Теоретики и практики (продолжение)

Русский немец 

Вильгельм Фридрих (Вильгельм Готфридович) Оствальд родился в 1853 году в Риге. В 1875 году окончил университет в Дерпте (ныне — Тарту, Эстония) и остался в нем преподавать. В 1882 году вернулся на родину, преподавал в Рижском политехническом училище. В 1887 году переехал в Лейпциг (Германия), где до самой смерти, в течение 45 лет, возглавлял кафедру химии местного университета. 78-летний ученый умер в 1932 году в Лейпциге. 

Основные научные работы Оствальда посвящены теории электролитической диссоциации. Ученый обнаружил связь электропроводности растворов кислот со степенью их электролитической диссоциации, дал способ определения основности кислот по электропроводности их растворов, сформулировал закон разбавления Оствальда, описал явление так называемого «Оствальдовского созревания», предложил рассматривать реакции аналитической химии как взаимодействие между ионами. Ученый изучал также вопросы химической кинетики и катализа — в частности, разработал процесс получения азотной кислоты окислением аммиака на платиновом катализаторе. Кроме того, Оствальд создал количественную теорию цвета, шкалу порядка определения цветов, систему цветовой гармонии и атлас цветов — немецкий цветовой стандарт лакокрасочной продукции RAL. 

В 1909 году Оствальд стал лауреатом Нобелевской премии по химии «за изучение природы катализа и основополагающие исследования скоростей химических реакций». 

Оствальд был одним из крупнейших организаторов науки своего времени — он основал при Лейпцигском университете первый в мире Физико-химический институт, стоял у истоков Германского электрохимического общества, вместе с Якобом Вант-Гоффом учредил «Журнал физической химии», издал огромную серию «Классики точных наук» (Ostwald’s Klassiker der Exakten Wissenschaften) — несколько сотен классических работ по математике, физике и химии. В лаборатории Оствальда работали выдающиеся ученые, нобелевские лауреаты Сванте Аррениус, Вальтер Нернст, Уильям Рамзай и Фриц Габер. 

Лейпцигский университет

Оствальд был видным философом, создавшим на базе законов классической термодинамики теорию энергетической философии (энергетизма), альтернативу материализму и идеализму. Оствальд считал единственной реальностью энергию, а материю и дух — формами проявления энергии. Он предложил рассматривать биологические и психологические процессы как энергетические и распространить энергетический подход на сферу социальных явлений.

Отмечу, что Вильгельма Оствальда можно (и нужно) внести в пантеон выдающихся русских ученых, поскольку он был подданным Российской империи — здесь он родился, вырос, получил среднее и высшее образование (на русском языке) и полностью сформировался как ученый.  

Маэстро катализа

Поль Сабатье родился в 1854 году в южно-французском городе Каркассон в семье коммерсанта. Среднее образование получил в лицее и колледже Святой Марии в Тулузе, высшее — в Политехнической школе в Париже и университете Бордо. Работал ассистентом выдающегося химика Марселена Бертло в College de France, в 1880 году защитил докторскую диссертацию по термохимии серы и сульфатов. С 1882 года на протяжении почти 60 лет (!) преподавал химию в Тулузском университете, четверть века был деканом факультета естественных наук. 

Тулузский университет

Член Парижской академии наук, Лондонского Королевского общества и Американского химического общества, командор ордена Почетного легиона, лауреат Нобелевской премии по химии 1912 года за разработку метода гидрогенизации органических соединений (так называемой «реакции Сабатье»). Умер в 1941 году в Тулузе в возрасте 86 лет.

Основные направления исследований Сабатье — термохимия и катализ. Ученый выполнил серию работ по термохимическому исследованию сульфидов, селенидов и галогенидов металлов; изучал кинетику реакций с участием фосфорных кислот; начал использовать в качестве катализаторов железо, кобальт, никель и медь вместо благородных металлов. Впервые выполнил прямое одностадийное гидрирование этилена до этана в присутствии порошкообразного никеля (реакция Сабатье-Сандерана), провел каталитическое гидрирование олефинов, ацетиленов и ароматических углеводородов, включая бензол. Предложил теорию гидрогенизационного катализа, согласно которой роль металлических катализаторов заключается в образовании промежуточных соединений — гидридов металлов. Синтезировал на никелевом катализаторе метан из монооксида углерода и водорода; показал возможность каталитического восстановления оксидов азота и нитросоединений; исследовал каталитические превращения спиртов в присутствии мелкораздробленных металлов и их оксидов; осуществил каталитическую парофазную гидрогенизацию непредельных карбоновых кислот, тем самым заложив основу для промышленного  производства маргарина. 

