Юстус Либих – один из основателей современной химии

Ю. Либих Личности

Путь химии от таинственного пробирного искусства до точной науки был длинным и трудным. Если в древности и в средние века были извест­ны уже многие исследователи, внёсшие большие вклады в математику и фи­зику (достаточно назвать хотя бы имена Архимеда, Герона, Га­лилея, Кеплера, Ньютона и Коперника), то область химии разрабатывалась в древности лишь жрецами в качестве тайной науки. В средние века (если оставить в стороне некоторые исключения), ею злоупотребляли мошенники и фантазёры для изготовления «камня муд­рецов». Окончательный отход от алхимии произошел лишь в начале XVIII века, когда целый ряд превосходных учёных, как Ломоносов, Лавуазье, Пристли, Кавендиш, Шееле и Бергман, обосновали научную химию. XIX век прошел под знаком бурного развития химии, которая, освободившись от всего лиш­него и тормозившего её развитее балласта, сумела собрать за эти сто лет го­раздо больше знаний относительно природы вещей и их превращений, чем за все предыдущие столетия. Благодаря этому одновременно были созданы основы для развития химической промышленности, без которой в настоящее время уже невозможно себе мыслить хозяйственную жизнь страны.

Ю. Либих
Ю. Либих, 1821 год

Как раз к этому столетию относится и жизнь Юстуса Либиха. Его творчество, а также его новые и смелые идеи и учения внесли существенный вклад в быстрое развитие химии.

Детство

Юстус Либих родился 12 мая 1803 года в Дармштадте. Его отец был владельцем аптекарского магазина и, как это было обычно для того вре­мени, приготовлял часть своих товаров в примитивной лаборатории, нахо­дившейся в одном из предместий города. Поэтому юному Ли­биху пришлось уже рано соприкоснуться с химией. Здесь, в ­мастерской своего отца, он изучил первые приёмы и проделал громадное число опытов, о которых он вычитывал в книгах, любезно предоставляв­шихся ему дружески расположенным к нему библиотекарем. Здесь он по­черпнул любовь и воодушевление к химии, которая держала его в плену в течение всей его жизни и впоследствии не раз доставляла ему силы для пре­одоления препятствий и трудностей.

Гимназия с её преимущественным вниманием к гуманитарным нау­кам не могла соответствовать способностям и интересам Либиха. Древние языки, изящная литература и история играли в её учебном плане столь преобладающую роль, что естественнонаучные, или «реальные», предметы, как их тогда называли, могли быть лишь слегка затронуты в этом плане.

Интересный эпизод относительно пребывания Либиха в школе:

Как-то­ раз оба самых неуспевающих ученика в классе, а именно — товарищ Либиха Рейтлинг и он сам, снова подали самые худшие латинские работы. Директор школы в отчаянии спросил их, что же они предполагают делать в жизни после того, как их ученье потер­пит решительную неудачу. «Я буду химиком», — таков был ответ Либиха. Даже сам строгий господин директор разразился громким смехом, кото­рый подобострастно был подхвачен классом: «Слыхано ли что-либо по­добное! Либих, оказывается, хочет стать химиком. Да разве вообще существует такая специальность? Я слыхал, что таким термином обык­новенно обозначают обманщиков, мошенников и изобретателей изго­товления золота?»

Ю. Либих

Однако директор, который вообще был неглупым человеком, на этот раз ошибся. Либих позднее стал одним из ведущих химиков своего време­ни, а Рейтлинг сделался придворным капельмейстером в Вене и заслу­жил высокое уважение в обществе.

Не удивительно поэтому, что подобная школа могла только тормо­зить естественнонаучные дарования Либиха. У отца Либиха хватило ума, чтобы положить конец бесполезному пребыванию Либиха в школе. Поговаривали, что немалую роль в таком повороте дела сыграл незначительный взрыв, который внезапно, к ужасу всех учеников и учителя, произошел в ранце Либиха во время чтения стихов Гомера на уроке. Либих до конца жизни прояв­лял особый интерес к солям гремучей кислоты. Этот интерес вырос из ярмарочных впечатлений его детства, когда странствующий торговец производил на глазах Либиха эффектные взрывы гремучего серебра. В лаборатории своего отца Либих усердно производил опыты с этим очень опасным веществом, и взрыв этой соли неизбежно должен был произойти и во время учёбы, причём у учителей Либиха, на­конец, окончательно лопнуло терпение.

