Д.И. Менделеев и наука о пище

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Д.И. Менделеев и наука о пище

Введение

Имя Менделеева в наши дни названо в числе 100?самых великих людей России за всю историю ее?существования.

Как много сделал он для науки, для России, для всей мировой цивилизации! Его деятельность настолько обширна, что можно только удивляться, как все смог совершить один человек.

Жизнь и многообразная деятельность Менделеева во многих направлениях?науки, образования, экономики, техники вызывала восхищение у его современников и всех последующих поколений. Каждый образованный человек, и не только в нашей стране, знает, что один из?основных законов естествознания - Периодическая система химических элементов - открыт?Менделеевым.

Другие исследования Дмитрия Ивановича менее знакомы, но при этом они имеют не меньшую значимость для?науки и практики.

1. Гениями рождаются. Д.И. Менделеев: жизнь и научная карьера учёного

Дмитрий Иванович Менделеев прожил долгую, насыщенную событиями, великими озарениями и жестокими?разочарованиями жизнь, которая охватила то время в мировой и российской истории,?когда социально-политические,?экономические, культурные и?научные реалии претерпевали?коренные изменения.

Д.И. Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года. Он стал последним, семнадцатым ребенком в семье директора Тобольской классической гимназии Ивана Павловича Менделеева. В год рождения Дмитрия?Ивановича его отец стал слепнуть и вынужден был оставить?службу, потом дали себя знать?другие недуги, и в октябре?1847 г. он скончался. Все заботы о семье и хозяйстве легли на?плечи матери Менделеева Марии Дмитриевны, урожденной?Корнильевой (1793-1850). Она владела небольшим стекольным заводом близ Тобольска.

Семи лет Д.И. Менделеев поступил в гимназию. Учился он удовлетворительно, кроме языков, особенно латыни, по которой часто получал «единицы» и «нули»; наоборот, к математике, физике и истории он проявлял большой интерес.

Заметив особые способности младшего сына, его мать сумела найти в себе силы навсегда покинуть родную Сибирь, чтобы дать Дмитрию возможность получить высшее образование. Так как Тобольская гимназия, которую Д.И. Менделеев окончил в 1849 году, принадлежала Казанскому, а не Московскому округу, то по правилам того времени он не был принят в Московский университет. Лишь после долгих хлопот и помощи товарища отца он поступил в закрытое учебное заведение - Петербургский педагогический институт, на физико - математический факультет, дав обязательство по окончании курса прослужить 8 лет по назначению начальства.

Уже в этих юношеских работах Менделеева проявилась?важнейшая особенность всего?его творчества - политематичность. И вторая черта научного?стиля Менделеева - его нацеленность на самые трудные,?глобальные проблемы науки.? В 1855-1856 гг. Менделеев?надеялся реализовать задуманную им широкую физико-химическую программу. Главная задача - определить те факторы,?от которых зависят свойства химических соединений и простых тел.

В 1854 году, когда Д.И. Менделееву было всего 20 лет, появилась его первая печатная работа о составе минералов ортита и пироксена. В 1855 году Д.И. Менделеев окончил институт с золотой медалью. Здоровье юноши было слабым, и врачи посоветовали ему уехать из Петербурга. Дмитрий Иванович переселился в Симферополь, а потом в Одессу, где работал учителем гимназии. В 1859 году, после защиты диссертации на степень магистра на тему «Об удельных объемах», Менделееву представилась возможность отправиться на два года за казенный?счет в Германию для «усовершенствования в науках». Он выбрал Гейдельбергский университет, где работали выдающиеся физики и химики того времени Р. Бунзен и Г. Кирхгоф. Оборудование лаборатории Р. Бунзена не позволяло проводить такие «деликатные опыты, как капиллярные», и Д.И. Менделеев формирует самостоятельную исследовательскую базу: провёл в арендуемую квартиру газ, приспособил отдельное помещение для синтеза и очистки веществ, другое - для наблюдений. В Бонне «знаменитый стеклянных дел маэстро» Г. Гесслер даёт ему уроки, сделав около 20 термометров и «неподражаемо хорошие приборы для определения удельного веса». У известных парижских механиков Перро и Саллерона он заказывает специальные катетометры и микроскоп. Теперь Менделеев продолжает реализовывать ранее намеченную программу. Но снова усложняет?задачу, теперь его интересует?зависимость свойств не только?от состава, кристаллической?формы, удельного объема, но?и от сил взаимодействия между?частицами вещества. За границей Д.И. Менделеев напечатал несколько выполненных им лабораторных исследований и познакомился с рядом крупных иностранных ученых. По возвращении в Петербург он погрузился в кипучую педагогическую, исследовательскую и литературную работу.

В 1863 году Д.И. Менделеев получил место профессора Петербургского практического технологического института, а с 1866 года - Петербургского университета, где читал лекции по органической, неорганической и технической химии. Кроме того, он преподавал и в других учебных заведениях, среди которых следует отметить Владимирские женские курсы.

31 января (12 февраля) (1865 г.) на заседании Совета физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой», в которой были заложены основы его учения о растворах.

В этот период он много сил и времени отдает?купленному в 1865 г. имению?Боблово, где проводит исследования по агрохимии?и сельскому хозяйству. Кроме того, активно участвует в работе?Вольного экономического общества (ВЭО).

Работая над трудом «Основы химии», Д.И. Менделеев открыл в феврале 1869 года один из фундаментальных законов природы - периодический закон химических элементов.

6 марта 1869 года знаменитый доклад Д.И. Менделеева «Соотношение свойств с атомным весом элементов» был прочтён Н.А. Меншуткиным на заседании Русского химического общества. В том же году это сообщение на немецком языке появилось в журнале «Zeitschrift fьr Chemie», а в 1871 году в журнале «Annalen der Chemie» была осуществлена развёрнутая публикация Д.И. Менделеева, посвящённая его открытию - «Die periodische Gesetzmдssigkeit der Elemente» (Периодическая закономерность химических элементов).

