Николай Курнаков

Годы жизни

6 декабря (24 ноября) 1860 — 19 марта 1941

Род занятий

Физическая химия

Выдающийся отечественный физико-химик, создатель физико-химического анализа

Биография

Предметы и документы

Библиография

Имя Николая Семеновича Курнакова известно химикам, металлургам, минералогам всего мира. Он создатель физико-химического анализа, общие положения которого приложимы к системам, образованным любыми компонентами — металлами, солями, органическими соединениями. В общую химию XX в. Н.С. Курнаков ввел учение о диаграмме «состав — свойство», ставшей «международным языком, аналогичным алгебраическому языку химических формул». В результате организационной деятельности Н.С. Курнакова в народнохозяйственную жизнь страны были включены многие месторождения минерального сырья. Он основал крупнейшую научную школу химиков-органиков. Его имя навсегда останется в истории отечественной и мировой науки. Изданы его избранные труды.

Внутренняя организованность, громадная работоспособность, здравый смысл, твердая воля выдвинули Н.С. Курнакова в число выдающихся организаторов науки и промышленности. Всю свою жизнь он посвятил объединению науки и промышленности, обогатив тем самым экономическую жизнь страны [1].

6 декабря (24 ноября) 1860 г. у отставного военного, героя обороны Малахова кургана, Семена Александровича Курнакова и его супруги Варвары Алексеевны родился сын Николай. Тогда они жили в небольшом городке Нолинске Вятской губернии. Прадедом Николая был генерал-майор Семен Иванович Курнаков, сподвижник А.В. Суворова. В родстве с Варварой Алексеевной находился выдающийся русский химик профессор В.В. Марковников.

Здоровье Семена Александровича было подорвано многочисленными ранениями, и через восемь лет после рождения старшего сына Николая (был еще младший, Александр) Семен Александрович скончался. Мать с сыновьями переехала в село Жедрино Нижегородского уезда. Николая, как сына военного, приняли в закрытую воинскую общеобразовательную гимназию.

Военные гимназии отдавали предпочтение естественным наукам. Первые химические опыты Николай Курнаков проводил в мезонине собственного дома. У него был замечательный учебник Ю.А. Штекгардта, послуживший школой химии очень многим. «Учебник химии, или Первоначальное изучение химии при помощи самых простых опытов, без пособия наставника». Кроме разъяснений, как получить различные вещества, из книги можно узнать, что нужно решить химику в своей работе. А именно: из чего состоят различные тела в природе? Какие перемены претерпевают тела, когда они приходят в соприкосновение между собой?

Закончив курс, Н. Курнаков в 1877 г. получил аттестат, позволявший поступить в любое высшее учебное заведение. Он уехал в Петербург [2]. Почему он выбрал Горный институт? Из-за насыщенности его программы разнообразными естественными науками, практическими занятиями, богатой коллекции руд и минералов, летней практики в изыскательских партиях, на горно-металлургических заводах.

Первые три курса были посвящены кристаллографии, минералогии, геологии, металлургии, галургии. При переходе на четвертый курс студенты сами выбирали себе будущую специальность: либо по горному делу, либо по заводскому. Николай выбрал заводское отделение, т.к. на нем главным предметом была химия. Выбор этот определялся и юношескими увлечениями, и лекциями по химии К.И. Лисенко, которые Николай слушал в институте. Это был курс аналитической химии.

Не меньшее влияние оказал на Николая профессор К.Д. Сушин, которые свои лекции по неорганической химии сопровождал демонстрацией многочисленных интереснейших опытов. Его метод затем перенял его ученик, а впоследствии профессор и академик Н.С. Курнаков.

После получения диплома в 1882 г. Н.С. Курнаков был оставлен в Горном институте.

Путешествие с профессором-металлургом Н.А. Иосса на Алтай, центр российской цветной металлургии, закончившееся публикацией в «Горном журнале»; путешествие в Германию для знакомства с соляными промыслами, рядом предприятий Саксонии и Богемии дало возможность изучить многие технологические процессы получения химических продуктов. Во Франции были изучены методы работы по пробирному искусству, собран огромный фактический материал.

Затем была Австрия. К этому времени у Н.С. Курнакова четко проявился интерес к соляному делу, эта тема легла в основу диссертации для получения звания адъюнкта по кафедре металлургии, галургии и пробирного искусства. Эта диссертация имела очень много «курнаковского», что в дальнейшей его деятельности проявилось отчетливо и ясно. Это тщательность, доскональность, желание решить практически любую научную проблему, обоснование на проверенных фактах. В 1893 г. Н.С. Курнаков защитил диссертацию на звание профессора Горного института по кафедре неорганической химии.

Но весьма перспективные исследования в этой области решил не продолжать. Его интересовали процессы, происходящие при образовании твердых и жидких фаз переменного состава [2].

Тайны металлических сплавов. Довольно значительный опыт знакомства с различными технологиями получения черных и цветных металлов и сплавов вызвал у Н.С. Курнакова желание глубоко изучить превращения в них.

Почему металлы и сплавы, применявшиеся человеком с незапамятных времен, оставались малоизученным объектом, почему в этой области долгое время господствовала эмпирика? Такое положение создалось потому, что до конца XIX в. наука не располагала методами изучения сплавов. Классическая химия оказывалась бессильной при изучении шлаков, жидких и твердых растворов, сплавов. До Н.С. Курнакова не было «руководящей идеи». Как будет показано в дальнейшем, только физико-химический анализ смог объяснить превращение в веществах переменного состава. Н.С. Курнаков к этому времени четко осознал, что опыт химического исследования структуры сталей и сплавов не может дать желаемых результатов.

