Aunque la química comienza a estudiarse desde el octavo grado, y es indispensable en decenas de industrias, si se le pide a un ruso común que nombre a los grandes químicos rusos, la mayoría se limitará a Lomonosov y Mendeleev. Solo una pequeña parte agregará un tercer, Nikolai Kurnakov.
Uno de los institutos de investigación especializados más sólidos de Rusia es el Instituto de Química General e Inorgánica de la Academia de Ciencias de Rusia. Fundada en 1934, actualmente está incluida en los rankings internacionales de organizaciones científicas líderes y participa en direcciones estratégicas para el país. Solo en los últimos seis meses, los empleados de la institución han sintetizado halovismutatos híbridos que son prometedores para su uso en baterías solares y, a partir de colorantes conocidos (ftalocianinas), han obtenido una nueva clase de interruptores moleculares que pueden ayudar en la lucha contra cáncer. La fructífera división de la Academia de Ciencias lleva el nombre de su primer director, Nikolai Kurnakov.
Es poco probable que un joven alumno de un colegio militar cerrado en Nizhny Novgorod haya adivinado sobre el próximo reconocimiento cuando, utilizando el entonces popular libro de texto "Estudio inicial de química con la ayuda de los experimentos más simples, sin la guía de un mentor", realizó Julius Steckgardt sus primeros experimentos en el entrepiso de la casa de sus padres. Inicialmente, al hijo del héroe de la defensa Malakhov Kurgan se le predijo una carrera completamente diferente. Sin embargo, un pequeño laboratorio doméstico determinó la elección de la profesión del joven.
En 1877, Nikolai Kurnakov recibió un certificado que le permitió ingresar al Instituto de Minería en San Petersburgo.
¿Por qué Kurnakov fue en principio a una universidad técnica minera? La dirección química y metalúrgica siempre ha sido una de las principales en las actividades docentes y científicas del instituto. Incluso antes de la apertura de la Escuela de Minería, las clases de química estaban equipadas con bancos de lavado de minerales, varios hornos de fusión y tostado y dispositivos de fundición. Para el trabajo práctico, se trajeron varios miles de pies de varios minerales. Es a partir de estas clases que han surgido cinco departamentos de la facultad moderna de procesamiento de minerales: tecnologías químicas y procesamiento de energía, metalurgia, enriquecimiento, física y química general.
Después de graduarse, el graduado se fue de viaje de negocios a Altai para investigar cómo se funden el cobre, la plata y el plomo. Después de su regreso, Nikolai Kurnakov se quedó en su alma mater: se le ofreció leer cursos especiales y realizar clases prácticas en el Laboratorio de Química de Catalina II. Apenas unos meses después, por un excelente servicio, recibió la primera Orden de San Estanislao.
Es cierto que es difícil juzgar lo feliz que estaba el joven. Los premios estaban hechos de metales preciosos con piedras preciosas y tenían que ser canjeados. La sobrina de Dmitry Mendeleev recordó que su tío, al recibir el siguiente pedido, estaba muy molesto por el despilfarro forzado.
A finales del siglo XIX, era costumbre en las universidades del Imperio Ruso enviar candidatos para puestos docentes para pasantías en Europa Occidental. Por lo tanto, el joven científico pasó todo el año 1883 en el extranjero. Trabajó en los laboratorios de la Academia Freiberg, se familiarizó con fábricas, minas de sal y cervecerías en Sajonia y Bohemia, y luego fue a Francia y Austria para comprender los métodos actuales de trabajo en el arte del ensayo.
El resultado fue la disertación "Sistemas de evaporación de infusiones de sal", cuya defensa en 1885 permitió a Kurnakov recibir el título de adjunto. En 1893, Nikolai Semenovich se convirtió en profesor de química inorgánica y, en 1899, en jefe del Laboratorio de Química y el Departamento de Química Analítica, considerado el más prestigioso. En los años siguientes, el científico, mientras continuaba trabajando en la Universidad de Minería, organizó la enseñanza de química física en el Instituto Electrotécnico y de química general en el Instituto Politécnico de San Petersburgo.
