Ломоносов М.В.
Ломоносов Михаил Васильевич (1711-1765) - первый крупный русский учёный-естествоиспытатель. Яркий пример «универсального человека» : энциклопедист, физик и химик.
Михаил Васильевич Ломоносов считал химию одной из главных областей своего научного творчества. Он начал заниматься химическими исследованиями уже в ранний период своей деятельности, будучи студентом Марбургского университета. В 1740-х годах Ломоносов разработал корпускулярную теорию строения вещества, отдельные положения которой предвосхитили представления атомно-молекулярного учения. Атомы он назвал элементами, а молекулы - корпускулами. "Корпускулы разнородны, - считал Ломоносов, - когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе: от этого зависит бесконечное разнообразие тел». Вернувшись в 1741 г. на родину Ломоносов приступил к экспериментальным исследованиям в области химии. В одной из своих ранних работ, «Элементы математической химии», он предложил краткое определение химии.
Химия - наука об изменениях, происходящих в смешанном теле. Таким образом, в этой формулировке предмета химии Ломоносов впервые представляет её в виде науки, а не искусства. Для Ломоносова «в химии все высказываемое должно быть доказано». Для него «истинный химик должен быть теоретиком и практиком», - он должен уметь и производить опыты с телами и давать объяснение полученных результатов.
Многие из работ Ломоносова в области химии содержали глубокие мысли, значительно опережавшие науку своего времени. Поэтому в 1745 году Ломоносову за его успехи в разработке вопросов химической науки было присвоено звание профессора химии.
В 1750-е годы, работая в Петербурге в химической лаборатории Академии наук, созданной благодаря его многолетним усилиям, Ломоносов опытным путем доказал многие из своих теоретических предположений. В лаборатории ученый проводил экспериментальные исследования по химии и технологии силикатов, обоснованию теории растворов, обжигу металлов, а также делал пробы руд. Он также изучал действие кислот на металлы, разрабатывал способы получения минеральных красок и цветных стекол из отечественного сырья, проводил анализы состава солей и минералов, создавал русский "химический язык". В Химической лаборатории Ломоносов в 1752–1753 годах впервые в мире прочитал курс физической химии студентам академического университета. Он заложил основы этой новой для того времени науки, сделав успешную попытку дать объяснение химическим явлениям на основе законов физики и своей теории строения вещества. «Физическая химия – писал он, – есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях».
Подводя итог своим многочисленным естественнонаучным исследованиям, в 1760 году он предложил общую формулировку закона сохранения вещества и движения: "...Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у тела отнимется, столько присовокупится к другому...Сей всеобщий естесственный закон простирается и в самые правила движения...". А несколько позже Ломоносов доказал этот закон точными опытами. В 1673 году знаменитый английский химик Роберт Бойль нагревал металлы в закрытых сосудах. После нагревания он открывал сосуды, взвешивал их – и обнаруживал увеличение веса. М.В. Ломоносов в отличие от Р. Бойля прокаливал металлы не на открытом воздухе, а в запаянных ретортах и взвешивал их до и после прокаливания. Увеличение веса металла при обжигании он приписывал соединению его с воздухом. Правильно проводя опыт, Ломоносов получил правильные результаты, доказавшие практически закон сохранения массы веществ.
В Химической лаборатории Ломоносов провел более четырех тысяч опытов и разработал технологию изготовления цветных прозрачных и непрозрачных стекол (смальт). Михаил Васильевич первым заявляет о необходимости знания химии для создания стёкол. Стекольное производство того времени имело в своём распоряжении весьма скудный ассортимент реактивов, что, конечно, сказывалось на окраске изделий.
В лаборатории производилась экспертная оценка различных красок отечественного производства, и эти краски сравнивались с ввозимыми из-за рубежа. Создавались и собственные краски. Поиск стойких, не разлагающихся при варке стекла красителей был кропотливым и сложным делом. Набор известных в то время красителей был невелик, многие рецепты содержались мастерами в секрете, поэтому Ломоносову пришлось произвести множество опытов, в которых проверялись не только рецептура, но и весь технологический процесс варки цветного стекла. Отыскивались необходимые материалы для тиглей и огнеупоров стекловаренных печей, определялся оптимальный режим варки. Довольно большой производительностью отличались печи для варки стекла, называвшиеся «финифтяными печами». Они применялись не только для экспериментальных целей, но и для приготовления значительного количества цветного стекла первых мозаичных картин Ломоносова. Эти же печи могли использоваться и для производства фарфоровых изделий. Кроме различных печей, в лаборатории находилось много стеклянных и металлических сосудов для хранения реактивов и проведения экспериментов, а также большое число экспериментальных приборов и измерительных аппаратов. Многие из них были сконструированы самим Ломоносовым. Химическая лаборатория стала местом, где Михаил Васильевич в 50-ых годах с громадным увлечением занялся совсем новым и очень своеобразным делом – мозаикой. Задача эта вполне подходила характеру и вкусам Ломоносова: в ней переплеталось изобразительное искусство с химией цветного стекла, оптикой и техникой.