К этому времени в европейской науке возникла платформа, позволявшая применить модель растворов солей для построения теории сплавов. Многие термины, рожденные при изучении сплавов солей, можно было распространить на область металлических сплавов, где они приобрели новое звучание. Но превращение солевых растворов и образование в них фаз можно было наблюдать визуально в силу их прозрачности и разнообразия окраски.

Физико-химическое изучение металлических систем требовало постоянного визуального наблюдения, и Н.С. Курнаков одним из первых среди русских химиков понял необходимость применения металлографии.

У многих классических химиков вызвало шок стремление успешного исследователя резко изменить объект изучения. Но некоторые понимали, что это может быть новой страницей как в металловедении, так и в общей химии. «Взаимные сочетания металлов» Н.С. Курнаков рассматривал как химические соединения. Это было обусловлено большим влиянием Д.И. Менделеева [4].

Чтобы решить проблему сплавов, нужно было создать условия «для научного самостоятельного исследования физико-химических свойств металлических сплавов» [3].

Такую программу он изложил на заседании Русского технического общества, предложив создать металлографическую комиссию. «Периодическая система элементов Д.И. Менделеева, — по словам Н.С. Курнакова, — вдохнула новую жизнь в изучение металлов. Открытие периодического закона и успехи изучения растворов открыли новые горизонты для минеральной химии вообще и для исследования металлов в особенности». «С другой стороны,… — продолжал Н.С. Курнаков, — развитие техники… способствует изобретению новых металлических комбинаций и предлагает запросы относительно ближайшего определения их свойств»[5]. По мнению Н.С. Курнакова, объединенные силы русских металлографов должны самостоятельно заняться исследованием физико-химических свойств и постоянно обмениваться информацией путем сообщений, издания оригинальных и переводных сочинений. В эту комиссию при обществе вошли Д.К. Чернов (председатель), Н.С. Курнаков (товарищ председателя), а также А.А. Байков, Д.П. Коновалов, А.А. Ржешотарский и др. [2].

В 1898 г. Н.С. Курнаков выступил с сообщением, а в 1899 г. опубликовал в «Журнале Русского физико-химического общества» статью «О взаимных соединениях металлов». Тогда же Н.С. Курнаков был избран профессором физической химии Петербургского электротехнического института. Здесь он организовал хорошо оборудованную лабораторию для изучения металлических сплавов.

В 1900 г. Н.С. Курнаков выступил перед членами металлографической комиссии с программным докладом «Нахождение состава определенных соединений в сплавах по методу плавкости». Изучение температуры плавкости (или же растворимости) «позволило приложить к металлическим сплавам основные физико-химические приемы из обширной области растворов вообще». Было доказано, что об истинной природе металлического сплава можно судить только при одновременном и сравнительном изучении различных физико-химических свойств [4].

Совокупность методов — этот постулат явился основой для создания в дальнейшем физико-химического анализа. В 1902 г. Н.С. Курнаков возглавил кафедру общей химии в Петербургском Политехническом институте. Он получил еще более широкие возможности для исследований, т.к. была организована лаборатория, по своим размерам и оборудованию занявшая видное место в истории лабораторного строительства в России. В лаборатории были созданы три отделения: термического анализа и металлографии, электрических измерений и калориметрии, физических измерений и микрофотографии.

Когда Н.С. Курнаков приступил к изучению металлических сплавов, на вооружении ученых был только метод, основанный на изучении микроструктуры.

Одним из первых использовал (1831) микроскоп П.П. Аносов, изучавший структуру булатной стали, он впервые применил совокупность методов и приемов, определивших микрографический способ — основу экспериментальной металлографии. «Таким образом… П.П. Аносов является пионером этой дисциплины» (Н.С. Курнаков) [6].

Знаменитый русский металлург Д.К. Чернов (1839−1921) на основе изучения структуры сталей под микроскопом и установления зависимости структуры и свойств нашел превращения (критические точки), явившиеся основой диаграммы «железо — углерод» и сущностью современного учения о превращениях в стали.

«Современное учение о металлических сплавах, — пишет Н.С. Курнаков, — зародилось в атмосфере сталелитейных заводов — Златоустовского, Обуховского и Крезо — благодаря трудам Аносова, Чернова и Осмонда» [6].

После того как известный французский химик Ле-Шателье (1850−1936) сконструировал новую модификацию микроскопа и изобрел термопару, позволившую точно измерять высокие температуры, была открыта новая страница в металлографии. Н.С. Курнаков понимал, что расширение физико-химических исследований металлических сплавов требует очень точной и четкой регистрирующей системы. Он писал, что при изучении сплавов, силикатов и др. расширить сведения могут точные измерения разнообразных термических превращений.

Пирометр английского профессора В. Робертса-Аустена, который был в распоряжении Н.С. Курнакова, оказался несовершенным. Н.С. Курнаков успешно сам решил задачу усовершенствования термических измерений. Он предложил менее громоздкий, компактный регистрирующий прибор с автоматической записью. Такой прибор мог уловить мгновенные перемены, ускользающие при непосредственном наблюдении [7]. По словам А.А. Байкова (1910 г.), это был лучший тогда регистрирующий прибор для дифференциального анализа.

В 1905 г. Н.С. Курнаков опубликовал статью «Определение твердых растворов посредством регистрирующего прибора».

Но и эти методы вскоре оказались недостаточными для полного раскрытия сложных процессов, происходящих в металлических твердых растворах. Поэтому с 1906 г. начались работы по измерению электропроводности. Диаграммы состав — электропроводность указали на многие неизвестные ранее процессы взаимодействия в металлических системах.

