В 60-х годах прошлого столетия, после падения крепостного права, Россия вступила на путь капиталистического развития. Ее природные богатства становятся неисчерпаемым источником сырья для быстро развивающейся промышлеии0сти. Возникает насущная потребность в разработке совершенных приемов химического анализа сырьевых ресурсов — минеральных и органических. Не случайно поэтому аналитическая химия выдвигается на передний план в системе химических дисциплин. Однако в те времена аналитическая химия преподавалась весьма упрощенно. Изучение анализа сводилось к выполнению ряда механических операций по трафаретным схемам. В большом ходу в ту пору были всевозможные рецептурные издания — «Ручные книжки», «Краткие пособия», «Схематические таблицы» и т. п. Такое эмпирическое направление в изучении аналитической химии приводило к тому, что учащиеся осваивали только внешние приемы анализа, постигали лишь технику эксперимента. Малейшее отклонение от догматически усвоенной схемы анализа приводило к таким затруднениям, которые учащимся зачастую не удавалось преодолеть, так как у них отсутствовало понимание сущности происходящих реакций, отсутствовало самое главное — химическое мышление. Аналитическую химию того времени, лишенную теоретического базиса, не без основания иронически называли «химической кухней». Аналитическая химия скорее была искусством, чем наукой, так как эмпирически разработанные приемы исследования не имели теоретического обоснования. Постепенно назревала потребность в теоретическом осмысливании аналитических операций, в коренной перестройке всего преподавания аналитической химии. Так, Д. И. Менделеев в «Основах химии» (1871 г.) подчеркивал, что «главную... помощь для самостоятельного, а потому наиболее верного и полного химического развития пусть ищут начинающие... в изучении и в практических работах по аналитической химии» [4].
Н. А. Меншуткин приступил к педагогической работе в Петербургском университете с уже сложившимися взглядами на методику преподавания аналитической химии. Он был решительным противником догматического подхода к изучению химического анализа и резко критиковал тех, которые считали, что учащиеся должны овладеть только экспериментальными навыками путем решения серии разнообразных задач по готовым прописям и шаблонным схемам. По убеждению Меншуткина, «занятиям по аналитической химии должен быть придан тот же характер, который представляют научно-химические исследования вообще. При самостоятельном исследовании научного вопроса, желая удостовериться в верности сделанного предположения, химик производит необходимый опыт, а для выбора условий, наивыгоднейших для удачи опыта, руководится аналогиями. Такого же пути желательно держаться и при изучении химического анализа: занимающийся должен ставить вопросы и решать их правильно поставленными опытами. Постановка вопросов, а также методы их опытного решения являются при занятиях химическим анализом строго определенными. Такой прием изучения имеет важное педагогическое значение...» [5].
Естественно, что при таких взглядах на преподавание аналитической химии Н. А. Меншуткин не мог удовлетвориться бывшими тогда в ходу учебными пособиями по этой дисциплине. И у него созревает решение написать собственный учебник, который соответствовал бы в полной мере его методическим идеям.
Так появилась «Аналитическая химия» Н. А. Меншуткина [6], появился учебник, составивший эпоху в методике преподавания аналитической химии не только в России, но и за ее пределами. В этом учебнике, как в зеркале, отразился облик Меншуткина — педагога и методиста.
Он отстаивает мысль, что аналитическую химию нельзя рассматривать как лабораторный придаток курса неорганической химии. По мнению Меншуткина, аналитическая химия должна изучаться не одновременно с неорганической химией, а только после того, как курс неорганической химии освоен достаточно глубоко и полно. Ознакомившись с сущностью химических явлений, со свойствами элементов и их соединений, с основными законами химии, студент для дальнейшего более близкого и самостоятельного ознакомления с наукой должен овладеть методами, применяемыми при химических исследованиях, а также «приемами химического мышления». «Химия, как и всякая наука,— писал Меншуткин,— имеет свою логику, если так можно выразиться. С этой стороной изучения химии старается знакомить... аналитическая химия, занимаясь всесторонним разбором научно и практически важного случая — открытия и количественного определения элементов. Этим определяется место аналитической химии в деле изучения химии и, до некоторой степени, характер, которым должны обладать занятия ею» [6, стр. 1].