Развивая в 1869-1871 годах идеи периодичности, Д.И. Менделеев ввёл понятие о месте элемента в периодической системе как совокупности его свойств в сопоставлении со свойствами других элементов. На этой основе, в частности, опираясь на результаты изучения последовательности изменения стеклообразующих оксидов, исправил значения атомных масс 9 элементов (бериллия, индия, урана и др.). Предсказал в 1870 г. существование, вычислил атомные массы и описал свойства трёх ещё не открытых тогда элементов - «экаалюминия» (открыт в 1875 году и назван галлием), «экабора» (открыт в 1879 году и назван скандием) и «экасилиция» (открыт в 1885 году и назван германием). Затем предсказал существование ещё восьми элементов, в том числе «двителлура» - полония (открыт в 1898 году), «экаиода» - астата (открыт в 1942-1943 годах), «экамарганца» - технеция (открыт в 1937 году), «двимарганца» - рения (открыт в 1925 году), «экацезия» - франция (открыт в 1939 году).

В 1900 году Дмитрий Иванович Менделеев и Уильям Рамзай пришли к выводу о необходимости включения в периодическую систему элементов особой, нулевой группы благородных газов.

Пожалуй, любой другой на?месте Менделеева всю оставшуюся жизнь посвятил бы исключительно разработке учения?о периодичности, благо поле для подобных изысканий было?необъятным. Однако Дмитрий?Иванович в декабре 1871 г. резко?изменил тематику работ. Он обратился к исследованиям в области физики газов, находящихся?при низких давлениях, поскольку здесь видел путь к разрешению таких «капитальных вопросов науки», как определение границ земной атмосферы, пределы применимости понятия об?идеальном газе.

В марте 1875 г. Менделеев?представил в РТО первую часть?отчета о своих экспериментах?по физике газов.

В субъективном плане работы по физике газов сыграли?очень важную роль в творчестве?Менделеева, ибо они были так?или иначе связаны с его трудами по физике жидкостей, с исследованиями в области метеорологии, метрологии, сопротивления среды, воздухоплавания и т.д. Но объективно эти многолетние и трудоемкие исследования не привели к ожидаемым существенным результатам и не могли сравниться с такими его достижениями, как Периодический закон и учение?о растворах. Что же касается?знаменитого уравнения Клапейрона-Менделеева (1874), то?Менделеев отнюдь не был его?первооткрывателем, оно уже было предложено ранее И.П. Алымовым (1865) и А.Ф. Горстманом?(1871-1873). Главная заслуга?Менделеева здесь более методическая, он дал систематический?вывод этого уравнения из других газовых законов, включая закон Авогадро.

Главная мысль его социально-экономической программы - необходимость ускоренной индустриализации империи и развитие несырьевого?экспорта. Именно несырьевого,?потому как «добывать сырье может и дикарь, цену своего труда?мало ценящий, обработка же?производится приемами, доставляемыми образованностью».

Д.И. Менделеев и высшее женское образование При участии Д.И. Менделеева создалось в России высшее женское образование. В старое время в России не было общедоступной женской школы. Существовали закрытые институты только для дочерей дворян и чиновников. Мать и сёстры Д.И. Менделеева не получили даже среднего систематического образования. Этот недостаток сознавали прогрессивные педагоги того времени. Даже в далёкой от столицы Тобольской гимназии были преподаватели, мечтавшие об открытии женской гимназии. Эта мечта осуществилась лишь в конце 50-х годов 19 века благодаря профессору Главного педагогического института, учителю Дмитрия Ивановича, Николаю Алексеевичу Вышнеградскому.

В течение двух лет шли хлопоты о разрешении курсов, в устройстве которых активное участие принимал Менделеев. Находясь в составе профессоров, ходатайствующих об открытии курсов, он вырабатывал программы лекций. Комиссия решила из-за затруднительного финансового положения начинать не полный курс всех университетских предметов, а нескольких: русскую историю - О.Ф. Миллер, анатомию человека - Ф.В. Овсянников, ботанику (систематику) - А.Н. Бекетов, физиологию растений - А.С. Фамицын, химию - Д.И. Менделеев, физику - Ф.Ф. Петрушевский. В течение двух лет, пока шли хлопоты о разрешении курсов, время также не терялось даром. Некоторые известные преподаватели читали лекции на частных квартирах; а 1 апреля 1869 года благодаря энергии Солодовниковой открылись в здании 5-й мужской гимназии «Аларчинские курсы». Это были курсы подготовительные, более скромные; их цель заключалась в пополнении образования лиц, окончивших женские гимназии, до уровня мужских. Наконец курсы, после многих хлопот открылись в 1870 году, во Владимирском уезде. Дело пошло хорошо. Слушателей сразу же набралось 767 человек. Менделеев читал на этих курсах из года в год, прерывая свои лекции только при поездках за границу. В 1875 году кружок лиц, стоявших близко к делу Владимирских курсов, пришёл к сознанию, что они не удовлетворяют требованиям и потому прогрессировать не могут; убедившись в то же время на опыте, что существуют и потребность, и возможность правильно организовать высшие научные женские курсы, он решил приостановить чтение лекций до более благоприятного времени. В мае 1877 года курсы были закрыты.

Главной причиной закрытия Владимирских курсов считали отлив русских женщин в заграничные высшие учебные заведения. А так как восприимчивая женская молодёжь увлеклась там революционными идеями и затем способствовала их распространению в России, то царское правительство сильно обеспокоилось.

В Департаменте народного просвещения по разряду женских учебных заведений было заведено секретное дело «О мерах к прекращению прилива русских женщин в Цюрихские университет и политехникум». Была образована особая комиссия, которая должна была обсудить вопрос о мерах, вызываемых возрастающим приливом русских женщин в Цюрихские университет и политехникум и прискорбными явлениями, совершающихся в их среде. Одновременно в печати началось распространение «гнусной клеветы» на женскую учащуюся молодёжь за границей.