Юношество

Путь к изучению химии в те времена нередко шел через аптекарское ученичество. Либих не оказался в этом отношении исключением. Отец по­слал его в качестве аптекарского ученика к одному из родственников, который в соседнем местечке Теппенхейме владел аптекой. Здесь Либиху сначала очень понравилось. Целые дни он возился с тиглями и ретор­тами, и это было как раз то, чего он всегда желал. Однако скоро ему уже нечему было учиться у аптекаря Пирха. Страсть Либиха к собственному экспериментированию, которое он тайно продолжал по ночам в своей спальной каморке, и здесь привела его к беде. И когда однажды при одном из взрывов все оборудование комнаты оказалось разрушенным и окон­ная рама была выбита, аптекарь был рад избавиться от своего неспо­койного помощника, вероятно, опасаясь, как бы тот не заставил взлететь на воздух и весь дом.

Снова Либих оказался дома. Наконец, осенью 1820 года исполнилось его сокровенное желание. Ему было разрешено изучать химию в Бонне!

В начале XIX века в германских высших учебных заведениях изуче­ние естествознания находилось всецело под влиянием догматической фи­лософии природы. Это приводило к тому, что в развитии естествознания и в особенности в развитии химии наблюдался застой. В отличие от настоя­щего времени, когда при исследовании химических вопросов ­производят опыты, которые используются в качестве критерия пра­вильности теории и для выводов на основании этих опытов новых взглядов, в те времена, наоборот, конкретные пробле­мы старались задушить в фейерверке очень пышных, однако ничего не говорящих фраз и таким путём скрыть недостаток подлинных знаний. В течение двух лет, от 1820 до 1822 года, когда Либих изучал в Бонне и в Эрлангене у профессора Кастнера химию, он имел полную воз­можность познакомиться с этим направлением в химии и отвергнуть его для себя. «В Эрлангене в течение некоторого времени я интересовался лекциями Шеллинга, однако у Шеллинга не было основательных знаний по наукам о природе, а приукрашивание явлений природы аналогиями и образами, которые он называл объяснением, для меня не имело никакой цены», — так однажды высказался по этому поводу Либих. Та оценка, ко­торую позднее он дал своему учителю Кастнеру, по-видимому, была слишком односторонней и преувеличенной, однако она была показателем того безнадежного положения химии в Германии, которое было характерным для того времени.

­«Лекции Кастнера, считавшегося самым знаменитым хи­миком, были беспорядочны, нелогичны. Он выкладывал раз­нообразные сведения, которыми мне приходилось пичкать свою голову. Связь, которую он устанавливал между разными явлениями, можно оха­рактеризовать следующими примерами. Влияние луны на дожди видно из того, что когда луна светит ярко, гроза прекращается; или влияние солнечных лучей на воду доказывается тем, что в середине лета вода под­нимается в шахтах и во многих из них не могут уже после этого прово­диться работы. О том, что луна ясно светит тогда, когда тучи очистили небо, и что вода в шахтах стоит высоко благодаря тому, что летом пе­ресыхают ручьи, приводящие в движение насосы, — это для глубокомыс­ленного лектора было бы слишком примитивным объяснением».

Однако Кастнер оценивал своего ученика иначе, и по его представле­нию Либиху была присуждена стипендия, которая дала ему возможность продолжать своё образование в Париже.

Ю. Либих
Чертёж устройств из Руководства по анализу органических веществ Либиха

Париж был в то время наряду со Стокгольмом центром химического исследования и науки. Здесь раздавались голоса таких крупных величин в химии, как Гей-Люссак, Дюлонг и Тенар, которые продолжали в науке тенденции Лавуазье. Здесь химики не полагались на пустые слова и понятия, но опирались на факты и опыты, которые при их правильном сочетании удавалось связывать в одно логическое целое. Для Либиха эта система изучения была чем-то новым.

