Санкт-ПетербургПасмурно+2°C
$ЦБ:76,32ЦБ:91,31OPEC:46,43

Чем прославился химик, обучавший императора Александра II и Дмитрия Менделеева

Гессе
© Общественное достояние

Историки естественных наук ставят Германа Гессе в один ряд с Ломоносовым и Мендлеевым, именуя его одним из крупнейших российских химиков. Почему же многие из его работ публиковались на французском и немецком языках, а на русский – были переведены лишь спустя долгие годы?

В 1826 году в Иркутск прибыл молодой доктор, получивший назначение на работу сразу после окончания медицинского вуза. Он проехал тысячи километров на лошадях, чтобы преодолеть путь от Дерпта, где располагался его университет (ныне Тарту, Эстония), до Сибири. Это было то время, когда даже самых талантливых выпускников отправляли за опытом в захолустные места, по-настоящему нуждавшиеся в кадрах. Поэтому когда Герман Иванович принялся бороться с местной эпидемией «глазной болезни» и многими другими заболеваниями, никто из его пациентов даже представить себе не мог, что перед ними человек, за карьерой которого с большим интересом следила Петербургская академия наук.

Дерптский университет
© Общественное достояние

Причиной такого внимания стали блестящая дипломная диссертация (по словам декана учебного заведения, студент обладал «знаниями, которые редко кто проявлял даже при получении докторской степени») и последующая командировка в Стокгольм. Там молодому Гессе довелось в течение полугода работать с великим шведским химиком Йёнсом Берцелиусом - автором таких понятий как «органическая химия», «катализ», «изомерия», «аллотропия». Это он ввел в употребление современную химическую символику, уточнил атомные веса известных элементов и определил процентный состав более чем двух тысяч соединений. О подобной стажировке можно было только мечтать! Студент с особым рвением впитывал все уроки мастера и заслужил высокую оценку своих способностей.

Что же делал медик в лабораториях химика?

химик
Фото © Йёнс Берцелиус

Герман Гесс родился в 1802 году в Женеве в семье художника. Когда ему было три года, семья переехала в Россию, куда отца пригласили работать гувернером. Здесь мальчика, которого при рождении назвали Жермен Анри, без долгих раздумий переименовали в Германа Ивановича и поселили вместе с родителями в хозяйской усадьбе. Хорошее начальное образование он получил благодаря учителям, обучавшим детей владельца имения, и которые согласились в свободное время заниматься с любознательным ребенком.

В юношестве Гессе перебрался в Дерпт, где после частной школе и гимназии поступил на медицинский факультет местного университета. Впрочем, его не слишком привлекала профессия доктора, зато интересовали естественные науки, в частности химия, которая на высоком уровне преподавалась в вузе.

Поэтому после окончания учебного заведения, попав в Иркутск, помимо своих непосредственных врачебных обязанностей молодой человек вел исследования в области минералогии и геологии. Он принял участие в экспедициях на Урал и Забайкалье, анализировал состав и свойства местных минеральных вод и горных пород, даже открыл четыре новых минерала – уваровит, гидроборацит, вертит и фольбортит.

Все это произвело неизгладимое впечатление на Академию наук и в 1928 году его избрали адъюнктом по химии. Вернувшись в Петербург, Герман Иванович окончательно понял, что свою жизнь он хочет посвятить именно этой науке. В размышлениях о том, какому направлению отдать предпочтение, он изобрел прибор для определения влажности атмосферы (1929) и написал ряд научных статей на тему геологии. Для кого-то это мог быть венец карьеры, для Гессе - только «разминка перед боем».

химия
Фото © Оснащение кабинетов химии в Российской империи на рубеже 18-19 веков

В начале 19 века состояние химии в России, уровень проводимых исследований и достигнутые результаты, сильно отставал от европейского. Учебные руководства, написанные на русском языке, не отражали современных достижений и представляли на своих страницах «вчерашний день» науки. Исправить положение взялся Герман Иванович. Для начала он устроил лабораторию в одной из комнат собственной квартиры, а затем добился ассигнования на развитие химической лаборатории в стенах АН – закупку препаратов и нового оборудования. Это позволило ему всерьез приступить к изысканиям.

Первым успехом стало написание в 1831 году учебника «Основание чистой химии», который произвел фурор в академическом сообществе и считается прообразом «Основ химии» Менделеева. В нем ученый рассмотрел 54 элемента (простые тела), важнейшие неорганические соединения, изложил органическую химию и химический анализ, перечислил приборы и приемы. Теоретическая трактовка всех описываемых опытов находилась на самом передовом уровне для того времени. В течение последующих 30 лет учебник был основным в вузах России. По нему учился не только Дмитрий Иванович, в коллекции которого бережно хранился, но и Бутлеров, Зинин, Воскресенский.