К концу второго десятилетия XX в. оформилось восемь главных разделов физико-химического анализа: 1) термический анализ, 2) электрометрия, 3) оптический анализ (показатели преломления), 4) микроструктура (рентгенометрия), 5) волюмометрия, 6) молекулярное сцепление (вискозиметрия), 7) магнитометрия, 8) тензиметрия (давление пара).

Н.С. Курнаков возглавил большое количество исследований в химических лабораториях Горного, Политехнического и Электрохимического институтов; работы Н.С. Курнакова и его учеников сильно опередили ученых-металлографов других стран.

В 1907 г. отмечали двадцатипятилетние научно-педагогической деятельности Н.С. Курнакова, в день юбилея ему было присвоено звание заслуженного профессора. В 1908 г. группа профессоров Московского университета, в состав которой входили Н.Д. Зелинский, И.А. Каблуков, В.И. Вернадский, вышли с ходатайством о присвоении Н.С. Курнакову степени доктора химии без представления диссертации; Устав Российских Университетов предусматривал это исключение для ученых, приобретших мировую известность [2].

В 1909 г. Н.С. Курнаков был избран постоянным сотрудником редакции немецкого «Журнала неорганической химии», в 1912 г. был избран членом Совета «Международной ассоциации химических обществ». Многим было ясно, что значительные изменения, которые произошли в химической науке в начале XX в., в немалой степени были связаны с трудами Н.С. Курнакова и его учеников. Поэтому в 1913 г. он был избран академиком Петербургской Академии наук как «ученый, по объему и значению своих научных трудов занимающий место в современной химической науке и пользующийся известностью…». Комиссия АН заключила, что Н.С. Курнаков является пионером не только в России, а и в химическом мире вообще. Равноценный центр исследования металлов был создан в Германии много позднее. «Светило ума» — вот эпитет, часто повторяющийся в приветственных телеграммах.

Перед Н.С. Курнаковым, с избранием академиком, возникли дополнительные возможности организации исследований в области физико-химического анализа, кроме Горного и Политехнического институтов, еще и в химической лаборатории Академии наук.

Немного истории. В 1748 году по настоятельным просьбам М.В. Ломоносова на Васильевском острове была построена химическая лаборатория Академии наук (макет этой лаборатории, изготовленный к ее 200-летнему юбилею, находится в экспозиции зала «Химия» Политехнического музея). Через некоторое время лаборатория была разрушена. В 1867 г. в доме №17 по Восьмой линии Васильевского острова было отстроено 3-этажное здание Химической лаборатории Академии наук. В сущности, это была личная лаборатория академиков-химиков. Избранный академиком Н.С. Курнаков с 1913 г. сделался практически хозяином лаборатории, оборудовал ее новыми приборами, привлек к исследованиям своих учеников. В физической лаборатории Академии наук изготовили пирометр Курнакова. Официальный заведующий лабораторией академик П.И. Вильден жил и работал в Риге и в Химической лаборатории не работал. В 1919−1924 гг. Н.С. Курнаков исполнял обязанности директора лаборатории. Таким образом, Н.С. Курнаков является прямым продолжателем М.В. Ломоносова в деле руководства Химической лабораторией Академии наук.

В 1910−1914 гг. Н.С. Курнаков подошел к вершине своего творчества. Совокупность различных методов исследования сформировалась в систему физико-химического анализа. «Совместной, непрерывной работой теории и эксперимента… раскрывается пограничная область химического знания… на основании изучения соотношений между составом и физико-химическими свойствами. Эту область можно назвать физико-химическим анализом» [6].

Предшественники Н.С. Курнакова. Несомненно, что основой физико-химического анализа явились работы Д.И. Менделеева о растворах. Из многих положений теории Д.И. Менделеева для физико-химического анализа основополагающими явились два из них: об определенных и неопределенных соединениях и об «особых точках» диаграммы «состав — свойство» [8]. «… Учение об особых точках Д.И. Менделеева, — говорил Н.С. Курнаков, — постепенно развивается в мощную физико-химическую дисциплину, которая имеет значение как для практических применений, так и для самых общих вопросов теории познания» [8]. Академик А.А. Байков, крупнейший отечественный металловед, писал, вспоминая свой разговор с Д.И. Менделеевым: «Зная, что я много занимался изучением сплавов, Менделеев предложил мне составить заметки… В изучении сплавов я нахожу много прекрасных сторон — заметил Менделеев» [9].С гениальной прозорливостью Д.И. Менделеев писал, что «образование сплавов с их характерными свойствами во всех отношениях подобно образованию растворов, тем более что большинство сплавов сперва и представляют жидкий металлический раствор [8].

Являясь одним из основоположников научного металловедения, Н.С. Курнаков занимался сплавами не как конструкционными или же функциональными материалами, а как возможной базой для изучения растворов и образующихся в них фаз.

«Исследования, начатые профессором Черновым… привели в 1896 г. к встрече двух течений, которые ранее развивались параллельно, а именно научной металлургии и физической химии», — писал французский металлург Осмонд [10].

«Количественные измерения диаграммы «состав — свойство», — говорил Н.С. Курнаков, — открывают существование особых видов фаз, дающих исследователю важные критерии для суждения о природе соединения и химического индивида». Н.С. Курнаков располагал богатым экспериментальным материалом, позволившим ему к концу 20-х годов XX в. сформировать учение по одному из самых важных вопросов теоретической химии — о природе химических соединений, о диаграмме «состав — свойство».

Глубокое, всестороннее изучение составов фаз дало Н.С. Курнакову возможность показать, что это учение не делает различия между разнообразными соединениями. «Начавши с металлургии и изучения металлических сплавов, — писал Н.С. Курнаков, — мы должны перенести идеи о фазах в минералогию, ботанику, физиологическую химию и почерпнуть богатый материал для дальнейших работ. Наиболее важные классы веществ, составляющие основу минеральной и органической химии, относятся именно к этому типу химических индивидов… Как видно, область исследования сильно расширяется, но мы стоим на правильном пути…» [5].