Министр граф Толстой, который с таким упорством противился открытию женского университета в 1868 году, теперь под давлением обстоятельств, должен был сам просить высочайшего разрешения на открытие высших женских учебных заведений университетского типа. Однако в этом случае он старался по возможности ограничить рамки будущих высших женских курсов. По проекту комиссии 1873 года, несомненно, под его влиянием, предполагалось учредить трёхлетние курсы только по историко-филологическим предметам, с обязательным трёхлетним же курсом латинского языка. Эта однобокая программа не прошла благодаря тому, что встретила очень сильного противника в лице принца Петра Георгиевича Ольденбургского, главноуправляющего 4-м отделением собственной его величества канцелярии. Он подверг строгой критике весь проект комиссии, том числе и её предложение по устройству высших женских училищ только в Петербурге и Москве. Таким образом, 9 апреля 1876 года участь высшего женского образования в России была решена в более разумной форме. Однако и тут у правительства появилась боязнь ответственности за принятое решение ижелание переложить её на других: курсы должны были носить частный характер, им предписывалось называться: «курсы, учреждённые в таком-то городе, таким-то лицом», было запрещено прибавлять к этому названию слова: «учреждение при таком-то императорском университете».

В Петербурге, Москве, Казани, Киеве и других русских интелегентных центрах началось необыкновенное оживление; обращались к министру народного просвещения за разрешением открыть высшие женские курсы. Они были открыты в сентябре 1878 года в составе двух отделений: словесно-исторического и физико-математического; последнее делилось на два естественное и математическое.

Все лучшие силы Петербургского университета приняли деятельное участие в преподавании на курсах. Д.И. Менделеев, обременённый множеством дел, читал некоторые специальные курсы: земледельческой химии, редких металлов, теоретической химии. В то же время он был одним из усердных жертвователей в пользу «Общества для доставления средств высшим курсам». В феврале 1881 года он должен был временно прервать чтение лекций в связи с ухудшением здоровья и заграничным отпуском. После смерти А.М. Бутлерова в 1886/87 годах Дмитрий Иванович опять читал «Лекции по теоретической химии». Эти лекции были записаны стенографически, проверялись преподавателем И.В. Богомольцем и изданы в виде литографированного курса. Это был последний курс лекций Д.И. Менделеева, потому что в мае 1886 года состоялось распоряжение Министерства народного просвещения, которым был прекращён приём слушательниц на Высшие женские курсы ввиду рассмотрения общего вопроса особой комиссией, учреждённой при министерстве.

2. Д.И. Менделеев и Русское химическое общество

В истории отечественной химии учреждение Русского химического общества было весьма важным событием. Как в самом учреждении, так и в деятельности Общества за первые 38 лет его существования Д.И. Менделеев играл виднейшую роль.

Потребность в научном общении выявилась у русских химиков ещё в середине 50-х годов 19 века. Химики Петербурга, вместе с другими учёными - специалистами, образовали неофициальный кружок и регулярно собирались на совещания, на которых докладывали о своих работах и заграничных научных новостях.

К началу 60-х годов у нас в России народился уже целый ряд учёных обществ, и в 1861 году начались разговоры об учреждении химического или физико-химического общества. Однако все эти предложения долгое время оставались на уровне разговоров. Продолжались собрания химиков, которые с середины 60-х годов чаще всего бывали у Д.И. Менделеева. К концу 60-х годов, когда изучение химии не только в Петербурге, но и в других научных центрах России приняло большие размеры и круг химиков значительно расширился, необходимость общения почувствовалась ещё больше, чем прежде. Большинство химиков высказались за открытие официального общества. Затем этот вопрос вынесли на обсуждение в химическую секцию Первого Съезда русских естествоиспытателей и врачей. Секция единогласно высказалась за учреждение общества.

6 ноября 1868 года состоялось первое, организационное заседание Русского химического общества при Петербургском университете. Председателем общества был избран старейший и известнейший из русских химиков - профессор Н.Н. Зинин. Приступая к своей деятельности, Общество выразило признательность Д.И. Менделееву и Н.А. Меншуткину за их труды по организации общества. С первого же года своего существования Российское химическое общество стало издавать свой журнал. Общество быстро развивалось и завоёвывало известность. Это было вполне понятно, если вспомнить, что в его журнале за первые же годы печатались важнейшие работы А.М. Бутлерова и его школы, связанные с развитием теории строения органических соединений, и работы Д.И. Менделеева о периодической системе элементов.

В 1872 году по мысли Д.И. Менделеева химическое общество объединилось с физическим в Русское физико-химическое общество с отделениями физики и химии.

С 1883 года председателем Отделения химии был избран Д.И. Менделеев. Он пробыл в этой должности до конца 1887 года и снял свою кандидатуру на 1888 год, указывая на желательность смены председателей, чтобы побольше членов ближе знакомились с делами Общества. С 1888 по 1891 годы эту должность занимал Н.Н. Бекетов, а с 1891 года до конца 1894 - опять Д.И. Менделеев. С осени 1893 года, в связи с развивающимся склерозом, у Д.И. начали повторяться горловые кровотечения. Это заставило его быть очень осторожным. Поэтому он старался не выходить из дома по вечерам и всё реже бывал в заседаниях Общества, хотя столь же внимательно и живо следил за его деятельностью. Этим объясняется его отказ от баллотировки на 1895 год.