Придавая большое значение аналитической химии, Меншуткин предъявлял серьезные требования к руководителям лабораторных занятий. Он считал "совершенно недопустимым поручать руководство качественным анализом молодым неопытным лаборантам под формальным контролем профессора или доцента. «Не лаборанта, а ординарного профессора туда нужно»,— часто повторял он.
Познакомимся с содержанием первого издания «Аналитической химии» Меншуткина. Книга состоит из пяти отделов: I. Металлы. II. Металлоиды.
III. Примеры качественного анализа.
а) анализ растворов и веществ, растворимых в воде и кислотах;
б) анализ веществ, не растворимых в воде и кислотах.
IV. Примеры весового количественного анализа. V. Примеры объемного количественного анализа.
Каждый отдел отличается методической продуманностью и строгой систематичностью. В первых изданиях учебника качественный и количественный анализы излагались совместно: «приемы количественных определений и отделений изложены в отдельных статьях при каждой группе или подгруппе элементов. Они помещены здесь, так как реакции в большинстве случаев те же, которые изучаются при качественном анализе, а поэтому я полагаю полезным начинающему иметь их под рукой и справляться об условиях наибольшей точности их» [7, стр. III].
Однако, начиная с шестого издания, качественный анализ совершенно обособляется от количественного. «Важное значение качественного анализа,— пишет автор в предисловии к этому изданию,— побудило меня... для удобства занимающихся выделить качественный анализ и образовать из него первую часть сочинения» [8].
В учебнике Меншуткина принята классификация металлов, согласно которой они разделяются на пять аналитических групп. Эта классификация, за небольшими исключениями, сохранилась до настоящего времени. Классификация основывалась на таких аналитических признаках, которые, по мнению автора, являются наиболее характерными и важными. Касаясь принципа классификации металлов, Н. А. Меншуткин писал: «...Аналитическая химия для систематизирования материала употребляет искусственный прием. Классификация основана на аналитических признаках, таких, которые представляют наиболее важности, относительно решения вопросов, поставленных аналитической химии. При искусственной классификации многие из свойств и реакций могли бы послужить для этой цели. Мы останавливаемся на свойствах сернистых соединений и условиях их образования. Как одно из таких условий образования будет — действие сероводорода и сернистого аммония... Группы элементов, которые таким образом получаются, часто представляют естественные группы элементов, иногда же на основании... искусственных признаков и несходственные элементы соединяются в одну группу» [7, стр. 13—14].
Меншуткин в то время не подозревал, да и не мог подозревать, что аналитическая классификация металлических элементов (катионов) не является «искусственной» классификацией, оторванной от естественной классификации, основанной на периодическом законе Д. И. Менделеева. Зарубежные авторы также отрывали аналитическую классификацию от периодической системы. Так, Джон Уэр пишет: «Казалось бы естественным при разделении металлов на аналитические группы расположить их согласно периодической системе элементов. Однако периодическая система имеет весьма малое значение для качественных разделений, основанных на различной растворимости солей. Таблицы растворимости являются лучшим источником для объяснения классификации и группировок, принятых в аналитической химии» [9, стр. 25].
Однако такой взгляд на аналитическую классификацию металлов оказался несостоятельным. В настоящее время установлено, что аналитическая классификация металлов, связанная с классическим сероводородным методом, не является искусственной — она логически вытекает из периодической системы Д. И. Менделеева. Как указывает Н. И. Блок, «в основе этой классификации лежит закономерное изменение химических свойств катионов и их соединений в зависимости от электронных структур, величины заряда и размеров кристаллографического радиуса. В связи с этим аналитические группы катионов располагаются последовательно в развернутой периодической системе Д. И. Менделеева» [9, стр. 43].