El profesor convenció a los equipos de los tres institutos de trabajar en la misma dirección. Estaba constantemente preocupado por aumentar el volumen de investigación atrayendo nuevas fuerzas. Sus asistentes fueron el famoso inventor del explosivo de Sinal, Alexander Kuznetsov, el futuro vicerrector del Instituto de Minería Pyotr Saldau, el miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de la URSS Nikolai Stepanov, y muchos otros.
Con el nuevo siglo comenzó el período más fructífero en las actividades de investigación de Nikolai Kurnakov.
Obtención de refino de metales del grupo del platino
Aunque la mayor parte del platino se extraía en Rusia, el país dependía completamente del mercado extranjero. Para la limpieza, el mineral se exportaba al exterior, donde, al final, quedaba la mayor parte de los metales preciosos. El desarrollo de métodos para procesar minerales de platino se ha convertido en un desafío estratégico.
En 1922, Kurnakov dirigió el Instituto para el Estudio del Platino y Otros Metales Nobles, donde el foco principal estaba en el desarrollo de métodos de refinación, así como en la separación de metales puros entre sí. Los resultados no tardaron en llegar. La planta de Ekaterimburgo comenzó a producir platino, en 1923 - paladio e iridio, en 1925 - rodio, en 1926 - osmio, en 1930 - rutenio. Con el tiempo, otras empresas se unieron al negocio. Durante el mismo período, se obtuvo la tecnología para extraer platino y todos sus satélites, que sigue siendo la base del refino moderno. Como resultado del trabajo, Nikolai Kurnakov recibió el Premio Lenin por su trabajo científico en el campo de la química física de los metales del grupo del platino.
Lagos y depósitos de sal
El científico se interesó por este tema desde su época de estudiante, y no dejó de trabajar en él a lo largo de su carrera: investigó salmueras, lodos y depósitos de sal de muchas cuencas de la URSS, estableció los motivos de la formación de lagos salados y la formas de su uso industrial. Con su participación activa, se desarrollaron el depósito Verkhnekamskoe de sales de potasio y magnesio, reservas de magnesio, bromo y yodo de los lagos y estuarios de sal de Crimea, depósitos de sal del Territorio de Siberia Occidental. También contribuyó al lanzamiento de las plantas de magnesio Solikamsk y Dnepropetrovsk.
Una vez Mendeleev se lamentó: "Todo el mundo puede abastecerse desde un depósito de Kara-Bogaz con el sulfato más barato, y puede servir como base para el tremendo desarrollo de la producción de vidrio".
Nikolai Kurnakov organizó una serie de expediciones a Turkmenistán e investigó el sistema de agua de sulfato de magnesio - cloruro de sodio, que contribuyó al desarrollo de un método para aislar la sal de Glauber de las aguas de la bahía de Kara-Bogaz-Gol. El sueño de Dmitry Ivanovich de la explotación industrial de la sal local se hizo realidad en 1924 y se detuvo la importación de materias primas a Rusia.
Creación de un método de análisis físico-químico
La contribución más significativa fue la creación de una nueva dirección científica.
Las aleaciones metálicas, a pesar de una gran cantidad de investigación llevada a cabo, hasta principios del siglo XX siguieron siendo una tierra incógnita oscura. Al mismo tiempo, el desarrollo de la tecnología contribuyó a la invención de nuevas combinaciones de metales y requirió una determinación precisa de sus propiedades.
En el siglo pasado, la química se basaba en la ley de proporciones constantes y múltiples y resultó ser impotente en el estudio de escorias, soluciones líquidas y sólidas y aleaciones. En la ciencia europea, intentaron aplicar el modelo de soluciones salinas para construir una teoría de las aleaciones. Sin embargo, si la transformación de las soluciones salinas y la formación de fases en ellas podía observarse visualmente debido a su transparencia y variedad de colores, el estudio fisicoquímico de los sistemas metálicos requería un enfoque diferente. Kurnakov hizo posible estudiar compuestos indefinidos característicos de silicatos y aleaciones.