Тогда Отделение химии, желая выразить Дмитрию Ивановичу своё глубокое уважение и не лишиться его участия в Совете, единогласно избрало его своим почётным председателем. За время председательствования Дмитрия Ивановича Общество посылало приветствия Немецкому химическому обществу ко дню его 25-летия, Лондонскому химическому обществу ко дню его 50-летия. Когда Дмитрий Иванович возвращался из поездок за границу или по России, он всегда делился с химическим обществом своими впечатлениями. При этом он сообщал не только научные, но и промышленные новости, например: об открытии гелия, о новых способах получения металлического натрия, цианистого калия, ортоплумбата кальция как материала для получения кислорода. Он делился с Химическим обществом всем, что интересовало его самого и, что могло интересовать Общество. В заседании Отделения химии 1905 года вице-председатель А.А. Яковкин указал отделению, что 17 августа того же года исполнилось 50 лет службы Дмитрия Ивановича (с осени 1855 года он стал преподавателем в Симферополе и в Одессе).

20 января 1907 года в 5 часов 20 минут утра Дмитрий Иванович Менделеев скончался. Для увековечения памяти Д.И. Менделеева Общество постановило навсегда сохранить его имя в списке своих членов и учредило периодические Менделеевские съезды, которые предложено было созывать каждые 3 года.

3. Роль Д.И. Менделеева в развитии отечественной промышленности

Интерес Д.И. Менделеева к развитию отечественной промышленности проявился уже в первые годы научной деятельности. Так, вскоре после окончания института он публикует некоторые работы в этой области, например «Северный Урал и береговой хребет Пай-Хай» (1857 г.), «Новейшие металлургические исследования» (1858 г.), а после возвращения из научной командировки в Германию в 1861 г. производственная тематика постоянно занимает значительное место среди его трудов. Это прежде всего огромная работа по редактированию, а по сути новому написанию «Технологии» Р. Вагнера. Судьба её необычна. Свой замысел по написанию обширного курса технологии на основе немецкого руководства передал Менделееву умиравший от туберкулёза руководитель кафедры технологии в Петербургском университете, талантливый ученик А.А. Воскресенского профессор М.В. Скобликов.

В 1862 г. вышел в свет первый выпуск «Технологии», посвящённый производству муки, хлеба и крахмала. От первоисточника в нём осталось только название. Курс был написан заново, с примерами из русской действительности. Издатели в предисловии извещали, что «в настоящее время общее заведование переводом и дополнениями технологии принял на себя доцент С.-Петербургского университета Д.И. Менделеев. По его предложению первоначально мы издаём те отделы, которые имеют наибольшее практическое значение в России, а именно отделы, касающиеся разработки сельскохозяйственных продуктов». В дальнейшем вышло еще пять выпусков «Технологии».

Таким образом, активная творческая деятельность Д.И. Менделеева в области промышленной технологии начинается на рубеже 1850-1860-х гг. и практически совпадает с началом индустриального развития России, которое датируется 1860-1870 гг. - временем проведения государственных реформ императором Александром II. В период 1861-1913 гг. в стране происходит убыстряющийся промышленно-экономический рост, пик которого приходится на последнее пятилетие XIX столетия и годы, предшествовавшие первой мировой войне.

Установление в этот период капиталистических отношений способствовало технической революции в российской промышленности, созданию новых отраслей. Наибольшее развитие получили железнодорожный транс-порт, строительное и горное дело; значительно ускорилось развитие машиностроения, металлургии, энергетической и химической промышленности. За последние 30 лет XIX столетия выплавка чугуна возросла почти в 9,3 раза, добыча каменного угля - почти в 40 раз. Пореформенная Россия, приступившая к индустриализации намного позже мировых промышленных лидеров, демонстрировала во-первых, более высокие темпы развития, чем Северо-Американские соединённые штаты и страны Западной Европы и, во-вторых, опережающий рост тяжелой промышленности. При увеличении производства в стране всей промышленной продукции с 1890 по 1900 г. в 2 раза производство продукции тяжелой промышленности возросло в 2,8, а легкой - в 1,6 раза. В 1909-1913 гг. среднегодовой рост промышленной продукции составил 8,8%: в отраслях, производящих средства производства - 13%, предметы народного потребления - 6,2%.

Перед первой мировой войной Россия входила в пятерку индустриальных государств-лидеров: в 1913 г. по производству всей промышленной продукции страна занимала пятое место в мире, и четвертое в Европе, по добыче угля - соответственно шестое и пятое, нефти - второе и первое, торфа - первое и первое, по выплавке чугуна - пятое и четвертое, стали - пятое и четвертое, по совокупному показателю машиностроения - четвертое и третье места.

Огромное значение для ускоренного экономического развития страны имел общественный подъем, вызванный отменой крепостного права и другими преобразованиями. К.А. Тимирязев писал о периоде 1860-х гг.: «Не пробудись наше общество вообще к новой кипучей деятельности, может быть, Менделеев и Ценковский скоротали бы свой век учителями в Симферополе и Ярославле, правовед Ковалевский был бы прокурором, юнкер Бекетов - эскадронным командиром, а сапёр Сеченов рыл бы траншеи по всем правилам своего искусства».

За много лет своей научной деятельности Д.И. Менделеев проявлял интерес ко многим отраслям промышленности: переработке древесины, производству соды по способам Сольве и Леблана, пороховому и спиртоводочному производствам. Но особое внимание он уделял развитию отечественной нефтяной промышленности, понимая те грандиозные перспективы, которые сулило её развитие экономике России. К работам в этой области, начатым в 1863 г. на заводе нефтепромышленника В.А. Кокорева в Сураханах близ Баку, он возвращался неоднократно, охватывая не только химические аспекты проблемы, но и экономические и организационные вопросы.

В 1876 г. учёный по поручению Русского технического общества едет в США для изучения американского опыта организации нефтяной промышленности и проведения сравнительного анализа состояния этой отрасли в России и в Америке.