менделеев
© Общественное достояние

Кстати, связь Гессе с Менделеевым гораздо крепче, чем может показаться на первый взгляд. При написании своей работы Герман Иванович задался целью определить порядок, в котором следовало бы описывать химические элементы. Он представил собственную классификацию, разделив их на 5 отдельных групп, схожих по своим свойствам.

Ученый писал: «Она ещё очень далека от того, чтобы быть естественной, но всё-таки соединяет элементы и группы весьма сходные, и с расширением наших сведений может усовершенствоваться». Через почти 40 лет этим вопросом озадачился Дмитрий Иванович и создал периодическую таблицу, которая своим появлением буквально изменила мир.

Еще одной заслугой Гессе, ставшего на тот момент уже академиком АН, была разработка русской химической терминологии, используемой им в учебнике. Она оказалась настолько удачной, что в дополненном Менделеевым виде номенклатура применяется и по настоящий день.

Достижения академика дошли до царской семьи и его пригласили обучать основам естественнонаучных знаний цесаревича Александра, будущего императора Александра II (1832-1836 годы). Параллельно он приступил к преподаванию в лучших высших учебных заведениях страны, стараясь повысить статус химии в их образовательных программах.

горный университет
© Общественное достояние

Так, в 1832 году Герман Иванович занял профильную кафедру в Горном институте. Ученый ввел систематические занятия по аналитической химии, на которую до этого момента в институте почти не обращали внимания. Вскоре он добился того, что она стала одним из главных предметов преподавания в вузе. В должности профессора Гессе проработал в Горном 17 лет. Более того, «За особые труды и успехи по преподаванию» его наградили перстнем с императорским вензелем.

Но все-таки главной сферой деятельности ученого было вовсе не образование. Он широко известен, прежде всего, как основатель современной термохимии. Этот раздел посвящен тепловым эффектам, сопровождающих химические и физики-химические процессы. Конечно, изучение исследователями подобных явлений началось гораздо раньше, однако никто не занимался ими систематически и целенаправленно. Например, Ломоносов по ходу своих экспериментов определял теплоты растворения, а Рихман – изменение температуры при смешении жидкостей.

Сегодня европейские историки называют француза Марселена Бертло и датчанина Юлиуса Томсена основателями термохимии, однако в действительности на 20 с лишним лет их опередил Герман Иванович, сформулировав фундаментальные законы направления в 1840 году.

Изначально он пришел к выводу, что тепло, выделяемое при химических реакциях, может служить мерой химического сродства: «Чем сильнее взаимное сродство, тем более тепла и отделяется».

Эта мысль привела его к закону постоянства сумм тепла («закон Гессе»): тепловой эффект химической реакции зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.

Таким образом, при образовании какого-либо соединения всегда выделяется одно и то же количество тепла, независимо от того, происходит образование этого соединения непосредственно или же косвенным путем и в несколько приемов. Практическое значение этого утверждения состоит в том, что оно позволило рассчитывать тепловые эффекты самых разнообразных химических процессов. Кроме того, ученый вплотную подошел к закону сохранения энергии - одного из основных в термодинамике.

Наконец, третий постулат посвящен термонейтральности: «Если взять два раствора нейтральных солей, имеющих одинаковую температуру и образующих при обменном разложении две новые соли, то температура их смеси не изменится. В итоге эти нейтральные растворы, смешиваясь друг с другом, оказываются термонейтральными».

гессе
© Общественное достояние

Ошибочно будет полагать, что Герман Иванович занимался исключительно фундаментальной наукой. Как и любому талантливому ученому, ему приходилось решать и производственные задачи, которые в большом количестве ставило перед ним руководство страны. Например, по распоряжению артиллерийского управления он изготовил несгораемую бумагу для зарядов и фитилей, занимался разработкой антикоррозийной жидкости, предохраняющей сталь и железо от ржавчины, исследовал состав кавказской нефти и бакинских газов.

Но самой популярной прикладной разработкой великого химика стало изобретение им спиртометра, с помощью которого в Российской империи многие годы определяли крепость алкоголя. Так и говорили – «градус по Гессу».

Этот прибор был крайне востребован, чего нельзя было сказать о термохимии. Обширный цикл научных статей, увы, во время жизни академика не нашел признания в России. Труды активно публиковались во Франции и Германии, куда переместились исследования по данной дисциплине. У нас в стране только-только зарождалась современная химия, и отечественным ученым было еще очень далеко до законов выделения тепла. Можно сказать, что только знакомство Гессе с известными западноевропейскими химиками и известность его работ за рубежом не дали уйти ему в полное забвение на родине. В конце 50-х, уже после смерти Германа Ивановича, его работы оказались своевременны и были, наконец, переведены на русский язык. Однако он не дожил до этого, скончавшись в 1850 году в возрасте 48 лет.