Оппонент Менделеева

Сванте Август Аррениус родился в 1859 году в местечке Вик, недалеко от Упсалы (восточная Швеция), в семье управляющего имением. Окончил кафедральное училище в Упсале и Упсальский университет (отделение физики и химии), а также Физический институт Королевской шведской академии наук. В 1884 году в своей докторской диссертации молодой ученый изложил основы теории электролитической диссоциации (теперь она называется «теорией Аррениуса»), которую ученый совет Упсальского университет не понял, в связи с чем присвоил Сванте самую низшую, 4-ю степень, не дававшую возможности преподавать. 

Получив стипендию академии наук, Аррениус совершил научное турне по Европе, поработав с ведущими учеными того времени: в Риге (Россия) — с Вильгельмом Оствальдом, в Вюрцбурге (Германия) — с Вильгельмом Кольраушем и Вальтером Нернстом, в Граце (Австро-Венгрия) — с Людвигом Больцманом, в Амстердаме (Голландия) — с Якобом Вант-Гоффом. 

Королевский технологический институт. Стокгольм

Вернувшись в Стокгольм в 1891 году, Аррениус начал читать лекции в Королевском технологическом институте, через пять лет став ректором этого вуза. В 1901 году избран членом Королевской шведской академии наук, в 1903 году получил Нобелевскую премию по химии («лауреат №3») за разработку теории электролитической диссоциации. Иностранный член Лондонского Королевского общества, Германского химического общества и Санкт-Петербургской академии наук, почетный член Академии наук СССР. С 1905 года и до конца жизни — директор Физико-химического Нобелевского института в Стокгольме. Умер в 1927 году в Стокгольме в возрасте 68 лет, похоронен в родной Упсале. 

Помимо своего главного творения — теории электролитической диссоциации, Аррениус создал учение об изогидричности, разработал теорию гидролиза солей и внес огромный вклад в развитие химической кинетики – объяснил температурную зависимость скорости реакций (уравнение Аррениуса), ввел понятие энергии активации. Кроме того, ученый вел исследования в области иммунохимии, изучал химические реакции в живых организмах. Помимо химии, Аррениус активно занимался «чистой» физикой. 

Отметим, что одним из наиболее острых оппонентов Аррениуса был Дмитрий Менделеев. Швед не остался в долгу, сделав все, чтобы Менделеев, несмотря на трехкратное выдвижение, не стал лауреатом Нобелевской премии. Кстати, эта обструкция гениального русского химика, наряду с ненаграждением Льва Толстого, считается самой вопиющей ошибкой Нобелевского комитета. 

Изобретатель противогаза

Николай Дмитриевич Зелинский родился 25 января 1861 года в Тирасполе в дворянской семье. Рано оставшийся без родителей, умерших от быстротечной чахотки, Николай, опекаемый бабушкой, окончил Тираспольское уездное училище, одесскую Ришельевскую гимназию и естественное отделение Новороссийского университета в Одессе. Затем два года стажировался в Германии, в лабораториях Йоханнеса Вислиценуса в Лейпциге и Виктора Мейера в Геттингене. С 1887 года преподавал химию в Новороссийском университете, защитил магистерскую и докторскую диссертации по теме изомерии. С 1893 года вплоть до своей смерти был профессором Московского университета, заведуя кафедрами общей химии, органической химии и химии нефти. В 1935 года организовал Институт органической химии АН СССР, сегодня носящий имя ученого. Герой Социалистического Труда (1945 год), кавалер четырех орденов Ленина и двух орденов Трудового Красного Знамени, лауреат трех Сталинских премий. Умер в 1953 году в Москве в возрасте 92 лет, похоронен на Новодевичьем кладбище. 

Жизнь Зелинского была не только очень долгой (он родился до отмены крепостного права, а умер после смерти Сталина), но и крайне насыщенной с научной точки зрения — он автор десятков первоклассных открытий. Помимо прочего, к Николаю Дмитриевичу после смерти Менделеева перешел неформальный статус главного теоретика российской нефтянки, основного интеллектуального «мотора» химии углеводородов и органического катализа.