Здесь необходимо отметить правило, которому Менделеев неуклонно следовал всю жизнь: не только как можно шире знакомить отечественных предпринимателей, заводчиков, научную общественность с результатами своих изысканий, но, главное, указывать в связи с этим пути развития и совершенствования русской промышленности. Вернувшись из поездки по России, в Донбасс или на Урал, или путешествия за границу, в США или в Париж на Всемирную выставку, он, не ограничиваясь докладом направлявшему его министру финансов, тотчас же выпускал снабжённый цифровыми выкладками и аналитическими материалами обширный труд, содержащий полную картину состояния и перспектив развития тех заводов, фабрик, отраслей промышленности, с которыми ему пришлось познакомиться.

Так, в 1877 г. Д.И. Менделеев публикует книгу «Нефтяная промышленность в Северо-Американском штате Пенсильвания и на Кавказе». В ней он отмечал высокий уровень развития техники бурения скважин, организации труда, большой прогресс в области техники и перевозки нефти, сооружения нефтепроводов, способов хранения нефтепродуктов в Америке. В то же время учёный констатировал, что технология перегонки, конструирование перегонных аппаратов находились на низком уровне, не соответствующем требованиям времени.

Сравнительное исследование нефтепромыслов на Кавказе и в США привели Д.И. Менделеева к целому ряду важных научных и практических выводов. Так, на основании изучения геологических условий залегания нефти на Кавказе и в Пенсильвании он выдвинул гипотезу о минеральном происхождении нефти, суть которой заключалась в допущении образования углеводородов при взаимодействии воды с карбидами металлов, и прежде всего с карбидом железа, при высоких давлениях и температурах в глубинных слоях Земли. Эта гипотеза была одной из первых, предполагавших возможность возникновения органического вещества абиогенным путём.

Уже в первых своих исследованиях Д.И. Менделеев стремился разработать пути возможно полной переработки нефти, отмечая, что нефть, «…как товар редкий в мире, должно превратить в редкие продукты». В дальнейшем он разработал способы непрерывной и дробной перегонки нефти с водяным паром, которые впервые позволили «уединять такие вещества, которые обычной перегонкой уединять до сих пор было невозможно»

В тесной связи с технологической проблематикой Д.И. Менделеев рассматривал экономические аспекты нефтепереработки, в частности вопросы расположения нефтеперерабатывающих заводов. По оценкам учёного, строительство этих предприятий в местах потребления нефтепродуктов значительно снижало цену последних. В 1880-1883 гг. учёный ведёт полемику с Людвигом Нобилем, братом Альфреда Нобиля, главой крупной нефтяной фирмы «Товарищество братьев Нобиль» по целому кругу экономических проблем развития российской нефтяной промышленности: расположения предприятий, налога на нефть, использования нефтяных «остатков» в качестве топлива и в металлургии. «Нефть, - писал учёный, - столь редкий исключительный дар природы, что сжигать его как простое топливо - просто грех… Можно топить и ассигнациями».

В 1884 г. Д.И. Менделеев выступает и в течение длительного периода времени совместно с Русским техническим обществом отстаивает идею строительства нефтепровода Баку-Батум с целью удешевления транспортировки нефти к Чёрному морю и расширению её добычи на Апшеронском полуострове.

На основании многолетних всеобъемлющих исследований учёный сформулировал основные условия подъёма отечественной нефтяной промышленности:

ь развитие техники по углублению бурения и включение в разработку, помимо Кавказа, других нефтяных районов;

ь переход к полной переработке нефти;

ь специализация нефтяного дела;

ь строительство нефтеперегонных заводов вне Баку и переустройство бакинских предприятий;

ь выход русских нефтепродуктов на мировой рынок.

С 1882 г. Д.И. Менделеев начинает заниматься вопросами развития каменноугольной промышленности. Первым в череде многолетних работ в этой области стал доклад на Торгово-промышленном съезде в Москве, в котором он сделал обзор угольных месторождений России - центров «развития нашей будущей заводской и фабричной промышленности». В 1888 г. по заданию министра финансов С.Ю. Витте учёный совершает три поездки в Донбасс для выяснения причин кризиса в каменноугольной промышленности, после чего публикует одну из наиболее известных работ - «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца». В ней он впервые выдвинул идею подземной газификации угля и строительства газопроводов; разграничил использование угля как топлива и нефти как преимущественно сырья для химической промышленности; предсказал плодотворность кооперации промышленных предприятий различного профиля.

В 1899 г. Д.И. Менделеев по поручению министра финансов С.Ю. Витте и его ближайшего сотрудника, директора Департамента промышленности и торговли В.И. Ковалевского совершил поездку на Урал для изучения кризисного состояния уральской промышленности.

Комиссия, включавшая профессора минералогии Петербургского университета П.А. Земятченского, помощника начальника Морской научно-технической лаборатории, химика С.П. Вуколова и сотрудника Главной палаты мер и весов, технолога К.Н. Егорова, должна была «разыскать на месте, где должно искать коренные причины малой подвижности уральской железной промышленности», какие правительственные мероприятия могут содействовать удешевлению и возрастанию производства чугуна, железа и стали на Урале и др.

В течение двух месяцев экспедиция объехала Пермь, Кизил, Кушву, Нижний Тагил, Екатеринбург, Тобольск, Билимбай, Кыштым, Миасс, Злато-уст, Уфу и осмотрела около 25 заводов, рудников и копей. Кроме того, С.П. Вуколов проехал наиболее пустынные и дикие места: Чердынский край, верховья Камы, а затем через Богословский округ и по рекам Тавде и Тоболу добрался до Тобольска. К.Н. Егоров из Омска отправился в Киргизскую степь, в Экибазтуз, чтобы на месте ознакомиться с только что начатым разработкой новым богатым каменноугольным месторождением.

