О развитии аналитической химии в России
М. В. Ломоносов (1711 —1765) впервые стал систематически применять весы при изучении химических реакций. В 1756 г. он экспериментально установил один из основных законов природы — закон сохранения массы вещества, составивший основу количественного анализа и имеющий огромное значение для всей науки. М. В. Ломоносов разработал многие приемы химического анализа и исследования, не потерявшие значения до наших дней (фильтрование под вакуумом, операции гравиметрического анализа и т. д.). К заслугам М. В. Ломоносова в области аналитической химии относится создание основ газового анализа, применение микроскопа для проведения качественного анализа по форме кристаллов, что в дальнейшем привело к развитию микрокристаллоскопического анализа, конструирование рефрактометра и других приборов. Результаты собственных исследований и опыт химика-исследователя, аналитика и технолога М. В. Ломоносов обобщил в книге «Первые основания металлургии или рудных дел»[11] (1763), оказавшей огромное влияние на развитие аналитической химии и смежных областей, а также металлургии и рудного дела[10].
Несколько членов Петербургской академии наук активно занимались химическим анализом — М. В. Ломоносов (1711-1765), Т. Е. Ловиц (1757-1804), В. М. Севергин (1765-1826), Г.И.Гесс (1802-1850), Ф. Ф. Бейльштейн (1838-1906). В советское время аналитическая химия успешно помогала решать многие научно-технические проблемы государственного значения (освоение атомной энергии, полупроводники и др.). Известны и крупные научные достижения. Н. А. Тананаев разработал капельный метод качественного анализа (по-видимому, одновременно с австрийским, позднее бразильским, аналитиком Ф. Файглем). Большой вклад советские аналитики внесли в изучение комплексообразования и его использование в фотометрическом анализе (И. П. Алимарин, А. К. Бабко, Н. П. Комарь и др.), в создание и изучение органических аналитических реагентов, развитие электрохимических методов анализа. Б. В. Львов предложил электротермический вариант атомно-абсорбционного метода — достижение, признанное во всем мире. Многое сделано в развитии хроматографии, экстракции и других методов разделения. Серьезные позиции завоеваны в области анализа металлов, геологических объектов, веществ высокой чистоты, в сфере автоматизации анализа[7].
Огромное влияние на развитие химии и других наук оказало открытие в 1869 г. Д. И. Менделеевым (1834-1907) периодического закона, а «Основы химии» Д. И. Дмитрия Ивановича Менделеева стали основой и при изучении аналитической химии. Большое значение имело также создание А. М. Бутлеровым теории строения органических соединений. Значительное влияние на формирование аналитической химии и ее преподавание оказала вышедшая в 1871 г. «Аналитическая химия» А. А. Меншуткина (1842-1907), выдержавшая 16 изданий в нашей стране и переведенная на немецкий и английский языки.
В 1868 г. по инициативе Д. И. Менделеева Дмитрия Ивановича и Н. А. Меншуткина при Петербургском университете было учреждено Русское химическое общество, которое с 1869 г. стало издавать свой журнал. Создание научного химического союза и выпуск журнала благотворно сказались на развитии отечественной химии и аналитической химии в частности.
Специальным разделом химии стал разработанный Н. С. Курнаковым (1860-1941) физико-химической анализ, основанный на изучении диаграмм «состав-свойство». Метод физико-химического анализа позволяет устанавливать состав и свойства соединений, образующихся в сложных системах, по зависимости свойства системы от ее состава без выделения индивидуальных соединений в кристаллическом или ином виде.
Крупным вкладом В. М. Севергина в развитие аналитической химии явился выпуск им нескольких руководств по химическому анализу, в особенности фундаментального труда «Пробирное искусство или руководство к химическому испытанию металлических руд и других ископаемых тел» (1801)[8].