В частности, Зелинский впервые синтезировал ряд циклопентановых и циклогексановых углеводородов, послуживших эталонами для изучения химического состава и основой искусственного моделирования нефти и нефтяных фракций; открыл явление дегидрогенизационного катализа; получил реакцию гидрогенолиза циклопентановых углеводородов с превращением их в алканы в присутствии платинированного угля и водорода. Эти исследования лежат в основе современных процессов каталитического риформинга нефти. 

Ученый существенно усовершенствовал технологию промышленной нефтепереработки — например, предложил использовать оксидные катализаторы при крекинге нефти и дегидрогенизацию парафинов и олефинов (это привело к снижению температуры техпроцесса); осуществил гладкую дегидрогенизацию циклогексана и его гомологов в ароматические углеводороды в присутствии платинового и палладиевого катализаторов; разработал эффективный метод получения бензина крекингом солярового масла и нефти в присутствии хлористого и бромистого алюминия; улучшил характеристики каталитического уплотнения ацетилена в бензол. Являясь сторонником теории органического происхождения нефти, Зелинский провел исследования, связавшие генезис нефти с сапропелями, горючими сланцами и другими природными и синтетическими органическими веществами.

Особое место в деятельности ученого занимают его работы по адсорбции газов и созданию (совместно с технологом московского завода «Треугольник» Эдуардом Куммантом) угольного противогаза, использующего активированный березовый или липовый уголь. В 1915 году, в разгар Первой Мировой войны, этот противогаз был принят на вооружение во всех армиях Антанты и спас огромное количество жизней. За три года было изготовлено более 5 млн противогазов. Зелинский от патента отказался («Нельзя наживаться на человеческих несчастьях»), а Куммант не был столь щепетилен и получил гигантский гонорар — 370 тыс. рублей, став самым высокооплачиваемым изобретателем в истории дореволюционной России. 

Зелинский создал целую научную школу; один из его учеников — академик Александр Несмеянов, в 40-60-е годы возглавлявший сначала МГУ, а затем Академию наук СССР.

Личная жизнь ученого также протекала насыщенно. Его первый брак, продолжавшийся четверть века, был бездетным, во втором браке родилась дочь, в третьем — два сына. Когда родился младший сын Зелинского, ученому было уже 79 лет.

Именем Зелинского в Москве названа улица (кстати, одна из самых коротких в столице), известная тем, что на ней официально зарегистрирован президент России Владимир Путин.

Патриот — антифашист

Вальтер Герман Нернст родился в 1864 году в прусском городе Бризен (ныне — Вомбжезно, Польша) в семье судьи. После окончания средней школы в Грауденце (Грудзендз) Нернст изучал естественные науки в Берлине, Цюрихе (Швейцария), Граце (Австро-Венгрия) и Вюрцбурге (Германия). В этот период ученый совместно с австрийским физиком Альбертом фон Эттингсгаузеном открыл термомагнитный эффект, который затем был назван эффектом Эттингсгаузена-Нернста. Докторскую диссертацию ученый защитил в Вюрцбурге, хабилитационную — в Лейпциге. С 1891 года Нернст преподавал в университете Геттингена (кстати, он был первым в этом небольшом городе владельцем автомобиля), с 1905 года — в Берлинском университете (некоторое время он был ректором этого вуза). В 1933 году, после прихода к власти нацистов, ушел на пенсию. 77-летний ученый умер в 1941 году в собственном поместье Обер-Цибелле в восточно-немецком городе Бад-Мускау (Мужаков), похоронен на городском кладбище Геттингена рядом с великими физиками Максом Планком и Максом фон Лауэ.

Университет Геттингена

Нернст внес огромный вклад в физическую химию (электрохимию, термохимию, кинетику газов и жидких кристаллов) и сопредельные разделы физики, включая квантовую механику. В частности, ученый сформулировал закон распределения Нернста (зависимость распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкостями) и рассчитал толщину диффузионного слоя при электролизе, который тоже получил имя Нернста. Главная заслуга ученого — формулирование третьего закона термодинамики (1906 год): энтропия при абсолютном нуле равна нулю (соответственно, абсолютный температурный ноль недоступен). В 1920 году Нернст стал лауреатом Нобелевской премии по химии за цикл работ по термодинамике.

