Эйльгард Мичерлих

Значительный подъем естествознания и техники, который привел к отмиранию феодального способа производства, явился существенным фактором общественного развития в XIX в. Окончательное выделение химии в самостоятельную науку и важные открытия в физике изменили отношение людей к естественным наукам. Однако, в то время как в Англии и Франции развитие естествознания и техники поощрялось обществом, в Германии оно тормозилось консервативными силами. Хуже всего обстояло дело в Пруссии. Если в университетах даже небольших немецких государств закладывались основы обучения экспериментальной работе будущих химиков (как поступали, например, Штромейер в Гёттингене, Дёберейнер в Йене и особенно Либих в Гиссене), в Пруссии подготовка химиков велась лишь в частном учебном заведении, организованном Троммсдорфом в Эрфурте.

Эйльгард Мичерлих (1794-1863)

Берлинский университет, основанный в 1809 г. (занятия в нем начались в 1810 г.) усилиями Гумбольдта, не привлекал молодежи, стремившейся изучать естественные науки. Университет испытывал материальные затруднения; кроме того, экспериментальные исследования в нем не поощрялись. В то же время в Пруссии на основе разведанных месторождений угля и железной руды появились определенные условия для развития крупной промышленности. Открытие Маргграфом сахара в свекле и разработка Ф. Ахардом технического способа извлечения из нее сахара послужили основой для создания в Пруссии сахарной промышленности, которая не могла развиваться без квалифицированных химиков.

Громадное значение для создания тяжелой промышленности Пруссии имели также богатые месторождения железной руды и угля в Силезии и в Рейнской области. Однако государство, где господствовали реакционные круги прусского юнкерства, тормозило развитие страны по капиталистическому пути. Поэтому в Пруссии в то время не придавалось большого значения подготовке специалистов по естественным наукам и технике. Вследствие такого ограниченного отношения прусских правящих кругов к науке подготовка химиков в высших учебных заведениях страны сталкивалась с большими трудностями.

К первым профессорам химии Берлинского университета принадлежит Мичерлих, возглавлявший там кафедру с 1822 по 1863 г.

Эйльгард Мичерлих родился 7 января 1794 г. Он был вторым ребенком в семье пастора маленького селения Нёйенде, расположенного на севере Германии. В юности Мичерлих мечтал изучать быт, культуру и историю народов Востока. После обучения в 1811 -1813 гг. в Гейдельбергском университете, а затем в Париже Мичерлих защитил в Гёттингенском университете диссертацию в 1814 г. и стал доктором философии. После этого он собирался отправиться на Восток с дипломатической миссией Наполеона. Но падение власти Наполеона изменило планы Мичерлиха. Тогда он решил изучить в Гёттингенском университете медицину и естественные науки, чтобы отправиться на Восток судовым врачом. Но уже через полгода занятий химией под руководством Штромейера Мичерлих обнаружил, что профессия химика привлекает его больше, чем изучение Востока. В 1818 г. Мичерлих обратился в университеты Галле и Берлина, чтобы занять должность профессора химии. Однако из обоих университетов он получил отказ и совет вначале опубликовать результаты своих исследований и обсудить их среди специалистов.

Иоганн Бартолмеус Троммсдорф (1770-1837); в 1796 г. основал в Эрфурте первое учебное заведение для аптекарей, где преподавание велось на основе новейших научных данных