В 1922 г. на годичном собрании Российской Академии наук Н.С. Курнаков выступил с широким докладом «Непрерывность химических превращений вещества».

В 1913 г. на Втором Всероссийском съезде деятелей по горному делу, металлургии и машиностроению Н.С. Курнаков впервые дал определение физико-химического анализа. Для этого потребовался коренной пересмотр одного из главных понятий химии — понятия химического соединения. Это понятие развивалось десятилетиями. Точное его определение формировалось, отражая ход познания. Изучение истории его развития, поворота во взглядах на химическое соединение выявляет имена знаменитых зарубежных предшественников Н.С. Курнакова [2]. Это Клод Бертолле (1742 — 1822) — французский химик, член Парижской Академии наук, профессор, и Д. Дальтон (1766 — 1844), английский химик и физик, открыл ряд законов, названных его именем [11].

Два вида соединений, классифицированных Н.С. Курнаковым, которые определяют свойства материалов, названы им в честь предшественников — бертоллидами и дальтонидами. Идеи этих ученых были рациональными, но односторонними, т.к. не могли еще опираться на фундаментальные законы, накопленные в науке к концу XIX в.

Учение о бертоллидах и дальтонидах нашло развитие и дальнейшее обоснование в работах Н.С. Курнакова и его учеников, применение новых методов исследования позволило вникнуть в кристаллическое состояние систем, выяснить взаимоотношение между фазами. Это явилось началом коренного преобразования представлений о неорганических соединениях вообще, фундаментом для химии твердого тела.

Учение о диаграмме «состав — свойство». Ранее бытовало мнение, что по мере движения науки вперед химия, физика и математика будут отдаляться друг от друга. Объективный процесс дифференциации наук укреплял это мнение. Но постепенно усиливался другой процесс — интеграция естественнонаучных знаний. Взаимосвязанность исследований стала отличительной чертой развития естествознания конца XIX — начала XX в. От чисто химического эксперимента через область теоретической химии мысль шла к физике, математике, геометрическим построениям. Эта тенденция ярко проявилась при изучении систем, состоящих из нескольких компонентов. Первым примером послужили растворы и первое широкое применение диаграммы «состав — свойство». Д.И. Менделеев применил геометрический подход исследования химических систем для изучения жидкого состояния вещества. Н.С. Курнаков распространил это на твердое состояние вещества и превратил геометрический метод в общий метод химии. Впервые графическое изображение зависимости свойств от состава было использовано еще в конце XVIII в. Применение на­глядных геометрических изображений, экспериментальных результатов давало легкообозримую картину большого количества фактов. Посредством простых построений химик может наглядно представить все превращения, которые происходят в той или иной сложной системе [14].

Опираясь на опыт предшественников, Н.С. Курнаков обосновал и дальше развил учение о диаграмме «состав — свойство», охарактеризовав так ее общее назначение: «Без графических построений начертательной геометрии изучение химических равновесных систем, особенно при большом числе компонентов, становится невозможным» [1].

Последующее развитие физико-химического анализа в области минералогии, петрографии и др. подтвердило слова Н.С. Курнакова — стало необходимым содружество химии и геометрии, особенно топологии, занимающейся качественными свойствами геометрических фигур [6]. (Творцом начертательной геометрии явился Г. Монж, французский математик и инженер).

В общую химию XX в. Н.С. Курнаков ввел учение о диаграмме «состав — свойство», ставшей «международным языком, аналогичным алгебраическому языку химических формул».

В 1925 г. вышла в свет книга Н.С. Курнакова «Введение в физико-химический анализ», переиздававшаяся много раз.

Изучение платины. Большой объем работ по диаграммам «состав — свойство» металлических систем, а также углубленные занятия платиной и металлами платиновой группы способствовали тому, что многие называют Н.С. Курнакова металлургом. Но имя Н.С. Курнакова известно не только металлургам, но и химикам, галургам, минералогам всего мира. Созданный им физико-химический анализ, общие положения которого приложимы к системам, образованным любыми компонентами, универсален.

Особое внимание, уделяемое платине, связано с тем, что платина — модельный элемент, он диктует законы для всего остального в области физической химии. Платина крайне незаменима в технике как катализатор, т.е. усилитель химических реакций, как материал для химических приборов, термопар, электрических ламп, приборов для измерения электродвижущих сил. Металлы платиновой группы: иридий, родий, палладий, осмий и рутений — также составляют богатство.

Несмотря на свое исключительное мировое положение в отношении добычи платины и ее спутников (95% всего мирового запаса), Россия находилась в полной зависимости от заграничного рынка, т.к. руды не очищались в России, а вывозились за рубеж, где и оставалась основная часть драгоценных металлов. Наряду с этим в России не развивалось направление научных способов обработки платиновых руд [12].

В 1918 г. Н.С. Курнаков подписал «Устав Института для изучения платины и других благородных металлов», где основное внимание уделялось разработке методов аффинажа (очистки) руд, разделения чистых металлов друг от друга, физико-химических методов и их исследования и др. Первым директором Института для изучения платины и других благородных металлов стал выдающийся специалист в этой области Л.А. Чугаев. Он руководил институтом до 1922 г., когда пришло скорбное известие о его кончине от тифа в возрасте 44-х лет. Институт возглавил Н.С. Курнаков, по его инициативе были созданы две комиссии — аналитическая и аффинажная. Аффинажный завод в Екатеринбурге (Свердловск) начал в 1918г. выпускать платину, в 1923 г. — палладий и иридий, в 1925 г. — родий, в 1926 г. — осмий, в 1930 г. — рутений. В 1930 г. была получена совершенная технология извлечения платины и всех ее спутников, которая является основой современного аффинажа. В 1928 г. Н.С. Курнакову и Л.А. Чугаеву (посмертно) была присуждена премия имени В.И. Ленина за научные труды в области физико-химии металлов платиновой группы [12].