Кроме того, ученый был и отличным практиком — в частности, в 1897 году он изобрел лампу накаливания («лампа Нернста»), которую, приобретя патент, продвигал немецкий электротехнический гигант AEG. Около 10 лет лампа Нернста доминировала на мировом рынке, но потом уступила первенство лампе Эдисона. Нернст активно изучал химические процессы в двигателях внутреннего сгорания и в результате исследований предложил для увеличения мощности мотора впрыскивать в топливную смесь закись азота. Ученый также участвовал в разработке первого в мире электронного пианино Neo Bechstein. 

Нернст был создателем Немецкого общества прикладной физической химии имени Бунзена, организатором знаменитых физико-химических конгрессов Сольве (названы так по имени главного спонсора, бельгийского промышленника Эрнеста Сольве), принявших за основу квантовую механику Планка и теорию относительности Эйнштейна, изменивших облик современной науки. Ученый выступил соучредителем Института физики имени кайзера Вильгельма (первый директор — Альберт Эйнштейн). Был избран действительным и почетным членом 13 научных академий, включая Академию наук СССР и Лондонское Королевское общество.

После вступления Германии в Первую Мировую войну Нернст, занявший ура-патриотическую позицию, будучи автовладельцем, вступил в Императорский добровольческий автомобильный корпус и в качестве водителя («бензинового лейтенанта») летом-осенью 1914 года принимал участие в наступлении немецких войск на Париж и крупной битве на реке Марна. Затем ученый в качестве руководителя специальной комиссии №3 Фонда военно-технических наук кайзера Вильгельма занимался вопросами разработки и модернизации боеприпасов (включая химические) и военной техники, за что был награжден Железным крестом. После капитуляции Германии Нернст вместе со своим другом и коллегой Фрицем Габером, «отцом химического оружия» (см. материал «Химия – владычица наук»), чуть было не угодил в список военных преступников, в связи с чем был вынужден на полгода уехать в нейтральные страны — Швецию и Швейцарию. В итоге судебного преследования ученый избежал.

Нацистскую идеологию Нернст категорически не принял, за что был исключен из президиума Общества кайзера Вильгельма (немецкой академии наук) и ряда академических институтов. Особенно активно ученый, обе дочери которого вышли замуж за евреев (затем они были вынуждены эмигрировать за границу), выступал против антисемитизма, защищая своих друзей-евреев, включая Фрица Габера и Альберта Эйнштейна.

Автор координационной теории

Альфред Вернер родился в Мюлузе во французском Эльзасе в 1866 году, незадолго до франко-прусской войны, когда Эльзас был присоединен к Германии. Окончил начальную школу и техническое училище Мюлуза (Мюльхауза), где увлекся химией и стал проводить дома химические опыты, в результате чего однажды устроил взрыв, разрушивший часть дома. 

В 1885 году Альфред был призван в прусскую армию и в течение года проходил военную службу в Карлсруэ. После дембеля Альфред поехал получать высшее образование в Технологический институт Цюриха (Швейцария). Здесь он в 1890 году получил докторскую степень по теме стереохимии азотсодержащих органических соединений, после чего полгода стажировался в лаборатории великого Марселена Бертло в College de France. С 1892 года Вернер преподавал в Политехническом институте Цюриха, через год стал профессором Химического института, а в 1909 году возглавил вуз. В 1913 году стал лауреатом Нобелевской премии по химии. 

В 1919 году скончался в Цюрихе от атеросклероза, тем самым установив печальный рекорд: среди лауреатов Нобелевской премии по химии Вернер умер в наиболее молодом возрасте — всего 52 года. Это тем более обидно, поскольку Вернер был очень энергичным и работоспособным человеком, широкоплечим здоровяком, отличным спортсменом-альпинистом. 

Ученый прославился созданием координационной теории, которая легла в основу химии комплексных соединений. Основные положения своей теории Вернер изложил в 1893 году. Среди них:

  • понятия комплексообразователя (центрального атома), окружающих его лигандов, координационного числа, пространственного строения комплексов и первичной и вторичной валентности;
  • природа связей центрального атома с лигандами внутренней и внешней сферы (неионогенная и ионогенная); на основе этого изучена реакционная способность атомов и групп, находящихся во внешней сфере;
  • рациональная классификация огромного количества комплексных соединений.

