1880 — первый научный труд Д. П. Коновалова — «О прямом нитровании жирных углеводородов».
1880 — завершив занятия в университете, Д. П. Коновалов по рекомендации 2-го его учителя Д. И. Менделеева, незадолго перед тем вернувшегося из заграничной командировки, уехал в Страсбург (Германия), где под руководством А. Кундта начал работу по теме своей будущей магистерской диссертации — «Упругость пара растворов».
1881 — получил степень доктора философии и магистра естественных наук Страсбургского университета и вернулся в Петербург, где в 1882 году был назначен ассистентом по аналитической химии к Н. А. Меншуткину .
1884 — защитил магистерскую диссертацию «Об упругости пара растворов» (издана трижды: 1884, 1909 и 1928), в которой изложены законы (сформулированы в 1881—1884), получившие его имя, и принесшие ему мировую известность — им суждено было стать основополагающими в исследованиях многих учёных[3].
1885 — защита докторской диссертации — «Роль контактных действий в явлениях диссоциации», в которой он впервые ввёл понятие активной поверхности, имевшей большое значение для развития теории гетерогенного катализа и химической кинетики.
1886—1907 — профессор Петербургского университета. Он активно участвовал в работе Русского физико-химического и Русского технического обществ[4].
1890—1907 — возглавил кафедру неорганической химии СПб университета — одну из старейших в России (основана в 1867), из неё впоследствии была выделена первая в России кафедра физической химии (1914)[5].
1919—1922 — директор Научно-исследовательского химико-энергетического института в Екатеринославе. Участвует в восстановлении химической промышленности Украины. С 1918 по 1922 год он живет и работает в Днепропетровске[4].
Научная деятельность Д. П. Коновалова чрезвычайно многогранна. Ему принадлежат многочисленные исследования в области физической химии, органической химии, технической химии, метрологии. Однако центральное место в научном творчестве Д. П. Коновалова всё-таки занимают его работы по различным вопросам именно физической химии. Достижения учёного в этой области составляют основное ядро его научного наследия — здесь круг его интересов очень широк: исследования Д. П. Коновалова относятся к таким важнейшим её разделам, как теория растворов, химическое равновесие, химическая кинетика и катализ и др.
В то время, как в физике мы имеем дело с непрерывно протекающими явлениями, с непрерывно изменяющимися сплошными величинами, химия всё своё внимание с самого начала сосредотачивает на величинах раздельных. Могущественный толчок новому объединяющему движению даёт учение об энергии и открытия С. Клер-Девилля явлений диссоциации. Химическое сродство определяется как вид энергии, подчинённый вместе с физическими действиями общему закону сохранения энергии. Возникают новые приёмы в расследовании явлений, приписываемых сродству, и особенности этих приёмов вызывают образование нового отдела науки — физико-химии. — Из выступления Д. П. Коновалова на X съезде русских естествоиспытателей и врачей[8]
Теория растворов
Развивая свою теорию растворов Д. И. Менделеев исходил из положения, что между соединениями и растворами отсутствует граница — процесс растворения определяют химические силы, которые и приводят к образованию конкретных соединений. Ещё в 1860-годы, когда он был занят исследованием водно-спиртовых растворов, Д. И. Менделеев следовал таким соображениям[9]. Начало исследования им растворов напрямую связано с учением о химическом соединении, однако во взглядах его тогда отсутствовала идея диссоциации и ассоциации, о чём свидетельствуют его лекции этого периода[10]. Формулировку своих взглядов на природу растворов как на соединения, находящиеся в состоянии диссоциации Д. И. Менделеев дал в 1870-е годы.
Д. П. Коновалов, приступая к исследованиям упругости пара растворов, и следуя менделеевским представлениям, пишет в магистерской диссертации[11]:
...Немногие учёные, отказавшись вовсе от попытки провести границу между химическими соединениями и растворами, характеризуют эти последние как химические соединения в состоянии разложения. Как на образец последовательности в этом отношении укажу на известное сочинение Д. И. Менделеева "Основы химии". ...Изучение растворов должно привести к разъяснению условий образования определённых химических соединений, к определению тех начал, которыми обуславливается существование лишь ограниченного числа устойчивых форм определённых химических соединений.