«Химия дала СССР свой алюминий, свой магний». «Американские геологи справедливо отмечают, что степень культурности страны определяется степенью использованности глины. И та же американская промышленность показывает, что среди всех ценностей природы глина дает наибольшее приращение ценности при ее промышленной переработке (195%)» [13].

В этом отношении российские глиняные богатства почти совершенно не были изучены и не использовались, так как сложилось, что до конца 1914 г. получали высшие сорта глины из Германии и Англии.

Глинистые продукты нужны не только для кустарного и ремесленного производства. Кирпичное, стекольное, фарфоровое производства, применение каолина для нужд пищебумажной промышленности не исчерпывают использования глин.

В 20-х гг. XX в. обострился вопрос о научном изучении российских бокситовых месторождений дня алюминиевого производства. Оно было необходимо для авиации. Зависимость от импорта была крайне неудобной. Вопрос о получении алюминия из отечественных руд был поставлен Н.С. Курнаковым и В.В. Вернадским еще в 1915 г. «Это один из самых доступных нам элементов, строителей земной коры… А между тем в России как будто нет руд на металлический алюминий. В действительности боксит в России никогда серьезно не искался, хотя существование его залежей чрезвычайно вероятно» [13].

В 1916 г. в бывшем Тихвинском уезде Череповецкой области были обнаружены бокситы. С 1922 г. технологию получения глинозема из этих бокситов под руководством Н.С. Курнакова ввел А.А. Яковкин. По мнению Н.С. Курнакова, в научных трудах Яковкина «с наглядностью было показано могущество современных физико-химических методов для проникновения в сущность превращения вещества…» [13]. В продолжение этих работ с 1930 г. на заводе «Красный выборжец» в Ленинграде проф. П.П. Федотьевым были получены первые слитки советского алюминия. В 1932 г. алюминий был получен на Волховском алюминиевом заводе. Н.С. Курнаков много сделал для того, чтобы сказать, что химики внесли свой вклад в производство отечественного алюминия.

За несколько лет до этого Н.С. Курнаков достиг больших успехов в физико-химическом исследовании сплавов алюминия с медью, магнием, марганцем, цинком, никелем.

Освоение солевых богатств. Интерес Н.С. Курнакова к соляному делу, который он проявил еще при подготовке диссертации и при чтении лекций студентам в Горном институте, не угасал всю его творческую жизнь.

В России были огромные по своим масштабам солевые месторождения. Несомненно, что для их освоения и практического использования нужно осуществление грандиозных научной и технической программ.

В 1916 г. появились две работы Н.С. Курнакова: «О нахождении калиевого минерала — хлористого калия… в России» и «Об условиях образования глауберовой соли в Карабугазе». Эти сообщения и определили основные направления исследований Н.С. Курнакова и его сотрудников, посвященные изучению солевых месторождений нашей страны [2].

В дореволюционной России соли калия закупали в Германии. После I-й мировой войны положение стало угрожающим: поля остались без удобрений. Материалы оборонного значения тоже не могли производиться. Н.С. Курнаков понимал эту проблему и направил все свои усилия на ее решение.

Пристальное внимание было обращено на Соликамское месторождение. Во-первых, Н.С. Курнаков еще со времен Горного института, когда анализировал эти соли, знал об их высоком качестве. Соликамское месторождение в Пермской области возникло как промышленная разработка в XV в.; в XVIII — XIX вв. это был основной источник поваренной соли в России. Во-вторых, еще в 1911 г. на заседании Русского технического общества Н.С. Курнаков слышал доклад, что при бурении более глубоких скважин, чем для добычи поваренной соли, можно получить рассолы калия. В 1916 г. опыты Н.С. Курнакова подтвердили это.

Через два десятилетия Соликамский калийный рудник стал одним из крупнейших в Европе. Создалась новая отрасль химической промышленности — калийная. Помимо этого были организованы производства металлического магния, соляной кислоты и др. В 1940 г. запасы Соликамского и открытого позднее Березниковского месторождений в 30 раз превышали все мировые запасы солей.

Еще в конце XIX в. Н.С. Курнакову стали известны результаты научной экспедиции, изучавшей гидрологию и гидрохимии залива Кара-Бугаз-гола (в переводе с туркменского — «черная пасть»). В этой пасти, как в бездонном колодце, исчезала вода, поступавшего из Каспийского моря через узкий пролив. На дне залива была обнаружена осажденная глауберова соль (мирабилит) [12].

В 1900 г. Н.С. Курнаков уже выступал с сообщением о научной работе, проведенной для изучения превращений, происходящих с глауберовой солью в рассолах в процессе кристаллизации. В 1909 г. по предложению Н.С. Курнакова экспедицию на Кара-Бугаз возглавил Н.И. Подкопаев, прекрасный помощник Николая Семеновича на протяжении многих лет. Экспедиция показала неисчерпаемость запасов глауберовой соли и ее периодичность (зимой соль осаждалась, а летом в теплой воде растворялась).

В 1915 г. В.И. Вернадский поставил вопрос об использовании соляных богатств нашей страны. Н.С. Курнаков при разработке программы освоения соляных запасов опирался на разработанные им ранее диаграммы равновесия при различных температурах.