В «Краткой истории о поведении Академической Канцелярии», составленной в 1764 г., Ломоносов писал: «Под смотрением и по расположению Ломоносова построена химическая лаборатория, в которой он, трудясь многими опытами, кроме других исследований, изобрел фарфоровую массу». Для суждения о работах Ломоносова по технологии фарфора сохранились весьма ограниченные материалы. В них записаны рецепты его фарфоровых масс и качество получавшегося фарфора после обжига. По всей вероятности, фарфором Ломоносов занимался менее продолжительное время, чем стеклом. Однако в области технологии фарфора его работы также вполне оригинальны, как и в области стеклоделия.
Михаил Васильевич Ломоносов был самым выдающимся химиком своего времени. Основными достижениями его в области химии, было материалистическое истолкование химических явлений, широкое введение физических методов и представлений для объяснения химических явлений, создание корпускулярной теории и общая формулировка закона сохранения массы веществ и энергии. За сравнительно короткое время в основанной им химической лаборатории были заложены научные основы русской промышленности по производству цветного стекла. Разработаны приемы и методы аналитических исследований руд и сырья из различных месторождений России. Работы Ломоносова в области физической химии заложили основы развития этой науки в нашей стране.
И, пожалуй, самое важное в его трудах - это пропаганда химических знаний. Непревзойденным образцом такого рода остается «Слово о пользе химии», прочитанное в Академическом собрании в 1751 г. До сих пор живут сказанные им тогда слова: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие... Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются пред очами нашими успехи ея прилежания».
До сих пор живут сказанные им тогда слова: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие... Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются пред очами нашими успехи ея прилежания».
Бутлеров А.М.
Бутлеров Александр Михайлович (1828-1886) - русский химик, создатель теории химического строения органических веществ, родоначальник «бутлеровской школы» русских химиков, учёный-пчеловод и лепидоптеролог, общественный деятель, ректор Императорского Казанского университета в 1860-1863 годах.
Главным делом всей жизни А. М. Бутлерова стала революционная для того времени Бутлеровтеория химического строения органических веществ, которой он занимался долгие годы сам и вместе со своими учениками и последователями. В своей теории великий химик утверждал, что свойства органических соединений зависят не только от химических элементов и их количества, но и от структуры молекулы, то есть от того, как атомы связаны между собой. Его теория объяснила существование изомеров — соединений с одинаковым химическим составом, но с разным строением или расположением атомов в пространстве. Правильность любой теории проверяется на практике. Подтверждением структурной концепции строения органических веществ Бутлерова стало получение в 1863-м году четырех изомеров бутилового спирта, один из которых был синтезирован непосредственно самим ученым. Кроме этого, Бутлеров на основе своей теории предсказал существование, свойства и поведение в химических реакциях изобутилена, двух бутанов, трёх пентанов.
В дальнейшем Александр Михайлович открыл и дал объяснение явлению таутомерии изомеров, введя в химическую науку понятие динамической изомерии. Сегодня именно таутомерия по Бутлерову является общепризнанной и заключается в том, что некоторые изомеры могут легко превращаться друг в друга, находясь в смеси в равновесном соотношении друг с другом.
Теория Бутлерова быстро завоевывала признание в международном ученом сообществе. Учебник с изложением его теории, законченный в 1866-м году, почти сразу же был переведен на все основные языки Европы.
В 1868-м году Бутлерову была присуждена Ломоносовская премия и по представлению Менделеева он был избран профессором химии Петербургского университета. Менделеев особо отмечал оригинальность трудов ученого, который развивал свои собственные идеи, а не идеи предшественников, а также то, что Бутлерову удалось создать свою химическую школу и оказать заметное влияние на развитие не только русской, но и мировой науки.
Чтобы показать, каким уважением и авторитетом пользовался Александр Михайлович, можно привести следующий факт: когда ему полагалась отставка по выслуге лет, университетский Совет дважды просил его остаться еще на пять лет. Последнюю лекцию ученый прочел всего за год до своей смерти.