После этого Мичерлих стал работать в Берлине в лаборатории Гермбштедта, преподававшего после смерти Клапрота (1817 г.) химию в Университете. В этой лаборатории Мичерлих в 1819 г. открыл закон изоморфизма. В том же году Мичерлих познакомился в Берлине с Берцелиусом, который сразу же заинтересовался результатами его работ по кристаллохимии и рекомендовал Мичерлиха на должность профессора химии Берлинского университета вместо умершего Клапрота. Однако вначале прусские власти командировали Мичерлиха для усовершенствования химических знаний в лабораторию Берцелиуса в Стокгольме. Вернувшись в Берлин поздней осенью 1821 г., Мичерлих Уже в начале 1822 г. стал экстраординарным, а с 1825 г. ординарным профессором химии университета. В то время в Берлинском Университете не было не только необходимого оборудования, но Даже помещений для лабораторных занятий студентов изучавших естественные науки. Поэтому Мичерлих, как и другие химики - Потт, Маргграф, а также его непосредственный предшественник Клапрот, вынужден был работать в химической лаборатории Прусской Академии наук, расположенной на Доротеенштрассе. Эта лаборатория была значительно расширена Мичерлихом и оборудована по образцу лаборатории Берцелиуса, Там Мичерлих организовал механическую мастерскую, в которой изготовлялись лабораторные приборы и аппараты, зачастую создаваемые по его собственным эскизам.

Мичерлих сопровождал свои лекции в университете демонстрацией физических и химических опытов, а для студентов, особенно интересующихся экспериментальной работой, он вел по понедельникам в академической лаборатории практические занятия. Впоследствии из-за большого наплыва желающих заниматься химическими работами Мичерлих стал допускать к ним лишь наиболее способных из своих учеников. Среди них были: Густав Мангус, который устроил впоследствии на своей квартире в Берлине первую физическую лабораторию, и Адольф Франк - основатель немецкой промышленности калийных удобрений.

Мартин Генрих Клапрот (1743-1817); первый ординатор химии в Берлинском университете; в 1789 г. открыл в смоляной обманке

Чтобы правильно оценить значение деятельности Мичерлиха для развития химии в Берлинском университете, надо вспомнить, что за время его работы в Берлине естествознанию в Пруссии уделялось очень мало внимания; более того, эти занятия вызывали даже подозрения властей, считавших, что они способствуют распространению материализма.

Деятельность К. Кастнера в Бонне и ученика Г. Шеллинга Г. Штоффенса в Берлине, развивающих реакционные натурфилософские теории, также препятствовала точным научным исследованиям. Поэтому следует высоко оценить стремление Клапрота, Гермбштедта и Мичерлиха превратить недавно образованный Берлинский университет в центр химического образования. Господствовавшие тогда в Пруссии дворянство и правящий королевский двор вследствие их отсталости и недальновидности не смогли и не захотели понять громадную пользу химии для развития экономики страны. Поэтому Мичерлих не получил средств на строительство университетской химической лаборатории. Вероятно, в этом кроется причина того, что впоследствии научные интересы Мичерлиха сместились в сторону физики, минералогии и геологии. Преподавательской деятельностью Э. Мичерлих занимался до конца жизни. Лишь за несколько месяцев до смерти, наступившей 18 августа 1863 г., он перестал читать лекции студентам. Его сменил сын Александр, выдержавший к этому времени экзамен для занятия должности доцента.

Обсерватория и лаборатории Академии наук в Берлине на Доротеенштрассе, построенные в 1743 г.

В своих экспериментальных работах Э. Мичерлих обращал особое внимание на точность измерений, взвешивания и определения плотности веществ. Для более точных экспериментов он разработал необходимые приборы. Так, по эскизу Мичерлиха в мастерской при лаборатории был изготовлен гониометр¹⁹. За сорок пять лет научной деятельности Мичерлих провел исследования в различных областях естествознания. Им были выполнены физико-химические работы (преимущественно в области кристаллографии), исследования по неорганической, органической химии, в области физиологии, а также геологии.

Труды Мичерлиха по кристаллографии способствовали созданию классификации элементов и разработке более точных методов определения атомных масс.

Значительным событием в развитии химии было открытие Мичерлихом явления изоморфизма²⁰, которое Берцелиус назвал важнейшим достижением со времени создания учения о количественных отношениях элементов в соединениях. Исследуя в 1819 г. фосфаты и арсенаты, Мичерлих обнаружил, что "вещества различной химической природы во многих случаях могут обнаруживать одинаковые или по меньшей мере очень близкие кристаллические формы". На основании дальнейших исследований Мичерлих пришел к следующим наиболее общим заключениям: "Равному числу атомов, если они соединены одинаковым образом, присущи одинаковые кристаллические формы, эта кристаллическая форма определяется не только природой атомов, но также их числом и способом соединения" [41].