Когда-то Д.И. Менделеев отмечал, что ввоз в Россию глауберовой соли, селитры и др. химических продуктов на многие тысячи рублей в год является неразумным, т.к. наша страна имеет для этого огромные залежи сырья. «Весь мир может снабжаться с одного ме­сторождения Карабугаз дешевейшим сульфатом, а он служит основанием для громаднейшего развития стеклянного производства» [8]. Потребовались большие исследования, экспедиции на Кара-Бугаз Н.С. Курнакова и его учеников, чтобы осуществилась мечта Д.И. Менделеева и стала возможной промышленная эксплуатация глауберовой соли. В 1919 г. ВСНХ утвердил программу экспедиций на берега Каспия. Промышленная добыча началась в 1924 г. и увеличивалась с каждым годом.

В 1923 г. К.Г. Паустовский опубликовал свою раннюю повесть «Кара-Бугаз»; он был знаком с результатами экспедиции Н.И. Подкопаева, которые убеждали, что Кара-Бугаз-гол должен быть включен «…в смелый план завоевания пустынь». «Добыча воды, нефти… создадут вокруг комбината оазисы…». Но современная картина далека от той, которую видел писатель. Предстоит многое сделать, чтобы возродить эту землю [15].

Таким образом, в результате работ Н.С. Курнакова и его учеников в Советском Союзе, кроме Соликамска, были открыты еще более ценные по разнообразию солей месторождения в Южном Приуралье (Башкирия, Оренбург), Казахстане и Поволжье (Саратовская область и др.), «второе Баку», решающую роль в открытии и освоении которого сыграли академики Н.С. Курнаков и И.М. Губкин. В те годы (1920−1930) это были самые животрепещущие проблемы.

В 1928 г. большая группа ученых-химиков представила Советскому правительству «Записку о значении химии в хозяйственном и культурном развитии СССР». Основной идеей была мысль о том, что главным условием индустриализации является всеобщая химизация народного хозяйства. Эту записку подписали В. Ипатьев, А. Яковкин, А. Порай-Кошиц, Н. Курнаков, А. Ферсман, А. Байков, А. Бах, А. Чичибабин, Н. Зелинский, многие другие [2].

Научная школа Н.С. Курнакова. Оценивая значение деятельности ученого, характеризуют не только его личное творчество, его личный вклад в науку, его организаторские способности, но и его учеников.

Н.С. Курнаков принадлежит к тем, кто создал крупную научную школу. Своей огромной трудоспособностью, талантливым сочетанием экспериментального искусства с глубокой теоретической разработкой полученных результатов Н.С. Курнаков приобрел большой авторитет среди учеников. Н.С. Курнаков органично сочетал в себе черты ученого-исследователя и профессора-педагога. Имена его учеников широко известны науке. Они составили большую школу химиков-неоргаников.

Как указывалось выше, в 1899−1908 гг. Н.С. Курнаков многие часы проводил в аудиториях сразу трех петербургских институтов: Горного, Политехнического и Электротехнического. Как раз в эти годы он организует здесь лаборатории химии. Они были оборудованы не только химической посудой и приборами, но и микроскопами, печами, испытательными машинами.

Прекрасно были организованы практические занятия. Дипломные работы выполнялись непосредственно под руководством Н.С. Курнакова и его ближайшего помощника С.Ф. Жемчужного. Дипломные работы в Политехническом институте посвящались исследованию металлических, соляных, силикатных, органических систем. Эти работы публиковались, они составили фунда­мент главнейших положений физико-химического анализа. Таким образом, Н.С. Курнаков убедительно показал, что в Высшей технической школе, призванной готовить кадры для промышленности, можно и должно воспитывать кадры научных работников.

Первая школа химиков-неоргаников в нашей стране была воспитана в середине XIX в. академиком Г.И. Гессом в том самом Петербургском Горном институте, который окончил и в котором преподавал Н.С. Курнаков. После Г.И. Гесса на первый план вышли химики-органики, во второй половине XIX в. славились школы А.М. Бутлерова, В.В. Марковникова. Приобрела широкую известность физико-химическая школа Н.Н. Бекетова. Формирование сильной научной школы химиков-неоргаников относится к концу XIX в., когда Н.С. Курнаков начал привлекать к исследованиям способных студентов.

Первыми учениками Н.С. Курнакова по Горному институту были С.Ф. Жемчужный, Н.И. Подкопаев, Н.И. Степанов, П.Я. Сальдау и др. Все они впоследствии проявили себя в различных областях химической науки и промышленности, создавали вместе с Н.С. Курнаковым «химические метрики равновесных систем» [3].

В Электротехническом институте Н.С. Курнаков читал курс физической химии и руководил исследованиями. (1899−1908). Самым известным из учеников Н.С. Курнакова здесь стал будущий академик И.В. Гребенщиков, сам впоследствии создавший свою научную школу. Он занимался химией силикатов, создал отечественное оптическое стекло. Петербургский институт химии силикатов РАН носит его имя и продолжает его дело.

Талант Н.С. Курнакова как главы научной школы особенно ярко проявился, когда он возглавил в 1902 г. кафедру общей химии в Петербургском Политехническим институте. Н.С. Курнаков вел курс общей и неорганической химии, но включал в него физическую химию, химическую технологию. Понятно и глубоко излагая курс, Н.С. Курнаков большое внимание уделял демонстрации опытов, которые выполнял сам. «Целые маленькие заводы и технологические процессы демонстрировались на лекционном столе», — писал ученик Н.С. Курнакова профессор Н.Н. Ефремов [2]. В каждой лаборатории сразу же возникала научно-исследовательская работа.