«Во французских лекциях на меня производили наибольшее впечатление их внутренняя правда и добросовестное стремление избегать всего искусственного при объяснении явлений. Всё это составляло полную противоположность немецким лекциям, в которых благодаря преобладанию дедуктивного метода вся научная теория утрачивала своё прочное построение».

Несом­ненно, Либих именно здесь получил свои наиболее сильные импульсы.

«Я узнал, или вернее, во мне проснулось сознание, что не только между двумя или тремя, но между всеми химическими явлениями в царстве мине­ралов, растений и животных существует закономерная зависимость, что ни одно из этих явлений не остаётся одиноким и независимым, но всегда связано с другим, а это последнее с третьим и так далее со всеми осталь­ными явлениями природы, и что возникновение и прекращение вещей пред­ставляет собой как бы волнообразное движение в круговороте событий».

В 21 год — профессор

С громадным усердием и искусством Либих посвятил себя изуче­нию химии под руководством Гей-Люссака. Снова появилась гремучая кислота и е` соли, которым он уделял особое внимание. Он получил удовлетворение, ибо его работы в этой области были доложены его руко­водителем Французской Академии наук и встретили с её стороны общее признание.

В связи с одним докладом в Академии наук Либих имел случай по­знакомиться с Александром Гумбольдтом, стоявшим в то время на вершине своей славы. Гумбольдту очень понравился живой и энергичный молодой человек, и он не преминул обратить внимание великого герцога Гессенского на этого незаурядного и талантливого мо­лодого человека. Герцог не оставил без внимания эту рекомендацию и предложил Либиху занять профессорскую кафедру в Гисенском универ­ситете. 24 мая 1824 года Либих, который как раз перед этим достиг 21 года, был назначен профессором химии в Гисене.

Ю. Либих

Преподавание химии в то время заключалось главным образом в чте­нии лекций. Обширные практические занятия, без которых в настоящее время нельзя себе и мыслить преподавания химии, были в то время совер­шенно неизвестным атрибутом преподавания или в лучшем случае играли совершенно подчинённую роль. Профессора имели право подыскивать себе несколько студентов, которым они предоставляли возможность поработать под руководством профессора в обычно небольших и скромно оборудован­ных лабораториях.

Либих познал по собственному опыту в Париже, какое важное зна­чение имеет основательное практическое обучение для растущего химика. Поэтому он уделял и в гисенской лаборатории практическим занятиям всё большее и большее место в обучении студентов. Объявление, сделанное им в 1827 году, гласило:

­«Трёхлетний опыт научил меня тому, что обу­чение в области практической и аналитической химии, которое до сего вре­мени практикуется в химико-фармацевтических институтах, далеко не до­статочно для того, чтобы молодой человек приобрёл хоть в какой-нибудь степени способность и умение производить аналитические работы. Слуша­тели института ныне будут посещать в течение летнего семестра лекции по подготовительным курсам химии, ботаники, минералогии; весь зимний се­местр посвящён практическим занятиям в химической лаборатории универ­ситета, где они с утра и до вечера должны заниматься аналитической работой всякого рода…»

Изменения в системе обучения

В то время как начинающие работали под руководством асси­стента, более опытные студенты привлекались всё в большей и большей сте­пени к самостоятельным работам, причем сам Либих оказывал им советом и показом содействие.

Эта система обучения сохраняется в принципе и по настоящее время. В те же времена этот метод представлял собой нечто совершенно новое. Однако успех очень скоро подтвердил его правильность. Уже через несколько лет скромные лабораторные помещения оказались недостаточными для того, чтобы в них могли разместиться мно­гие студенты, которые из разных стран стекались к Либиху поучиться у него химии. Однако не только студенты, но и сами университетские про­фессора не упускали случая принять участие в практическом курсе химии. Уже через несколько лет учебная лаборатория Либиха стала знаменитой далеко за пределами Германии. В течение своей 28-летней деятельности в Гисене Либих обучил в своей лаборатории значительное число студентов, которые сделались известными промышленными химиками и профессорами высших школ. Они несли учение и методы Либиха во все страны мира. Назовем хотя бы только некоторые имена учеников Либиха: Бухнер, А.В. Гофман, Кекуле, Мерк, Петтенкофер, Копп, Эрленмейер, Вюртц, Муспратт, Глэдстон и Зинин.