Большое принципиальное значение для аналитической химии имело исследование комплексных соединений металлов с органическими веществами. В результате такого исследования Л. А. Чугаев (1873-1922) предложил в 1905 г. диметилглиоксим как реактив на никель. По своим аналитическим характеристикам диметилглиоксим остается одним из важнейших реактивов в современной аналитической химии, известным во всем мире как реактив Чугаева. Хотя с применением органических реактивов неорганическом анализеаналитики были знакомы и ранее - М. А. Ильинский (1856-1941) предложил а-нитрозо-Р-нафтол как реактив на кобальт еще в 1885 г., -систематические исследования в этой области начались с работы Л. А. Чугаева. Применение органических реактивов значительно расширило возможности аналитической химии.
Дальнейшее развитие теории аналитической химии связано с открытием Н. Н. Бекетовым (1827-1911) равновесного характера химических реакций.
1.3.Курнаков Николай Семенович (1860 – 1941)
Николай Семенович Курнаков родился в городе Нолинске Витебской губернии. После окончания Нижегородской военной гимназии поступил в Петербургский горный институт, получил первые научные звания – адъюнкта и профессора. Здесь он выполнил свои первые научные исследования в области химии комплексных соединений, получивших широкую известность. С 1898 г. Курнаков вместе с учениками приступает к систематическому изучению металлических сплавов.
Для многих химиков, воспитанных в духе классической химической науки второй половины XIX века, казалось удивительным, что Курнаков, уже прославившийся своими исследованиями в области комплексных соединений, стал заниматься металлическими сплавами – это область для науки была неясной, сложной и малоизученной. Опираясь на периодический закон химических элементов и исследования Д.И. Менделеева в области растворов, Курнаков считал, что для изучения общих закономерностей превращения веществ в металлические сплавы представляет огромный интерес. Но до конца XIX века наука не располагала методами их изучения.
Предстояло разработать новую методику и создать необходимые условия для организации исследования в области металлических сплавов.
В 1903 году Курнаков изобрел очень удобный, компактный и простой прибор – самопишущий пирометр, который позволил усовершенствовать методику термического анализа. Пирометр Курнакова нашел широкое применение в металлографических лабораториях мира. Изучая металлические сплавы различного состава, Курнаков применил ряд новых физических методов. Применение совокупности этих методов позволила получить новые экспериментальные данные, на основе которых он разработал учение о бертоллидах (соединения переменного состава) и дальтонидах (соединения определенного состава).
Исключительно важное значение методов физико-химического анализа заключается в том, что, в отличие от препаративной и аналитической химии, они позволяют изучить природу химических систем, не нарушая при этом самого состояния этих систем[9].
Соединяя в себе качества глубокого теоретика и прекрасного экспериментатора, Курнаков умел подбирать такие объекты исследования, изучение которых позволяло решать те или иные вопросы в самой общей их форме.
Ученый дал обобщенное определение химического индивида, подчиняющегося закону постоянных и кратных отношений.
Если в химии XX века утвердилось мнение, что химические соединения могут иметь не только постоянный, но и переменный состав, то в этом основная заслуга Курнакова. Он в 1913 году был избран членом Петербургской Академии наук.
Создание физико-химического анализа, изучение и освоение соляных богатств нашей страны, организация новых научно-исследовательских институтов, участие в строительстве химических комбинатов, создание крупной научной школы – все это самым непосредственным образом связано с именем Николая Семеновича Курнакова.
Век нынешний, новейший период истории аналитической химии, особенно богат нововведениями. Большое значение имело открытие хроматографии (русский ботаник и биохимик М. С. Цвет, 1903) и последующее создание разных вариантов хроматографического метода — процесс, продолжающийся до сих пор. Значительным дополнением к титриметрическим методам было развитие так называемого комплексонометрического титрования - метода, основанного на использовании (в качестве титранта) полиаминополикарбоновых кислот, названных «комплексонами». Собственно говоря, почти все методы базировались на применении одной кислоты - этилендиаминтетрауксусной.