразованный в университет в 1865 г., Петербургский университет – 1819 г. и другие высшие учебные заведения. Теоретическая и техническая химия заняла в них свое место. По новому уставу 1803 г. в Академии наук была предусмотрена организация двух кафедр: «чистой» и технической химии.В первой половине XIX в. начал свою деятельность Александр Абрамович Воскресенский. Его Н.Н. Зинин и Д.И. Менделеев считали «зачинателем русского направления в химии». Начали славиться оригинальные научные школы, в числе которых следует для рассматриваемого времени, прежде всего, назвать казанскую научную школу химии, во главе которой стоял тогда Н.Н. Зинин.
Был издан ряд работ И.А. Двитубского, в 1807–1808 гг. «Начальные основания технологии или краткое показание работ, на заводах и фабриках производимых».
Распространению практических приложений химии способствовали такие деятели, как Ф.А. Денисов, которому принадлежит опубликованная в 1822 г. работа: «О влиянии химии на успех мануфактурной промышленности». Г.П. Федченко, Р.Г. Гейман, А.И. Ходнев и их современники также потрудились для развития технической химии. Ходневу принадлежит «Курс технической химии», напечатанный в 1856 г.
Русские деятели первой половины XIX в. обогатили своими вкладами все отрасли технической химии. В соответствии с производственными потребностями страны они посвятили много работ химико-технологической переработке пищевых продуктов. В числе деятелей, работавших в этой области в первой четверти XIX в., был В.Я. Джунковский, опубликовавший труды по производству фаянсовой посуды, сахара, уксуса. Русские технологи издали много работ по винокурению: Трощинский – «Описание растения стоколог и выкуривание из него вина», 1821 г.; Свечин – сохранение барды «на все годовое время», 1834 г.; Страхов – «Краткое наставление к выгоднейшему курению вина из картофеля», 1831 г.; Гежелинский – «О винокурении из картофеля в большом виде», 1844 г.; Ф.С. Иллиш – «Полное руководство к винокурению» и много других.
Однако, выдающееся дело для развития технической химии совершил в первой половине XIX в. Николай Николаевич Зинин. Он открыл новый способ превращения вещества: реакцию превращения ароматических нитросоединений посредством сернистого аммония в амидосоединения. Исходя из нитробензола, Зинин получил анилин.
В лаборатории Казанского государственного университета имени В.И. Ленина бережно хранится небольшое количество анилина, полученного лично Зининым.
Открытие превращения нитробензола в анилин стало основой, на которой развилась одна из самых мощных отраслей современной химической промышленности. Анилин стал исходным веществом для развития производства искусственных красителей, лекарственных веществ, важнейших взрывчатых веществ и многого другого.
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.