Однако оказалась необходимой жестокая и утомительная борьба с советом университета и с министерством в Дармштадте для получения по­мещения и средств, которые были необходимы для осуществления планов Либиха. Ассигнования буквально каждого гульдена решались лишь после длительной переписки, да и то с большими колебаниями. Когда Либих при­шел в 1824 году в Гисен, химическая лаборатория была организована в ка­раульном помещении бывшей казармы и состояла из одной комнаты с ос­новной площадью в 38 м3, с добавлением небольшой и холодной комнаты для взвешивания и для хранения коллекции реактивов, а также моечной комнаты, которой одновременно пользовалась и семья профессора. В этих более чем примитивных условиях Либиху пришлось работать вплоть до 1833 года.

Ю. Либих
Лаборатория Ю. Либиха, 1840 год

В настоящее время нам может показаться необыкновенным, что на строительство и содержание химических институтов предоставляются мил­лионные ассигнования, если мы подумаем о том, чего мы никоим образом не должны забывать: с какими невероятными финансовыми и материаль­ными трудностями и с какими глупыми предрассудками и затруднениями приходилось бороться Либиху. Только его необузданной энергией можно объяснить, что он сумел с успехом довести эту борьбу до конца.

В двух статьях «Состояние химии в Австрии» и «Состояние хи­мии в Пруссии» Либих вскрыл в резких выражениях упадок химии в этих государствах. Возлагая вину за это в Австрии на местных профессоров хи­мии («я повторяю, во всём этом повинны преподаватели химии, которые во­все не являются химиками»»), в Пруссии он возлагал вину за не менее низ­кую подготовку химиков на прусское правительство, указывая, «что в этой стране само правительство повинно в том, что оно не имеет ни малейшего представления о значении химии. Все старания преподавателей разби­ваются о несознательность именно тех, которые должны были бы считать своим долгом способствовать успехам науки и получать действительно благие результаты, проистекающие из роста сознательности народа».

­Ценность науки не может, по мнению Либиха, определяться её материальной поль­зой, но государство должно сильнее способствовать той науке, которая благоприятствует росту материального благополучия народа. Однако вследствие того, что в Пруссии понятие «образование» распространяется лишь на знакомство с классическими языками, историей и литературой, было не удивительно, что в этом государстве не существовало ни одной хи­мической учебной лаборатории, если не считать некоторых частных учреждений. В школе обязательно должен произойти отход от преувеличенного гуманитарного направления.

­«В наших естественнонаучных школах, назо­вем ли мы их промышленными или реальными школами, воспитывается новое здоровое поколение, которое будет сильнее умом и духом и способ­нее на свершение всего, что является подлинно великим и плодо­творным».

Реакция на эти статьи была неодинаковой. В то время как в Австрии ответом послужило приглашение Либиха в Вену, в Пруссии, наоборот, статья Либиха была воспринята как личное оскорбление, ответом на ко­торое должны были последовать репрессии, например запрещение в тече­ние некоторого времени ученикам Либиха занимать должности на государ­ственной службе, что, между прочим, оказалось далеко не в интересах Пруссии.

Научные достижения Либиха

Работы Либиха, выполненные в первые гисенские годы, относятся прежде всего к области молодой в то время органической химии. Нас завело бы слишком далеко желание перечислить в отдельности эти работы и воздать им должное в соответствии с их значением. Назовем хотя бы некоторые важнейшие из них.