Согласно закону, установленному Мичерлихом, образование смешанных кристаллов (изоморфных смесей) двумя соединениями возможно лишь тогда, когда они имеют аналогичный состав. И наоборот, из существования изоморфизма можно заключить, что закристаллизовавшиеся совместно вещества аналогичны по составу. Поскольку массы изоморфных соединений, образованных из элементов, относятся как атомные массы образовавших их элементов, Мичерлих смог создать метод определения истинных значений атомных масс из данных анализа веществ. Благодаря закону Мичерлиха и установленному тогда же (в 1819 г.) Дюлонгом и Пти правилу постоянства атомных теплоемкостей Берцелиус с максимально возможной точностью определил атомные массы элементов в твердом состоянии и создал тем самым предпосылки для систематизации элементов. До работ Берцелиуса заключения о действительной величине относительных атомных масс основывались на изучении газообразных веществ (определение объемов газов Гей-Люссаком, см. гл. II).

Кроме изоморфизма Мичерлих открыл явление полиморфизма²¹ и объяснил строение манганата, перманганата и селеновой кислоты²².

Из работ Мичерлиха в области органической химии особенно большое значение имело исследование образования диэтилового эфира из этанола (1834 г.). Он разработал непрерывный процесс получения эфира и показал важную роль серной кислоты как отнимающего воду агента, который способствует образованию эфира. Эти выводы создали основу для исследования контактного действия веществ в каталитических реакциях. Работы Мичерлиха получили высокую оценку Берцелиуса, который в 1836 г. ввел для обозначения таких реакций термин "катализ".

Мичерлих получил при сухой перегонке бензоата кальция бензол²³ и доказал его тождество с бензолом, полученным Фарадеем (1825 г.). Затем он синтезировал нитробензол и другие производные бензола, заложив тем самым основы промышленности красителей.

Изучение реакций углеводов, крахмала и процессов брожения имели большое значение для развития химии Сахаров и создания сахарной промышленности. Так, Мичерлих объяснил процесс распада тростникового сахара на глюкозу и фруктозу - виноградный и фруктовый сахар, т. е. инверсию.

Созданием удобного для лабораторной работы поляриметра²⁴ и своими исследованиями применимости предложенного Г. Фелингом реактива, состоящего из водного раствора сульфата меди (II), сегнетовой соли и едкого натра²⁵ ("фелингова жидкость"), Мичерлих ввел в сахарную промышленность важные способы для определения качества продукции. Их широкое применение способствовало интенсивному развитию этой области промышленности.

По предложению Мичерлиха его ассистент Август Троммер разработал известный способ обнаружения различной природы углеводов, известный до настоящего времени как "проба Троммера"²⁶.

Будучи членом научной группы медицинского ведомства, Мичерлих разработал мероприятия по улучшению гигиенического обслуживания населения и усовершенствования техники криминалистической экспертизы: усовершенствовал пробу Марша на мышьяк и дал новую, более чувствительную методику для обнаружения следов свободного белого фосфора²⁷ (проба Мичерлиха на фосфор). Мичерлих был широко известен также как выдающийся педагог. "Это самая лучшая книга из всех, которые мне встречались",- оценил Либих учебник химии Мичерлиха²⁸ [42, с. 283]. Исследовательская и преподавательская деятельность Мичерлиха в первой половине XIX в. заложила фундамент для быстрого развития химии, делавшей в то время еще первые шаги. Результаты химико-кристаллографических работ, равно как и широкое применение физических методов в химических исследованиях, позволяют по праву считать Мичерлиха одним из первых физикохимиков²⁹, хотя он и не оказал такого значительного влияния на развитие этой области науки, как его современники Бунзен и Копп.