Таким образом, экспедиция Д.И. Менделеева провела одно из первых комплексных обследований Урала, его природных условий, залежей полезных ископаемых, промышленности, экономических условий развития. Кроме того, учёный и его сотрудники впервые предприняли комплекс «полных магнитных измерений» на главных рудниках Урала, с помощью которых Дмитрий Иванович надеялся «получить суждение о магнитных аномалиях около заведомо богатых месторождений магнитных и иных железных руд», что могло бы послужить «для открытия сокрытых в глубине железных руд».

В 1900 г. Менделеев выпустил фундаментальный труд «Уральская железная промышленность в 1899 г.», в котором изложил свои выводы по вопросам создания на Урале металлургической промышленности, разработки кузбасских углей, подземной газификации углей и строительства газопроводов, рационального использования топлива, строительства новых железных дорог.

С начала 1880-х гг. характерной чертой работ Д.И. Менделеева в области организации промышленности становятся крупные экономические обобщения. Первой среди них стала книга «Об условиях развития заводского дела в России» (1882 г.). Об этом труде, представляющем собой развёрнутый текст доклада, сделанного на открытии Торгово-промышленного съезда в Москве, учёный впоследствии писал: «Считаю, что с этого момента моё отношение к промышленности России получает яркую определённость, сказавшуюся уже в 1890-1899 гг.». В последующем он развивает широкую про-грамму промышленного развития России, обращая главное внимание на тяжелую промышленность. Её базой он считал «…добычу топлива, особенно… каменного угля, добычу металлов, особенно чугуна, железа и стали, производство машин и всяких металлических орудий труда».

Большое внимание учёный уделял рациональному размещению промышленности, освоению новых районов, разработке новых месторождений полезных ископаемых. Он указывает на необходимость продвижения промышленности на Восток, создания промышленных районов в Сибири и на Юго-Востоке, развития промышленности на Урале, промышленного освоения берегов Тихого океана и Сахалина. Подчёркивая, что 1/3 границ России лежит на берегах северных морей, он писал о необходимости изучения и освоения Северного Ледовитого океана.

4. Гидратная теория растворов

Работы Д.И. Менделеева по органической химии представляют большой интерес и в свое время сыграли определенную роль в развитии как теории, так и практики исследований органических соединений.

При тщательном изучении свойств водных растворов серной кислоты, водных растворов спиртов и других систем Д.И. Менделеев впервые установил значение химического взаимодействия между молекулами компонентов в растворах.

Ученый рассматривал растворы как неустойчивые химические соединения постоянного состава, находящиеся в состоянии частичной диссоциации. Этими исследованиями было положено начало создания химической теории растворов в противовес физическим теориям, хотя Д.И. Менделеев учитывал и физические факторы в процессе растворения. Но все же он процесс растворения рассматривал прежде всего как химический процесс.

Работы Д.И. Менделеева по растворам охватывают период почти в полстолетия. В этих исследованиях ученый выдвигает идею о химическом характере растворения. При этом отмечает, что в растворе образуется соединение между растворяемым веществом и растворителем. Состав этих веществ зависит от изменения температуры и концентрации. Такие соединения он назвал гидратами в случаях водных растворителей, а в более общей форме - сольватами.

Все последующее развитие теории электролитической диссоциации показало, что эта теория может развиваться только на основе гидратной теории Д.И. Менделеева.

С работой о растворах тесно связано и другое открытие Д.И. Менделеева - критическая температура. Известно было, что, повышая давление и понижая температуру, можно приводить некоторые газы в жидкое состояние. В семидесятых годах Д.И. Менделеев открыл, что для каждого газа имеется предел - критическая температура, выше которой газ не может быть сжижен. Он назвал эту критическую температуру абсолютной температурой кипения.

Сам ученый считал свои исследования в данной области одними из наиболее значимых.

?

5. Легенда об изобретении водки

В 2010 году исполнилось 145 лет со дня защиты Д.И. Менделеевым докторской диссертации «Рассуждение о соединении спирта с водою». Водно-спиртовым растворам была посвящена еще одна серьезная работа Д.И. Менделеева, опубликованная в 1887 году, - «Исследование водно-спиртовых растворов по удельному весу». В XX веке многие авторы, ссылаясь на диссертацию великого русского учёного, стали утверждать, что Д.И. Менделеев изобрел 40-градусную водку. Этот миф продолжает тиражироваться в российской литературе и уже перекочевал в статьи и книги зарубежных авторов.

Причастен ли Д.И. Менделеев к изобретению 40-градусной водки, крепость которой современные авторы называют оптимальным соотношением этилового спирта с водой, обладающим уникальными физико-химическими свойствами? Безусловно, нет, о чем, в частности, еще в 90-е годы писал директор Музея-архива Д.И. Менделеева СПбГУ И.С. Дмитриев

Свое исследование Д.И. Менделеев проводил в весовых процентах, исследуя водно-спиртовые растворы с интервалами в 5%. Итогом стала таблица, в которой напротив каждой концентрации раствора указаны удельные веса, причем Менделеев отмечал, сколько опытов он провел с каждым из образцов, а какие данные заимствовал у своих предшественников.

Объемным 40% соответствуют 33,4% весовых при 15°С. В таблице Д.И. Менделеева есть растворы в 30 и 35% (по весу), а «водочной» 40-процентной концентрации нет, поскольку Д.И. Менделеев ей вообще не занимался. Не удостоились особого внимания даже близкие к водочной концентрации растворы: с 30%-ным (по весу) раствором он сам не провел ни одного опыта, а с 35%-ным - только два. Таким образом, великий русский ученый не изобретал 40-градусной водки и даже ни разу не использовал слово «водка» в своей диссертации.

Теперь посмотрим, что же сделал Д.И. Менделеев в этой области?

Он определил удельный вес безводного (абсолютного) спирта и уточнил существовавшие на то время спиртометрические таблицы. Нашел точки наибольшего сжатия водно-спиртовых растворов при разных температурах (0°C, 10°С, 15°С, 20°С, 30°С). Обнаружил, что существуют определенные химические соединения: С₂Н₅ОН?12H₂O; С₂Н₅ОН?3H₂O; 3С₂Н₅ОН?H₂O. Смысл последнего открытия ученые смогли объяснить лишь теперь, в XXI веке.