Ю. Либих

При изучении влияния хлора на спирт ­Либих открыл хлороформ и хлораль. Значение этих препаратов для медицины выяснилось лишь впослед­ствии. Частью самостоятельно, частью в совместной работе с его близким другом Фридрихом Вёлером были выполнены Либихом работы по гиппуровой кислоте, пикриновой кислоте, меллитовой кислоте, мочевой кис­лоте и алкалоидам. Большое значение для познания структуры органи­ческих соединений представляли его работы относительно строения орга­нических кислот. Ввиду того что значительное число органических соеди­нений построено лишь из немногих элементов, главным образом из угле­рода, водорода, кислорода, азота, серы и галогенов, для их исследования требуется производить количественный анализ.

«В неорганической химии анализ составляет последнюю цель, результат исследования; в органиче­ской же химии анализ является единственным надёжным реактивом, он является средством исследования. Голое описание тех изменений, которые претерпевает органическое вещество под влиянием других реагентов, воистину безнадежно, ибо оно ничего не объясняет в тех случаях, когда его состав нам неизвестен. Если же нам известен состав этого соединения, а также состав одного, двух или трёх его производных, то объяснение приходит само собой».

­Методы этого органического количественного анализа, так называемого элементарного анализа, существовали уже с довольно раннего времени, и они давали очень точные результаты. Но проведение такого анализа было весьма затруднительным и требовало зна­чительного времени. Так, например, Берцелиусу для анализа семи ор­ганических кислот потребовалось затратить восемнадцать месяцев! Либих понял, что развитие органической химии зависит не в последнюю очередь от простого и быстро выполняемого элементарного анализа, и при­нялся за разрешение этой задачи. Разработанный им метод определения углерода и водорода удовлетворял этим требованиям в превосходнейшей степени и в принципе применяется и до нашего времени.

Рождение агрохимии

В 1840 году появилось в свет самое значительное из сочинений Ли­биха: «Органическая химия и её применение в земледелии и физиологии». В этой книге, изданию которой предшествовали обширные эксперимен­тальные исследования и изучение литературы, Либих делает обобщающий обзор развития и современного ему состояния сельского хозяйства. Однако он не останавливается на этом, но указывает путём исследования законов роста растений и противоречий между изъятием из почвы и обратным возвращением в неё питательных веществ методы повышения плодородия почвы. Таким образом, Либих становится основоположником агрохимической науки­. Начиная с его работ в сельском хозяйстве насту­пила новая эпоха развития, которая в сравнительно короткое время при­вела это хозяйство к неожиданному подъёму.

Ю. Либих
Музей Либиха, Гиссен. Фармацевтическая лаборатория

Пусть даже некоторые из теорий Либиха и являются слишком одно­сторонними и чрезмерно подчёркивают химическую точку зрения, пусть некоторые из них впоследствии даже были отвергнуты и признаны оши­бочными, но всё же они обусловили развитие сельского хозяйства в чрез­вычайном темпе и обратили на себя серьёзное внимание общественности. Редко научное сочинение находило столь широкий отклик, как это случи­лось с агрохимией Либиха.

После двадцатипятилетней борьбы, которая сопровождалась часто многими контратаками и разочарованиями, Либих мог с удовлетворением констатировать, что большая часть его теорий получила всеобщее призна­ние в сельском хозяйстве.

Обмен веществ в организме

Вполне понятно, что Либих в развитие своих работ по агрохимии за­нялся и тем, чтобы применить законы химии также и к изучению жизни и процессов, протекающих в организмах животных. Уже в 1824 году появи­лось его сочинение «Органическая химия и ее применение в физиологии и патологии». На материале обширных экспериментальных работ Либих пы­тался дать истолкование проблем обмена веществ в животном организме. Он уже охватил наиболее существенное, относящееся к процессам дыхания и питания. Поглощенная пища сгорает в организме, благодаря чему выде­ляется необходимая для жизни энергия. Продукты окисления и «шлаки» удаляются из организма органами выделения в форме двуокиси углерода, воды, пота, мочи и кала. Если Либиху и не удалось подойти к вполне удо­влетворительному разрешению этих вопросов, — громадность этой задачи превышала сведения, имевшиеся по этому поводу в те времена, — то всё же ход идей Либиха был правильным и эти идеи указывали тот путь, по ко­торому должна была пойти физиология.