В то время, когда Д. П. Коновалов начал свою работу, концентрированные растворы исследовались в основном по удельным весам, и учёному принадлежит заслуга, заключающаяся в том, что он одним из первых начал систематическое использование наблюдений разнообразных свойств растворов (общее и парциальное давления, температура кипения, электропроводность, растворимость, осмотическое давление, калорические факторы). Опираясь на результаты изучения растворов по давлению пара и температуре кипения, Д. П. Коновалов приходит к убеждению, что изменение давления пара при образовании раствора может являться характеристикой химического взаимодействия его компонентов, а интенсивность взаимодействия таковых сказывается на их способности испаряться. Рассматривая растворы как частный случай химического равновесия, Д. П. Коновалов пришёл к тому, что изменение давления пара при изменении состава и температуры раствора отражает влияние их на его химическое равновесие; с целью определения влияния природы компонентов на характер их взаимодействия, он исследует водные растворы тех веществ, которые образуют гомологические ряды — предельные спирты и предельные кислоты.
Но основным результатом настоящего исследования явилось установление общих термодинамических положений — законов Коновалова. Открытие их произошло в тот момент, когда фактически ещё не были известны основные закономерности, управляющие фазовыми процессами. Работы Дж. Гиббса по термодинамике гетерогенных систем (1875—1878) ещё не были никому известны[12]. Влияние этих работ на учения о гетерогенных системах получило развитие только после 1893 года, благодаря работам Ван дер Ваальса и его учеников. В годы открытия Д. П. Коноваловым своих законов в науке ещё не были известны условия фазовых процессов.
Д. П. Коновалов, изучая давление, впервые сформулировал в простой количественной форме условия равновесия фаз в виде равенства парциальных давлений компонентов; это весьма общее положение дало ему возможность обоснования условия равновесия двух жидких фаз — расслаивающихся растворов, и условия устойчивости кристаллогидратов. Интересно, что одновременно с Д. П. Коноваловым Бакхёйс Розебом, один из основателей учения о фазовых равновесиях, эмпирически пытается найти условие устойчивости кристаллогидратов. Д. П. Коновалов в своём докладе на заседании РФХО показывает, что экспериментальные данные Б. Розебума, хорошо согласуясь с его теоретическими выводами, подтверждают их правильность[13].
Химическая термодинамика
Кафедра физической химии
Историю кафедры физической химии Санкт-Петрбургского университета — первой в России, следует вести от основоположника самой этой дисциплины — Михаила Васильевича Ломоносова. Только более чем через сто лет, в 1859 году в химической лаборатории Санкт-Петербургского университета, Д. И. Менделеев приступил к физико-химическим исследованиям — «главному предмету» своих занятий, о чём в декабре 1860-го он пишет из Гейдельбергапопечителю Санкт-Петербургского учебного округа И. Д. Делянову[14]. В 1882 году Д. П. Коновалов, первый продолжатель воззрений Д. И. Менделеева в развитии исследований растворов, был зачислен старшим лаборантом, а затем — ассистентом кафедры химии физико-математического факультета университета. А 24 октября 1884 года уже защитивший к тому времени магистерскую диссертацию приват-доцент Д. П. Коновалов был допущен к чтению лекций, и начал вести необязательный курс физической химии.
Д. И. Менделеев и Д. П. Коновалов на закладке новой университетской лаборатории. 1892. Санкт-Петербург
Потребность преподавания «новой» дисциплины, которая нуждалась также и в новой базе для практических занятий, была очевидной, но, как водится, не для администрации — только к концу 1880-х было принято решение о строительстве новой химической лаборатории. В 1890 году комиссия под председательством Н. А. Меншуткина, Д. П. Коновалова и И. И. Боргмана (в том же году Д. И. Менделеев был вынужден уйти из университета) приступила к разработке её проекта (арх. А. Ф. Красовский), а открыта она была во дворе «Двенадцати коллегий» 16 октября 1894 года, между тем, лаборатория для занятий собственно физической химией была организована лишь в 1910 году[15].