Слово «водка» дошло до нас из русских источников 1531 года. С начала XVII века водками стали называть напитки, которые делали из хлебного вина с добавлением вкусовых и ароматических ингредиентов (травы, коренья, ягоды и пр.). Определенной крепости водкам не устанавливалось.

После 1861 года начали производить ректификационный спирт, и с этого времени постепенно из него начинают делать водки и 40-процентное хлебное вино.

С 60-х годов XIX века, согласно законодательным актам, водки можно было делать «всякой крепости и качества, соответственно требованию покупателей», водки делятся на горькие и сладкие, цветные и белые и бывают разных сортов; первого, второго, третьего и т.д. Водки горькие первого и второго сорта делали из хлебного вина крепостью 40-35% об. и ниже, а сладкие - из более слабого хлебного вина.

Все это разнообразие позволяло представителям разных сословий выбирать напитки в соответствии со своими возможностями и пристрастиями. Кто, что и как пил?

Поскольку водка всегда была важной статьей дохода государства, низшие слои населения на протяжении более чем 300 лет (с середины XVI века по 1 января 1886 года) имели право пить спиртные напитки только в кабаках, при этом не закусывая. Продажа пищи там была запрещена. Нельзя было приносить закуску и с собой. В кабаках продавали в основном хлебное вино (полугар) и низкосортные водки. Именно там формировалась культура потребления спиртных напитков низших слоев населения.

Иным был застольный этикет у высших сословий, в XIX веке у аристократии и августейших особ водку подавали только к закусочному столу. Эта традиция родилась именно в России. Предпочтение отдавалось водкам с более низким содержанием алкоголя, которые имели приятный вкус, аромат и стимулировали аппетит. Простое хлебное вино (40% об.) великосветскому столу не соответствовало. В царских винных погребах при Николае II можно было найти английскую горькую от Келлера, рябиновую и листовку от Смирнова, водки сладкие от Штритера и др.

По отношению к алкоголю государство всегда находилось в двойственном положении. С одной стороны, спиртные напитки были серьезной статьей дохода, а с другой - возникала вечная проблема борьбы с пьянством. В прошедшем XX веке государство не один раз вводило сухой закон, но для этих кампаний была характерна борьба не с пьянством, а с алкогольными напитками. Запреты и ограничения на потребление спиртных напитков всегда стимулировали употребление различных суррогатов, технических и парфюмерных спиртосодержащих жидкостей, а также наркотиков. Каждая новая попытка в очередной раз доказывала, что искоренить пьянство запретами невозможно.

Сейчас об этой проблеме заговорили вновь. В антиалкогольных кампаниях хорошо было бы бороться не с напитками, а воспитывать культуру их потребления, а также развивать альтернативные формы культурного общения. Также следовало бы сформировать систему контроля качества алкогольной продукции и стимулировать развитие новых технологий. Кстати, уменьшить неумеренное потребление алкоголя могло бы и изменение действующих государственных стандартов - можно было бы разрешить производство водок с пониженным содержанием этилового спирта, что вовсе не противоречит историческим традициям. Но сегодняшняя водка по ГОСТу не может иметь крепость ниже 40%.

Кто же изобрёл 40-градусную водку?

Как?известно, в России большой популярностью пользовался так?называемый полугар. И хотя?имелось зелье и покрепче, и почище - к примеру, «пенное вино», - полугар был поистине?народным напитком. «Устав о питейном сборе»?(1817) предписывал: «Вино,?продаваемое из казенных магазейнов, должно быть не ниже?полугара». Согласно определениям Г.И. Гесса, который?в 1847 г. издал книгу «Учет спиртов», предназначенную для винокуров, откупщиков и чиновников казенных учреждений, полугару отвечает крепость 38°?по так называемой шкале Траллеса. Одновременно было установлено, что «между приемною?и продажною крепостью вина?существовала разность, которая?по указанию многолетних опытов обращалась на покрытие?в магазинах усышки и утечки?вина». «По точному определению оказалось, что разность эта?составляет 3% по Траллесу на?полугар, и необходимо надлежит сохранить эту разность и на?будущее время, для покрытия?в магазинах усышки и утечки?вина и спиртов». В 1860 г. Государственный?Совет решил ввести в России?чистоакцизную систему питейных сборов. Теперь величина?налога прямо зависела от содержания спирта в напитках, и крепость их стала жестко регламентироваться. Российское правительство?задолго до Менделеева сделало?важное «открытие». Оно «открыло», что крепость водки на пути?от производителя к потребителю уменьшалась, причем далеко?не всегда по причинам естественного порядка. И тогда власти?решили установить «правила игры», разумеется, опираясь на?науку. В 1866 г. в Общем собрании Госсовета была узаконена?крепость «для продажи питей из?заводских подвалов и оптовых?складов [не ниже] сорока градусов, а из мест раздробительной?продажи - тридцати восьми?градусов…». Иными словами,?40° как нижний предел крепости?водки ввело правительство России, добавив, с учетом национальных традиций, еще 2° на? «усышку». Об этом писал и Менделеев: «Русские продажные?сделки ведутся на «полугар» или?на число ведер водки, содержащей 40 объемных процентов?безводного спирта, потому что?продажная водка по узаконениям России должна содержать не менее 40% безв. спирта», но при введении?стандарта мнением Менделеева?государственные мужи как-то?не поинтересовались.