Вклад А. М. Бутлерова в развитие отечественной химической науки невозможно переоценить. Он участвовал в создании российских химических школ ученых в Казани, Москве и Петербурге, воспитал более десятка учеников, ставших видными химиками, открыл множество новых химических реакций и соединений, синтезировал уротропин, триоксиметилен, этилен и этанол, третичные спирты, динзобутилен и многие другие вещества, важные для науки, промышленности и медицины. Он занимался исследованием явления полимеризации. На основании его работ другой знаменитый русский химик, С. В. Лебедев, разработал способ промышленного синтеза искусственного каучука.
Бутлеров еще при жизни избирался почетным членом многих научных обществ в России и за рубежом. В его честь назван кратер на Луне; улицы в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Киеве и других городах. Ему установлены памятники в Казани и Москве. В Казани на основе химического факультета университета создан Химический институт им. А. М. Бутлерова.
Бутлеров считал, что настоящий ученый должен быть и популяризатором своей науки. Параллельно с научными статьями он выпускал общедоступные брошюры, в которых ярко и красочно рассказывал о своих открытиях. Последнюю из них он закончил за полгода до смерти.
Менделеев Д.И.
Менделеев Дмитрий Иванович (1828-1886) - русский учёный-энциклопедист: химик, физикохимик, физик, метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, педагог, преподаватель, воздухоплаватель, приборостроитель.
Наиболее важный в методологическом отношении период в открытии новых элементов начинается с Менделеева. Именно Дмитрию Ивановичу принадлежит направляющая научная идея в систематических поисках ещё не открытых химических начал. Поразительных результатов в своей многогранной деятельности Менделеев достиг именно в этой области. Гениальное мастерство теоретического обобщения и научной прозорливости, проявленные русским учёным в деле систематизации накопленного в течение веков химиками всех стран фактического материала, открытие важнейшего закона, которому подчиняется вещество, и предсказания на основании анализа и развития периодического закона достойны удивления.
Дмитрий Менделеев занимался изучением газов в химии. Также Менделеева интересовали проекты стратостатов и аэростатов. Так в 1875 году он разработал проект стратостата объёмом около 3600 м3 с герметичной гондолой, подразумевающий возможность подъёма в верхние слои атмосферы, уже позже он спроектировал управляемый аэростат с двигателями.
Одним из главных достижений Дмитрия Ивановича Менделеева было создание периодической таблицы химических элементов. Эта таблица - классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Таблица - это графическое выражение периодического закона, который установил сам Менделеев. Также известно, что периодическая таблица, разработанная Менделеевым больше в рамках химии, явилась готовой систематизацией типов атомов для новых разделов физики.
Иногда можно встретить ошибочное мнение, что Менделеев на основании своих периодической системы и таблицы предсказал существование только трёх новых ещё не открытых элементов (речь идёт о галлии, скандии и германии). Этой ошибкой чаще всего грешат учебники, но её можно встретить и в работах авторов, незнакомых с трудами Менделеева в оригинале. Такая постановка вопроса является недооценкой Менделеева и не соответствует действительности.
На самом деле Менделеев определённо предсказал существование 11 неизвестных в то время элементов, оставил для них пустые клетки в таблице, с различной подробностью описал их свойства, наметил вероятные места их нахождения и пути их поисков (методы открытия). Кроме этих элементов, Дмитрий Иванович считал вероятным открытие ещё ряда редкоземельных, допускал существование заурановых элементов. Менделеев настолько глубоко верил в правильность открытого им закона, что решительно исправлял ряд констант многих элементов (до 20!) и требовал проверки своих теоретических выводов опытным путём. Как известно, «поправки» Менделеева были блестяще подтверждены.
Первые выводы о существовании периодической закономерности Менделеев подготовил работая над «Основами химии». Отпечатанная в виде наброска периодическая система была разослана многим химикам в 1869 г.
Эти выводы послужили основными исходными положениями, которые с исключительной плодотворностью Менделеев развивал в течение нескольких последующих лет. Он исправлял константы многих элементов и сделал полностью оправдавшиеся и далеко идущие предсказания. Выдающимся образцом стихийного применения методологии материалистической диалектики к учению о системе элементов является большая работа Менделеева, опубликованная им в 1871 г., «Естественная система элементов и применение её к указанию свойств не открытых элементов». Именно в этой работе Д. И. подробно говорит о предлагаемых им исправлениях констант ряда элементов, описывает свойства ещё никем не наблюдённых простых тел, пишет о вероятных открытиях новых редкоземельных и трансурановых элементов и т. п.