Inicialmente, la investigación se centró en determinar las dependencias de las temperaturas de transición de fase en la composición. El estudio del punto de fusión (o solubilidad) "permitió aplicar a las aleaciones metálicas los métodos fisicoquímicos básicos de una amplia gama de soluciones en general".
La expansión de la investigación requirió un sistema de registro muy preciso. El científico inventó un dispositivo de registro con registro automático de las curvas de fusión y solidificación de las aleaciones. El pirómetro de Kurnakov capturó y registró cambios instantáneos que escaparon a la observación directa.
Pero pronto estos métodos fueron reconocidos como insuficientes para la divulgación completa de procesos complejos que ocurren en soluciones metálicas. Se demostró que la verdadera naturaleza de la aleación solo puede juzgarse mediante un estudio simultáneo y comparativo de varias propiedades físicas y químicas. Posteriormente, Kurnakov demostró que cualquier propiedad física es función de la composición, y que la conductividad eléctrica, la viscosidad, la tensión superficial, la capacidad calorífica, el coeficiente de refracción y la elasticidad pueden usarse para determinar el estado de fase.
"Estudio de la relación entre la composición y las diversas propiedades de las aleaciones metálicas simples y multicomponentes, la geometrización de los resultados en forma de diagramas planos y espaciales, la posterior extensión de los métodos de investigación a diversos compuestos metálicos - sulfuro, óxido, silicato, carbonato, fosfato, sal y otros, así como al área de compuestos orgánicos, llevaron a la formación, y luego al poderoso desarrollo de una nueva disciplina científica altamente fructífera de análisis físico y químico", escribió un estudiante de Kurnakov, el famoso metalúrgico Naum Graver.
Esto revolucionó no solo la química, sino también el desarrollo de muchas disciplinas técnicas. El nuevo método se ha vuelto ampliamente utilizado en metalurgia, petroquímica, petrografía, mineralogía y otros campos.
En 1918, Nikolai Kurnakov creó y dirigió el Instituto Estatal de Química Aplicada y el Instituto de Análisis Físico y Químico. En 1934, el último de ellos pasó a formar parte del nuevo Instituto de Química General e Inorgánica de la Academia de Ciencias de la URSS, que también incluía el Laboratorio de Química General de la Academia de Ciencias y el Instituto de Platino. Kurnakov se convirtió en el jefe de esta gran estructura.
Nikolai Kurnakov recibió muchos premios, desde el primer Premio Mendeleev hasta el título de Científico de Honor de la URSS. En el último año de su vida (1941) fue galardonado con el Premio Stalin por su trabajo en química física y el trabajo "Introducción al análisis fisicoquímico", publicado el día anterior.
El pronóstico del gran químico
Una vez en una reunión de la conferencia de toda Rusia sobre el estudio de las fuerzas productivas del país, Nikolai Kurnakov señaló:
“El método químico tiene un gran futuro en materia de aumento de la riqueza de Rusia. Entraremos en el momento de utilizar nuestros minerales a través del procesamiento de materias primas con la ayuda de procesos químicos y metalúrgicos asociados con cambios profundos en la naturaleza interna de la materia. Cuanto más complejos y delicados sean estos procesos, más precisos deberían ser los medios de prueba química”.
Estas palabras se volvieron proféticas.
Hoy, dentro de los muros del alma mater y el lugar principal de trabajo de Kurnakov, la Universidad de Minería, se están llevando a cabo investigaciones activamente en el campo del procesamiento profundo de recursos minerales y tecnogénicos. Entre los socios de la universidad se encuentran empresas nacionales emblemáticas interesadas en los resultados de estos estudios. Estos son Gazprom, SIBUR, Omsk Titan, PhosAgro y muchos otros. En el centro científico especializado se trabaja en las áreas que demanda la economía nacional. Entre ellos, la investigación en el campo de la obtención de coque de aguja, la producción de componentes para biodiesel, la creación de tecnologías de vanguardia en el desarrollo de aditivos para combustibles que minimizan el daño ambiental, y muchos otros.