Рассмотрим теперь методические установки, которых придерживался Меншуткин в «Аналитической химии». На протяжении всего руководства он неизменно соблюдает основной методический принцип — переходить в обучении от более легкого и простого к более трудному и сложному: «Приступая к изучению методов открытия металлов, мы начинаем с решения простейшего случая химического анализа, требующего простейших опытов, и последовательно переходим к решению случаев постепенно все более и более сложных» [10, стр. IV]. Изучение каждой группы металлов начинается с «общих» и «частных» реакций. Затем уже решается задача — открытие всех металлов данной группы при совместном их присутствии. Решение подобной задачи является, конечно, более сложным делом. Приходится комбинировать свойства различных соединений, комбинировать условия многих реакций. Например, как открыть калий, если он находится вместе с натрием и аммонием? Ответ на эту задачу дает систематический ход анализа: система реакций, идущих последовательно одна за другой и последовательно выделяющих и открывающих элементы данной группы. Систематический ход анализа поэтому должен быть продуман и твердо усвоен учащимися. Верность принятой системы реакций проверяется тем, что учащийся сам составляет смесь соединений металлов первой группы и старается доказать присутствие взятых им металлов. После анализа заведомо известной смеси учащийся получает неизвестную смесь и анализирует ее по уже испытанной системе.
В таком же порядке изучаются металлы второй группы — сначала «общие» и «частные» реакции, а затем решаются задачи, но теперь уже две: одна на смесь металлов второй группы, а другая на смесь металлов обеих групп: первой и второй. Таким же путем проводится изучение металлов всех остальных групп— третьей, четвертой и пятой. Конечно, при этом «являются еще более сложные случаи комбинирования реакций... многих групп. Это комбинирование вырабатывает систематический ход анализа для всех металлов всех групп... Представив таким образом весь ход занятий по аналитической химии в виде задач, решение которых предоставлено занимающемуся, мы должны указать на то, что для подобного решения задач аналитическая химия дает строго определенный путь. Эта определенность, систематичность решений задач аналитической химии имеет большое педагогическое значение. Занимающийся приучается при этом применять свойства соединений к решению вопросов, выводить условия реакций, их комбинировать. Весь этот ряд умственных процессов можно выразить двумя словами: аналитическая химия приучает химически думать. Достижение последнего представляется самым важным при практических занятиях аналитической химией» [6, стр. 16].
В основу своей системы Меншуткин положил тщательное изучение свойств элементов и химических соединений; на этом изучении основывается вся аналитическая химия — качественный и количественный анализ.
Знание свойств химических соединений позволяет учащемуся творчески подходить к решению аналитических задач — он самостоятельно продумывает вопрос о создании условий, необходимых для успешного протекания того или иного химического процесса. Изучая химический анализ, учащийся должен постоянно иметь в виду, что для протекания любой реакции необходимо соблюдение строго определенных условий.
В учебнике на конкретных примерах показывается тесная связь между свойствами соединений и условиями реакции.
Из своего педагогического опыта Меншуткин очень хорошо знал, что учащихся часто подстерегают «сюрпризы», например, ожидается выпадение осадка, а его почему-то нет. Чем это объяснить? Дело в том, что учащиеся часто забывают о создании подходящих условий для протекания данной реакции. Стоит только учащемуся выпустить из виду какое-либо обстоятельство, связанное со свойствами изучаемого соединения, как весь ход анализа нарушается. «Неудачный опыт,— подчеркивается в «Аналитической химии»,— всегда указывает на незнание свойств соединений, на неверно выведенные или вовсе не выведенные условия реакции. На практике мы принуждены производить реакции при разнообразных условиях; дело аналитика суметь данные невозможные условия для производства какого-нибудь опыта изменять в требуемые... Возьмем, для примера, действие винной кислоты на соли калия. При этой реакции должно получить характерный для солей калия осадок кислой виннокислой соли калия. Соединение это может образоваться только из нейтрального раствора. Потому, если первоначально был кислый раствор вследствие присутствия какой-нибудь... кислоты, условий для выполнимости реакции не существует. Прежде чем приступить к реакции, нужно изменить условия — нужно сделать раствор нейтральным. Условия этой реакции вытекают из свойств кислой виннокислой соли калия. Все реакции необходимо должны быть изучены таким образом, чтобы занимающийся вполне знал свойства тех соединений, которые он приводит во взаимодействие, и тех, которые при этом происходят. Условия реакции явятся как выводы из этих свойств» [6, стр. 3].