Впервые Н.С. Курнаков ввел в высшей технической школе нашей страны дипломные лабораторные работы. Благодаря этому выпускались не узкие специалисты, а инженеры с широким кругозором, подготовленные и как исследователи, и как технологи.

Первыми учениками Н.С. Курнакова были известные химики и металлурги: Н.Н. Ефремов, Г.Г. Уразов, В.П. Ильинский, С.А. Погодин и др., ставшие впоследствии профессорами родного института, академикам [2].

Институт физико-химического анализа. Как правило, любая программа курса физико-химического анализа содержала «Исторический очерк развития физико-химического анализа», хронологический перечень исследований и открытий в этом направлении, историю основания социальных учреждений по различным отделам физико-химического анализа. Основанный в 1918 году, с первых лет своего существования Институт физико-химического анализа привлек к работе многих учеников и сотруд­ников Н.С. Курнакова: Н.Н. Ефремова, С.Ф. Жемчужного, Б.Н. Меншуткина, И.Я. Сальдау, Г.Г. Уразова. Затем в коллектив влились недавние ученики Н.С. Курнакова: Н.В. Агеев, С.А. Погодин, А.Г. Бергман и др. Начиная с 1928 г. институт стал пополняться молодежью, аспирантами, ставшими впоследствии известными учеными, принадлежавшими к школе Н.С. Курнакова: И.В. Тананаев, И.И. Корнилов, И.Н. Лепешков и др. [2].

В 1934 г. был организован Институт общей и неорганической химии АН СССР, в состав которого вошли крупнейшие специалисты в области физико-химии, прямые ученики Н.С. Курнакова.

В архиве Института общей и неорганической химии АН СССР (ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова) хранится неизданная рукопись А.Г. Бергмана и С.А. Погодина «Школа академика Н.С. Курнакова». Один из разделов носит название: «Что дала школа Н.С. Курнакова промышленности нашей страны» [2].

Работы Н.С. Курнакова, указывается в этой рукописи, являются выдающимися в ряде разделов химической науки и технологии:

  1. Исследование руд и природных соединений (экспериментальные минералогия и петрография). В этом направлении следует отметить исследование и промышленное использование природ отечественных бокситов; систематическое изучение природных глин и др.
  2. Металлургия легких, цветных и черных металлов. В этом направлении благодаря последовательному изучению была показана ценность многих сплавов: легких, жаропрочных, главным образом недефицитных. Новые методы переработки руд, рафинирование, аффинаж.
  3. Металлография. В этой области Н.С. Курнаков со своими учениками являлся во многих отношениях пионером и дал науке прекрасные образцы диаграмм равновесий, по сей день сохраняющие свое значение. Они осуществляют связь науки и практики. С этой целью разрабатывались многокомпонентные системы, которые легли в основу сплавов с заданными свойствами.
  4. Исследование месторождений и физико-химическое обоснование переработки природных минеральных солей и продуктов. Школа Н.С. Курнакова провела большую работу по выявлению, исследованию и использованию соляных богатств и минеральных ресурсов нашей страны. Дано научное обоснование методов промышленной эксплуатации крупных месторождений минеральных солей.
  5. Химия расплавленных солей и многокомпонентных систем. Разработан метод построения и изображения сложных систем, в результате чего разработаны новые сплавы теплоносителей, удобрений, припоев и др.
  6. Технология органических веществ. Применение метода физико-химического анализа к изучению соединений, имеющих применение в пищевой промышленности. Школа Н.С. Курнакова много сделала для развития высшей школы. Прочно вошли в программы вузов оригинальные курсы: физико-химический анализ, металлография, галургия, химия силикатов. Школа Н.С. Курнакова много сделала для создания и развития советских научных учреждений и деятельно участвовала в работе научных обществ, съездов и конференций.

Научно-исследовательские институты. Это была новая форма объединения научных коллективов. Н.С. Курнаков очень активно выступал за их создание, где группа экспериментаторов по плану должна была делать и обрабатывать большое количество наблюдений. Это обуславливает продуктивность научного исследования при условии отработанной организации и снабжения материальными средствами.

Н.С. Курнаков принимал активное участие в организации Института физико-химического анализа, Института по изучению платины и благородных металлов, Института химии АН СССР, которые в 1934 г., когда Академия наук была переведена из Ленинграда в Москву, были объединены в Институт общей и неорганической химии (ИОНХ) АН СССР. На базе мелких раздробленных лабораторий был развернут крупный институт по основным направлениям химии: неорганической, органической и физической. Институт получил помещение в двухэтажном здании по Б. Калужской улице (ныне Ленинский проспект), где находится и сейчас и носит имя Н.С. Курнакова.

От ИОНХа пошло становление и других институтов:

  1. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ);
  2. Алюминиево-магниевый институт (ВАМИ), в настоящее время — Научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности;
  3. Государственный институт прикладной химии (ГИПХ);
  4. Государственный институт цветных металлов (ГИНЦВЕТМЕТ);
  5. Государственный институт редких металлов (ГИРЕДМЕТ) — в настоящее время — Научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности;
  6. НИИ удобрений им. С.И. Вольфковича;
  7. Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН;
  8. Институт новых химических проблем;
  9. Институт химии и химических технологий РАН.

В 30-е годы XX в. были созданы Кольский, Уральский, Дальневосточный филиалы Академии наук. В этих институтах за все годы их существования синтезировано громадное количество новых химических соединений, новых неорганических материалов, удобрений, биологически активных веществ [16].

Русское физико-химическое общество. С 1885 г. Н.С. Курнаков участвовал в заседаниях Отдела химии этого общества, вместе с Д.И. Менделеевым, Н.Н. Бекетовым и другими корифеями обсуждал научные доклады. Сам он за все время сделал 80 докладов на заседаниях Общества.