Величайший триумф Менделеева начался тогда, когда стали открывать предсказанные им новые элементы. Д. И. при жизни трижды (в 1875, 1879 и 1886 гг.) испытал счастье быть свидетелем претворения своих гениальных пророчеств. Интересно; что после опытного обнаружения предсказанных элементов были случаи, когда авторы этих открытий вначале ошибались в определении некоторых констант для обнаруженных простых тел, но потом исправляли свои ошибки, согласно указаниям Менделеева. Так случилось с удельным весом галлия и атомным весом скандия. Детали в подтверждении предсказаний Д. И. о Ga, Sc и Ge широко известны.
Ещё три элемента, предсказанных Менделеевым, были открыты в конце XIX в. Это элементы, занявшие 88, 89 и 91 клетки. А четвёртый элемент, также предсказанный Менделеевым вместе с этими тремя, был получен в результате альфа-распада актиния в виде бета-радиоактивного изотопа щелочного металла 87 с периодом полураспада в 21 минуту. Наблюдала его впервые в 1939 г. Маргарита Перей и назвала его францием Fr. О четырёх указанных элементах Менделеев писал ещё в 1871 г. Достойно удивления и то, что Менделеев в той же работе считал вероятным существование ещё заурановых элементов. Он считал уран элементом не последним, а только близким к концу периодической системы. При этом Менделеев всегда отмечал, и эта мысль оправдалась, что тяжёлых элементов типа урана, если они и существуют, должно быть немного: «… если в недрах земли и встречаются ещё некоторые неизвестные тяжёлые металлы, то можно думать, что их число и количество будут незначительны».
Ещё одно немалое достижение Менделеева - это открытие «температуры абсолютного кипения жидкостей», то есть критической температуры. Критическую температуру Менделеев открыл в 1860 году, устроив в своем доме лаборатории, с помощью которой он исследовал поверхностное натяжение жидкостей при различных температурах. Сама под собой в термодинамике «критическая температура» подразумевает значение температуры в критической точке, то есть при температуре выше критической точки газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.
Уравнение состояния идеального газа - это формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Это уравнении называется уравнением Клайперона-Менделеева, именно потому что вклад в открытие уравнения внесли оба этих ученых. Если уравнение Клапейрона содержало неуниверсальную газовую постоянную, значение которой необходимо было измерять для каждого газа, то Менделеев нашел коэффициент пропорциональности того, чего он назвал универсальной газовой постоянной.
Главная палата мер и весов была учреждена в 1893 году в Санкт-Петербурге по инициативе Дмитрия Менделеева. Главная палата мер и весов являлась центральным учреждением Министерства финансов и заведовала поверочной частью в Российской империи и подчиненным отделу торговли. Задачей этой Палаты, которую открыл Менделеев, было «сохранение единообразия, верности и взаимного соответствия мер и весов», как говорилось в Положении о мерах на 1899 год. Ныне Главная палата мер и весов - это Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева.
Дмитрий Менделеев – известен тем, что составил периодический закон химических элементов. Также Менделеев Дмитрий Иванович известен как общественный деятель, химик, физик, педагог и приборостроитель.
Лебедев С.В.
Лебедев Сергей Васильевич (1874-1934) - выдающийся русский учёный-химик первой половины 20 века, основоположник промышленного способа получения синтетического каучука. Академик АН СССР.
Основные научныеисследования С.В. Лебедева посвящены полимеризации, изомеризации и гидрогенизации непредельных соединений: в 1910 г. впервые получил образец синтетического бутадиенового каучука; с 1914 г. начал работы по изучению полимеризации этиленовых углеводородов, которые легли в оlebснову современных промышленных методов получения бутилкаучука и полиизобутилена; разработал (1926–1928 г.г.) одностадийный промышленный способ получения бутадиена из этилового спирта путем совмещенной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на смешанном цинкалюминиевом катализаторе; получил (1928 г.) синтетический каучук полимеризацией бутадиена под действием металлического натрия, на основе этого каучука разработал (1930 г.) методы получения резины и резинотехнических изделий. С. В. Лебедев былруководителем и вдохновителем всех работ лаборатории и завода. Этой работе он отдавал все свои силы и весь энтузиазм, считая, что уже "участие в грандиозном развёртывании промышленности синтетического каучука есть награда, так как величайшее счастье видеть свою мысль превращённой в живое дело такой грандиозности" (из речи С. В. Лебедева при получении ордена Ленина). С осени 1930 г. на Опытном заводе начались систематические работы по изучению свойств натрий-дивинилового каучука и по приготовлению из него резины. Вскоре испытанием в эксплоатации была доказана высокая техническая ценность изделий из синтетического каучука. С 1932 г. по методу Лебедева в СССР впервые в мире начала создаваться промышленность синтетического каучука.
Выдающиеся труды Лебедева С.В. навсегда войдут в сокровищницу мировой науки и техники, а его имя должно стоять рядом с именами великих учёных.