Ю. Либих
Письмо Либиха (1851 г.) с изображением лаборатории в Гиссене

Диетология и кулинария

Дальнейшие работы Либиха относятся к мясу, белкам, жирам, к желчи, моче и другим пищевым веществам, выделяемым организмами. Во время своих исследований по поводу жидкостей мяса он подходит к изучению мясного экстракта, который ввиду его возбуждающих и укреп­ляющих составных частей скоро стал изготовляться в больших промышлен­ных масштабах и поступил в продажу под названием «мясной экстракт Либиха». Описание приготовления пекарского порошка (до того времени при хлебопечении пользовались исключительно только дрожжами или кислым тестом) или супа для грудных детей показывает, что всемирно известный химик не считал ниже своего достоинства заниматься подоб­ными, на первый взгляд банальными вещами.

Все эти многочисленные работы, к которым можно еще с 1831 года добавить редактирование журнала «Анналы химии и фармации», а также обширные работы по составлению «Справочника по химии», не могли не отразиться на состоянии здоровья Либиха. Его пребывание в узких за­ставленных реактивами и приборами лабораторных помещениях и напря­женные занятия с практикантами сильно расстроили его здоровье. За не­делями работы без отдыха последовали трудные дни полного физического и душевного истощения, «…я отработался и устал как собака…», «…стра­даю от глупейшего ревматизма и головной боли» — всё чаще попадаются такие фразы в его письмах к Вёлеру. Этим же, а также его живым темпе­раментом, раздражительностью и чрезмерной возбудимостью объясняются и его реакции на критические замечания по поводу его работ и личности. Благодаря его ответам, которые часто бывали поспешными и облечёнными в очень острую и субъективную форму и по поводу которых он часто ис­пытывал раскаяние, но уже тогда, когда они были отправлены, он при­обрёл себе больше врагов, чем это было неизбежно. Правда, он умел от­личать обоснованную критику от простых враждебных выпадов и насме­шек. В большинстве случаев именно эти резкие ответы вызывали злобные нападки на него, в особенности в тех случаях, когда он осмеливался в ка­честве «неспециалиста» вторгаться в область агрономии или физиологии (причем следует заметить, — с большим успехом). Это некоторыми агро­номами и физиологами рассматривалось как бесстыдство. Проявляя в част­ной жизни очаровательную любезность и доброту, Либих умел выступать с величайшим упорством и решительностью, когда речь шла об отстаива­нии интересов истины и справедливости.

Популяризация химии

Двадцать восемь лет Либих оставался верен своему небольшому Гисенскому университету и отклонял почётные приглашения в Вену, Петер­бург и Гейдельберг. Наконец, в 1852 году он отозвался на приглашение пе­ребраться в Мюнхен, главным образом потому, что его там согласились ос­вободить от практической преподавательской деятельности, которая в по­следние годы очень его тяготила. Здесь он в основном продолжал начатые им ещё в Гисене работы. Дальнейшую задачу он видел в том, чтобы поза­ботиться о популяризации химии. В своих вечерних лекциях он попытался познакомить широкие круги населения с задачами и проблемами химии. Эти популярные научные лекции скоро вызвали величайший интерес. В сво­их увлекательно написанных и стилистически выдающихся «Химических письмах» Либих преследовал ту же самую цель с неменьшим успехом.

***

Весной 1873 года Либих стал в усиленной степени страдать от болез­ней и ослабления сил. 18 апреля 1873 года Юстус Либих скончался.

Ю. Либих

Он был пионером гуманности. В борьбе против реакции и невежества он обогатил науку новыми данными. Целью его деятельности было созда­ние для человечества лучшего будущего.

Литература:

З. Шпаусус. Путешествие в мир химии. М.: Государственное учебно-педагогическое издание министерства просвещения РСФСР, 1959

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Поделиться с друзьями
Русская DARPA
Коментарии