Автор «Аналитической химии», постоянно думая о том, чтобы изучение анализа не свелось к механическому выполнению готовых указаний учебника, стремился не слишком облегчить учащимся решение аналитических задач. Он избегал, особенно по мере накопления знаний у учащихся, чересчур детализировать указания, сознательно становился «скуповатым» при изложении материала. Он умышленно предпочитал «недосказать», чем «разжевать». «Определенность приемов для решения задач,— пишет Меншуткин,— значит их сравнительная легкость, имеет отчасти и невыгодную сторону: занимающийся часто не работает головой, но остается занят исключительно механической стороной дела. Одно механическое занятие не приносит и самой простой пользы, оно даже не может научить делать правильно анализов, не говоря о том, что химическое мышление при этом развиваться не может» [6, стр. 17]. В этих словах изложено в ясной форме методическое кредо автора «Аналитической химии».
По мнению Меншуткина, качественный анализ особенно важен для начинающего, потому что «при этих занятиях, главным образом, требуется содействие головы». Что же касается количественного анализа, то он должен — «приучить руку к точной работе».
Прошло два года после выхода в свет «Аналитической химии» Меншуткина — два года проверки действенности новых методов изучения химического анализа на опыте студентов физико-математического факультета Петербургского университета. И когда в 1874 г. вышло второе издание книги, то автор мог с удовлетворением написать в предисловии: «Опыт двух последних лет, истекших со времени появления первого издания, еще более убедил меня в целесообразности изложенного в этой книге метода изучения аналитической химии» [7, стр. V]. Второе издание было дополнено новым, шестым, отделом, посвященным анализу органических соединений.
Книга Меншуткина обратила на себя внимание сразу же после выхода ее в свет. Н. Н. Соколов одним из первых дал ей высокую оценку: «Наконец-то появилась книга с желаемой серьезностью, учебник, составленный с самой рациональной точки зрения» [1, стр. 97].
«Аналитическая химия» Меншуткина совершенствовалась от издания к изданию. По мере развития науки автор вносил в учебник многочисленные дополнения и изменения. Он следил за мировой литературой и все новое находило отражение на страницах его руководства. Но основные методические принципы сохранялись в неприкосновенности. И эти принципы не утратили своей ценности до наших дней.
Большой исторический интерес представляет отношение Меншуткина к знаменитой теории электролитической диссоциации, с которой выступил в 1884—1887 гг. шведский химик С. Аррениус. Новые идеи не встретили сочувствия у Д. И. Менделеева, Д. П. Коновалова и первоначально и у Н. А. Меншуткина. Но в восьмом издании «Аналитической химии», вышедшем ь 1897 г., он знакомит учащихся с основными положениями нового учения о растворах. В его книге мы находи-м следующие строки, посвященные этому учению: «В полной мере эти законы (законы Вант-Гоффа.— Авт.) приложимы к водным растворам неэлектролитов... Водные растворы солей, будучи электролитами, представляют некоторое уклонение. Эти уклонения устраняются гипотезой Аррениуса электролитической диссоциации солей, кислот, оснований в водных растворах на их ионы... Не должно смешивать элементарные ионы химических соединений с самими элементами. Соли щелочных металлов, их окиси (имеются в виду гидроокиси.— Авт.), сильные кислоты в водных растворах представляются почти вполне диссоциированными, что и объясняет энергию, с которой эти соединения вступают в реакцию. Свойства соляных растворов определяются свойствами ионов: поэтому все растворимые соли какого-нибудь металла и дают одинаковые реакции на этот металл. Соединения закиси железа, например, заключая двуатомный (двухвалентный.— Авт.) ион железа, дают реакции на этот металл. В желтей кровяной соли, однако, мы не можем воспроизвести реакций на железо, потому что в этой, так называемой комплексной... соли, нет свободных ионов железа, а имеются ионы калия и сложный ион Fe(CN)6. Мы применим теорию электролитической диссоциации к объяснению некоторых фактов...» [10, стр. 12]. В следующем издании, которое появилось в 1901 г., теории электролитической диссоциации отводится во введении обширный специальный параграф. Она освещается с достаточной полнотой — приводятся даже некоторые математические зависимости. Весь материал рассматривается, начиная с этого издания, в свете ионных представлений.