Однако Дмитрий Иванович?время от времени напоминал?о себе сам. Так, в январе 1885 г.?он пишет министру финансов?Н.Х. Бунге записку об акцизном?сборе и в ней отмечает, что?спиртометрическая таблица?Траллеса, изданная в 1811 г., которой руководствовалось правительство при сборе акциза,? «давно устарела и всюду оставлена». В Германии, откуда пошли? «градусы Траллеса», уже все пересчитали по данным его, Менделеева, докторской диссертации. Ученый предлагает обновить и расширить свои таблицы? «для практического применения… при сборе акциза на?спирт», поскольку «установление рациональной алкоголометрической системы в России необходимо считать вопросом?времени». Однако предложение Менделеева отклонили, сославшись?на появление за границей новых, более точных по сравнению с менделеевскими, данных.?А кроме того, «разница в крепостях спирта, определяемая <…>?по таблицам Траллеса <…> и по?таблицам, вычисленным по?данным проф. Д.И. Менделеева,?по своей ничтожности не может иметь серьезного значения?для акцизного ведомства».?Чиновники немного лукавили,?таблицы Траллеса, хотя и не?сильно, но завышали крепость?водки, а вместе с ней и сумму?акцизного сбора. И это было?второе великое «открытие»?российских чиновников, подлинных творцов 40-градусной?водки, причем в выгодных для?госказны градусах.

6. Метрологическая деятельность Д.И. Менделеева

В 1875 г. представителями ряда государств (в том числе России) была подписана Метрическая конвенция, которой предусматривалось изготовление международных и национальных прототипов метра и килограмма и создание международных метрологических учреждений: Международного комитета мер и весов - руководящего метрологического органа, состоящего из ученых-представителей государств, присоединившихся к конвенции, и международного бюро мер и весов - научно-исследовательского метрологического института, начало деятельности которого относится к 1879 г.

После В.С Глухова, руководившего с 1865 по 1892 г., учёным хранителем Депо образцовых мер и весов был назначен знаменитый русский учёный Д.И. Менделеев.

В 1893 г. в Петербурге «для сохранения единообразия, верности и взаимного соответствия мер и весов» была на базе Депо учреждена: Главная палата мер и весов (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева) - многолабораторный метрологический институт, на который возлагались также испытание и поверка самых различных измерительных приборов (термометров, манометров, водомеров, электроизмерительных приборов и пр.) «по соответствию с основными измерениями веса, длины и времени».

В первую очередь Главная палата изготовила новые эталоны прототипов мер длины и веса взамен созданных ранее, (внушавших сомнения в их достаточной сохранности; в качестве материала для прототипов был избран хорошо зарекомендовавший себя при изготовлении метрических прототипов в Международном бюро мер и весов сплав платины (90%) с иридием (10%), отличавшийся большой тугоплавкостью, твердостью, упругостью и химической неизменностью. Затем был организован ряд лабораторий, оснащенных первоклассной измерительной аппаратурой. Именно Менделеев смог преобразовать Депо в подлинно-метрологическое учреждение, которое сыграло исключительную роль в создании государственной службы мер и весов. Менделеев возглавлял Главную палату почти 14 лет (1893-1907 гг.) - до своей смерти.

При Д.И. Менделееве в Главной палате был выполнен ряд работ, целью которых было максимально возможное достижение верности и единства измерений и обработки их результатов: определен ряд физических постоянных (плотность воды и воздуха, географические координаты Главной палаты, ее высота над уровнем моря и ускорение свободного падения). Метрологический уровень работ лабораторий существенно повысился. В наибольшей степени это относилось к измерениям основных величин (длины, массы и времени). Особенное внимание Д.И. Менделеев уделял лаборатории мер массы, деятельностью которой он непосредственно руководил и в которой сам выполнял значительную часть экспериментальных исследований. Мероприятия, направленные на достижение единства и повышение точности измерений, были осуществлены и в других лабораториях Главной палаты. В лабораторий мер длины оборудование пополнилось, в частности, 40-метровым базисом Едерина для поверки 24-метровых проволок и жезлов длиной 3 и 4 м. Рост авторитета этой лаборатории характеризуется уже тем, что ряд ведомств, пользовавшихся ранее услугами других организаций, стал направлять свои меры длины на поверку в Главную палату. Так поступал и геодезический отдел Генерального штаба, справедливо гордившийся высокой сходимостью результатов своих измерений и поверявший ранее свои жезлы (высокоточные меры длины) в Пулковской обсерватории.

В соответствии с развитием различных отраслей промышленности и прогрессом науки номенклатура допущенных к применению мер значительно увеличилась, вошли в практику новые виды измерений в области механических и тепловых величин, начали измерять электрические и световые величины. В течение почти всего XIX в. имелись только ведомственные эталоны единиц физических величин (точнее, исходные образцовые меры и измерительные приборы), с основанием же Главной палаты стали создавать государственные эталоны, признанные общеобязательными для различных отраслей хозяйства.

Процесс создания новых эталонов, выполнения исследовательских работ, проведения мероприятий, направленных на осуществление верности и единства мер, освещался в основанном в г. непериодическом журнале «Временник Главной палаты мер и весов».

Ещё при В.С. Глухове для Депо за границей были приобретены меры и весы (в частности, весы с наибольшим пределом взвешивания 2 кг, 500 г., 200 г., 50 г. и от 0,1 мг до 2 г с соответствующим набором гирь). Д.И. Менделеев продолжил начинания В.С. Глухова. Он приобрел концевую копию прототипа метра, метрический разновес и др. Определил физические постоянные для метрических мер объема (литра и кубического дециметра). По идее Менделеева был изготовлен эталон мер длины в форме полусажени П4, на котором были нанесены аршин, ярд и метр с их подразделениями (всего 253 линии) и который он характеризовал как «единственный в мире экземпляр, драгоценный во множестве отношений». Эта полусажень сыграла значительную роль в процессе перехода на метрическую систему мер. Новые прототипы были сличены с метрическими прототипами, и значения аршина и фунта были выражены через метрические меры, что узаконило Положение 1899 г. (аршин = 0,711200 м, фунт = 0,40951241 кг).