Ученый в течение короткого времени экспериментально обосновал различные аспекты комплексной теории и осуществил направленный синтез более чем 40 новых оптически активных координационных соединений. Вернер проделал огромную работу по изучению и оптической изомерии одно- и многоядерных комплексов. Координационная теория получила широкое применение в различных областях химии. 

Кром того, в 1907 году Вернер сформулировал свою оригинальную теорию кислот и оснований, в частности, предложив классификацию кислот по двум группам — аквакислоты и ангидрокислоты. 

Создатель школы

Дмитрий Николаевич Прянишников родился в 1865 году в слободе Кяхта Забайкальской области в семье почетного гражданина, купца 1-й гильдии. Окончил Иркутскую гимназию, естественное отделение физико-математического факультета Московского университета и Петровскую земледельческую и лесную академию, в которой остался для преподавания. Ученик выдающихся ученых — Владимира Марковникова, Александра Столетова, Климента Тимирязева, Александра Сабанеева, Ивана Горожанкина. 

В 1892 году Дмитрий был командирован на два года за границу: стажировался в Геттингенском и Цюрихском университетах, а также в Пастеровском институте в Париже. Вернувшись в 1894 года в Москву, Прянишников начал читать в Московском университете первый в России курс агрономической химии. Защитил магистерскую и докторскую диссертации по расщеплению белковых веществ в растениях. С 1895 года и до конца жизни заведовал кафедрой агрохимии в Московском сельскохозяйственном институте, несколько лет был ректором этого вуза. Член-корреспондент Императорской Санкт-Петербургской академии наук (1913 год), действительный член Академии наук СССР (1929 год) и Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук (ВАСХНиЛ, 1936 год), иностранный член Французской академии наук, Германской академии естествоиспытателей и Королевской академии сельского и лесного хозяйства Швеции. Герой Социалистического Труда, кавалер двух орденов Ленина, трех орденов Трудового Красного Знамени и ордена Отечественной войны I степени, лауреат премии имени Ленина и Сталинской премии.

Всесоюзная академия сельскохозяйственных наук

Умер в 1948 году в Москве в возрасте 82 лет от воспаления легких, похоронен на Ваганьковском кладбище. 

Прянишников по праву считается крупнейшим российским агрохимиком, биохимиком и физиологом растений, основоположником советской научной школы агрономической химии, разработавшим научные основы применения калийных, азотных и фосфорных удобрений, а также программу развития и размещения азотно-туковой и калийной промышленности в СССР.

В 1907 году ученый организовал и в течение 9 лет был директором Высших женских сельскохозяйственных («Голицынских») курсов. В 1919 году стал одним из создателей Научного института по удобрениям и инсектофунгицидам, а также Всесоюзного института по удобрениям, агротехнике и агропочвоведению. Прянишников был членом Госплана  СССР и членом коллегии Комитета по химизации народного хозяйства СССР, одним из инициаторов создания которого он был. 

Во время Великой Отечественной войны ученый был эвакуирован в Среднюю Азию, где в ходе обследования земель для расширения сельскохозяйственных угодий выявил и обосновал использование под посевы зерновых и технических культур свыше 13 млн гектаров ранее не обрабатывавшихся земель.

Но самым тяжелым временем в жизни и работе Прянишникова стала не война, а годы Большого террора, совпавшие с периодом затяжной борьбы ученого с почвоведческой теорией Василия Вильямса, который, к сожалению, был склонен переводить научные разногласия в политическую плоскость. В результате этого ряд соратников Прянишникова, включая вице-президента ВАСХНиЛ, директора ВНИИ зернового хозяйства Николая Тулайкова, были объявлены «врагами народа» и репрессированы, а сам Прянишников открыто назван «пособником вредителей». 

Тем не менее, ученый не только не сдался, но и спустя несколько лет выступил в поддержку великого генетика Николая Вавилова. В июне 1942 года, после неоднократных ходатайств и личной встречи ученого с Берия, жена которого была аспиранткой на кафедре Прянишникова, Президиум Верховного Совета СССР заменил Вавилову высшую меру наказания 20 годами лишения свободы. К сожалению, это продлило жизнь Вавилова ненадолго — в январе 1943 года он умер в Саратовской тюрьме. 

Григорий Волчек