В предисловии к первому посмертному изданию (1908 г.) редактор Б. Н. Меншуткин писал, что автор книги в течение многих лет преподавал аналитическую химию «по своей системе, получившей широкое распространение и в России, и заграницей и давшей... прекрасные результаты».
Научно обоснованная система преподавания аналитической химии, разработанная Меншуткиным около 100 лет назад, сохранилась в основных чертах до настоящего времени.
На протяжении 60 лет вышло 16 изданий «Аналитической химии» Н. А. Меншуткина — последнее в 1931г. Этот учебник сыграл выдающуюся роль в распространении химических знаний в нашей стране [11]. В течение десятилетий многие поколения русских химиков, одно за другим, учились «по Меншуткину».
Классический труд Н. А. Меншуткина оказал громадное влияние на всю последующую учебную литературу по аналитической химии, как отечественную, так и зарубежную [12].
Через несколько лет после выхода в свет первого издания книги Н. А. Меншуткина поступило предложение о переводе ее на немецкий язык. О. Бах — руководитель лаборатории аналитической химии в Лейпциге — обратился к Николаю Александровичу со следующим письмом:
«Благодаря знакомству с некоторыми русскими, работавшими у меня в лаборатории, я ознакомился с Вашей «Аналитической химией»; я тотчас убедился в превосходстве ее над другими руководствами и употребляю ее при обучении в лаборатории. Но для желательного вообще в Германии распространения необходим, конечно, перевод. Обладая знанием русского языка, позволяю себе просить разрешения у Вас на перевод Вашей книги на немецкий язык» [1, стр. 97]. Меншуткин охотно принял предложение Баха. Николай Александрович в то время как раз работал над подготовкой нового, третьего, русского издания и вносил в книгу ряд дополнений и изменений. Поэтому он договорился с Бахом, что в Петербург будет присылаться немецкий перевод по частям для помещения в него соответствующих поправок.
Осенью 1877 г. вышел в свет немецкий перевод «Аналитической химии». Переводчик О. Бах специально приехал в Петербург, чтобы лично вручить Николаю Александровичу экземпляр книги. Меншуткин встретил своего гостя радушно — он познакомил его с лабораториями и кабинетами Петербургского университета. В длительных беседах Николай Александрович делился с немецким гостем своими мыслями о методике преподавания аналитической химии.
Вскоре после опубликования немецкого перевода книги Н. А. Меншуткина в печати появились одобрительные рецензии. В одной из них, напечатанной . в «Иенской литературной газете», отмечалось: «Меншуткин... стремится сделать из аналитической химии не работу по готовым рецептам, но науку для головы; на это обращается главное внимание, особенно в качественном анализе... Сперва изучаются свойства тел — элементов и соединений; на этой важнейшей части аналитической химии основано затем применение способов доказательства и отделения и условий этого последнего... Перевод на немецкий язык сделан лишь с третьего русского издания и отсюда мы заключаем, что эта книга нашла большое распространение в отечестве автора. Надо желать, чтобы, книга распространилась и в Германии... Особенно надо рекомендовать книгу более опытным или вообще хорошо подготовленным: рассматриваемый учебник, как никакой другой, сделает их хорошими аналитиками. Эта книга — замечательное явление» [1, стр. 98].