Чрезвычайные успехи физико-химии одна из выдающихся особенностей современного состояния физико-математических знаний... Во многих университетах Запада уже введено регулярное преподавание физико-химии... У нас в химической лаборатории выделена для занятий физико-химией лишь небольшая её часть... Возможно было бы устроить практические занятия в каком-нибудь временном помещении... Постановка дела должна представлять стройное, законченное целое, когда интерес к преподаванию и его научный уровень будут поддерживаться самостоятельными научными исследованиями, обставленными вполне современными научными средствами... — Из обращения Д. П. Коновалова к Совету физико-математического факультета [16]
Хоть Д. П. Коновалов и не застал открытия кафедры в качестве сотрудника университета, поскольку он к тому времени был обременён другими обязанностями, его роль в формировании этого научного подразделения очень велика. Д. П. Коновалов принимал активное участие в работе «Малого химического общества» — неофициальной студенческой организации, которая давала простор для научного творчества молодёжи. Сказалась и его требовательность на уровне подготовки будущих создателей и сотрудников кафедры — чтобы попасть в «физико-химическую республику» — так именовали лабораторию Д. П. Коновалова, необходимо было сдать экзамен по этому предмету[17]. Не случайно именно ученики Д. П. Коновалова Е. В. Бирон и М. С. Вревский, приложившие много сил для устройства лаборатории, более всего сделали и для создания кафедры: первый — ещё в 1891 году был лабораторным ассистентом Дмитрий Петровича, в 1902 году — вёл практикум, а осенью 1908 — разработал и вёл курс физической химии, ещё в 1910 году — добивался обязательного её курса, а второй — осенью 1914 года сумел, наконец, доказать необходимость учреждения и начал вести обязательный курс физической химии, что и считается началом существования кафедры этой науки в Санкт-Петербургском университете.
В 1914 году Д. П. Коновалову РФХО присудило только что учреждённую первую Большую премию им. Д. И. Менделеева «За совокупность его исследований в области растворов и за научно-педагогическую деятельность, результатом которой явилась оригинальная школа русских физикохимиков»[16][18][19].
↑«О химическом сродстве» Речь Д. П. Коновалова на общем собрании X съезда русских естествоиспытателей и врачей, 30 августа 1898 — Отдельный оттиск из дневника съезда. Киев. 1898.
↑Д. И. Менделеев. Рассуждение о соединении спирта с водой, 1865. СПб. Издательство «Общая польза»
↑Д. И. Менделеев. Теоретическая химия, лекции, 1862 и 1864. Научный архив Д. И. Менделеева СПбГУ, шифр II-A-17-17—2
↑Д. П. Коновалов. Об упругости пара растворов, ЖРФХО, 16, 11. 1884
↑G. W. Gibbs. On the equilibrium of heterogeneous substances. «Trans. Conn. Akad.», 3, 108—248, 343—524 (1875—1878)
↑Д. П. Коновалов. Сообщение о работе Бакгуиса Розебума, ЖРФХО, 16, 642 (1884)
↑Младенцев, М. Н., Тищенко В. Е. Дмитрий Иванович Менделеев, его жизнь и деятельность. М. Л. 1938. Т. С. 256
↑Лаборатория физической химии была устроена в подвалах здания «Же де Пом» (фр. — Jeu de Paume — игра рукой), которое ранее использовалось для спортивных занятий; здесь же на заседании Физического отделения РФХО 25 апреля 1895 года А. С. Попов доложил об изобретении им беспроволочного телеграфа [1]Архивная копия от 11 сентября 2007 на Wayback Machine)
↑ 12Никольский Б. П., Пешехонова Н. В. Из истории кафедры физической химии в Санкт-Петербургском университете. — Вестник ЛГУ. Физика и химия. 1989. Серия 4. В. 4 (№25). С. 3—18
↑Меншуткин Б. Н. Известия Ленинградского лесного института. 1927. Вып. 35. С. 20
↑Журнал Русского физико-химического общества. 1915. Т. 47. С. 200