В 1917 году, 1921−1922, 1925−1926, 1929−1931 годах Н.С. Курнаков избирался президентом Общества. В 1932 г. было принято решение о создании единой общественной организации химиков страны — Всесоюзного химического общества имени Д.И. Менделеева, в 1933 г. Н.С. Курнаков был избран вице-президентом этого общества и оставался им до конца жизни.

Менделеевские съезды. В работе этих съездов принимали участие все ведущие химики страны. I съезд состоялся в 1907 г. в Петербурге, тогда Н.С. Курнаков руководил отделением химии металлургических процессов и металлографии. На всех съездах Н.С. Курнаков выступал с основополагающими докладами, его обобщения еще больше укрепляли его авторитет основателя нового направления развития химии, руководителя мощной отечественной школы химиков-неоргаников.

Большая аудитория Политехнического музея. На IV Менделеевском съезде, проходившем в сентябре 1925 г., на общем собрании Н.С. Курнаков выступил с докладом. Доклад был прочитан в Большой аудитории Политехнического музея и назывался «Соединение и пространство» [14]. Опираясь на исторические данные, ученый показал, как развивался союз химии и геометрии, как он нашел свое яркое воплощение в учении о диаграмме «состав — свойство». «Химия получает международный геометрический язык, аналогичный языку химических формул, но гораздо более общий, так как он относится не только к определенным соединениям, но ко всем химическим превращениям вообще» [14].

Это было второе по времени выступление Н.С. Курнакова в стенах Большой аудитории Политехнического музея. Первое было в 1923 г. на пленарном заседании Всероссийской конференции по изучению производительных сил страны. Н.С. Курнаков выступил с докладом, который закончил словами: «Именно химическому методу принадлежит великое будущее в деле умножения богатств страны… Россия вступает в пору использования своих полезных ископаемых посредством переработки сырья при содействии химических и металлургических процессов, связанных с глубокими изменениями во внутренней природе вещества. Чем сложнее, чем деликатнее эти процессы, тем более уточненными должны быть средства химических испытаний» [14].

Признание на Родине и за рубежом. За свой труд Н.С. Курнаков получил на Родине все виды наград и почестей, которые только могли получить ученые. Он был признан коллегами, учениками, руководством Академии наук и правительством.

За долгие годы своей научной деятельности Н.С. Курнаков был командирован в Париж на Всемирную выставку и Всемирный конгресс по химии и горному делу (1900 г.), где был избран членом Парижского химического общества.

В 1912 г. Н.С. Курнаков был делегатом на съезде Международной ассоциации химических обществ в Берлине, в 1923 г. был избран членом-корреспондентом Геттингенской Академии. В 1929 г. — делегат от СССР на конференции в Барселоне [16].

Память о Н.С. Курнакове увековечена в Институте общей и неорганической химии РАН, который носит его имя, в этом институте есть музей Н.С. Курнакова, мемориальная доска.

Академией наук учреждена премия им. Н.С. Курнакова. С 1947 г. она присуждается за работы в области физико-химического анализа.

Учреждена золотая медаль им. Н.С. Курнакова, которая присуждается Российской Академией наук ученым, сделавшим большой вклад в развитие научных идей Н.С. Курнакова.

Использованная литература

  1. Кузнецов В.И. Выдающийся советский физико-химик Н.С. Курнаков. — М.: Знание, 1982. — 63 с.
  2. Ю.А. Соловьев. Николай Семенович Курнаков. — М.: Наука, 1986. — 271 с.: ил.
  3. Степанов Н.И. Очерк истории и современного состояния химии в Горном институте // Изв. Сектора физ.-хим. анализа, 1927. — Т. 3. — Вып. 2. — 524 с.
  4. Павлов М.А. Воспоминания металлурга. — М.: Наука, 1984. — 423 с.
  5. Курнаков Н.С. Избранные труды. — М.: Изд-во АН СССР, 1961. — Т. 2. — С. 3−18.
  6. Курнаков Н.С. Введение в физико-химический анализ, 4-е изд. — М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1940. — 561 с.
  7. Берг Л.Г., Пуринов Г.Г. Пирометр Н.С. Курнакова. — Л.; М.: Изд-во АН СССР, 1942. — 62 с.
  8. Погодин С.А. Значение исследований Д.И. Менделеева в области растворов для развития физико-химического анализа. — М., 1949. — 258 с.
  9. Байков А.А. Периодический закон и его основатель. Собрание трудов. — М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1948. — Т. 2. — 504 с.
  10. Д.К. Чернов и наука о металлах. — М.; Л., 1950. — 482 с.
  11. Советский энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1979. — 1593 с.: ил.
  12. Организация науки в первые годы Советской власти (1917−1925). Сборник документов. — Л.: Наука, 1968. — 132 с.
  13. История металлургии легких сплавов в СССР (1917−1945). — М.: Наука, 1983. — 390 с.
  14. Курнаков Н.С. Избранные труды. Т. 3. — С. 139−148.
  15. Паустовский К.Г. Кара-Бугаз. Повесть. — Собрание сочинений в 8-ми томах. — М.: Худ. лит., 1967. Т. 1. Романы и повести.
  16. Музей ИОНХ им. Н.С. Курнакова РАН. ТЭП экспозиции.

Подготовлено по:

Глезер, Г.М. Научное и инженерное наследие выдающегося отечественного физико-химика академика Николая Семеновича Курнакова (1860−1941) // Проблемы культурного наследия в области инженерной деятельности: [сб. ст.] Вып. 4 / Политехн. музей; сост. Т.Ф. Зеленер; науч. ред. Г.Г. Григорян. – М.: Информ-Знание, 2003. – С. 134 — 166.