Спустя несколько лет немецкий перевод книги Меншуткина почти полностью разошелся. Николай Александрович, по предложению издателя, занялся подготовкой второго немецкого издания, которое увидело свет в 1886 г. Издающаяся в Германии «Химическая газета» отозвалась на его появление благожелательным отзывом, в котором, в частности, говорилось: «Уже при появлении первого издания всеми было признано стремление автора избавить эту - часть химии от схематичности и побуждать занимающегося из общих свойств самому выводить условия, необходимые для наступления реакций. Этот метод в течение последних лет укоренился в большей части лабораторий и дает хорошие результаты» [1, стр. 99].
В 1891 г. вышло третье, последнее, немецкое издание «Аналитической химии». Многие видные химики Германии — В. Мейер, И. Вислиценус и другие — с большой похвалой отзывались о книге Н. А. Меншуткина. Русской ученый П. И. Шестакав, работавший в молодые годы в лаборатории женевского профессор а К. Гребе, вспоминал о любопытном эпизоде. Однажды он читал в лаборатории «Аналитическую химию» Меншуткина. Подошедший Гребе спросил у него, что он читает. Когда Шестакав ему ответил, Лребе оказал: «Вы будете знать химию, если читаете такие книжки».
Рассказывали также, что известный немецкий химик Р. Бунзен из всех руководств по аналитической химии особенно рекомендовал в своей лаборатории учебник Меншуткина.
В 1893 г. американец Д. Лок, учившийся тогда в Германии, познакомился с «Аналитической химией» Меншуткина, которая произвела на него большое впечатление; он решил перевести ее на английский язык, чтобы ею могли пользоваться американские студенты.
В 1895 г. на книжных рынках Англии и Америки появился английский перевод учебника Меншуткина. Он был встречен положительными отзывами в английской и американской прессе. Известный английский журнал «Nature» писал: «В Германии (и вероятно в России) в течение многих лет книга Меншуткина занимала выдающееся положение. Она не стремится быть исчерпывающим сборником химических процессов... Она носит характер оригинальности и истинной науки, что делает ее достойным спутником «Основ» Менделеева... Надо надеяться, что благодаря английскому переводу книга эта получит распространение в нашей стране» [1, стр. 100].
Благоприятную рецензию мы находим на страницах «Американского химического журнала»: «Книга Меншуткина, пожалуй, самая лучшая по аналитической химии; во всяком случае она лучше других для изучения. Общие рассуждения о реакциях групп элементов делают все ясным и логическим для студента, научившегося думать химически... Автор совершенно правильно протестует против обучения анализу тех, кто не изучал общую химию. Качественный анализ становится ясным и привлекательным под руководством Меншуткина, и мы должны приветствовать появление хорошо сделанного перевода».
В начале восьмидесятых годов часть учебника Меншуткина (качественный анализ) была переведена на шведский язык профессором Гельсинфоргского университета Шультеном.
Без преувеличения можно сказать, что перевод на иностранные языки таких книг, как «Основы химии» Д. И. Менделеева, «Введение к полному изучению органической химии» А. М. Бутлерова и «Аналитической химии» Н. А. Меншуткина,— важное событие в истории отечественной и мировой химической науки. Перевод указанных книг в значительной мере способствовал росту престижа русских ученых за рубежом. П. И. Вальден писал по этому поводу: «С момента перевода этих учебников на иностранные языки начинается обратное течение химической педагогической литературы с Востока на Запад; Россия, столь продолжительное время снабжавшаяся переводной литературой с Запада, ныне сама начинает не только производить собственную химическую литературу, но выступает даже в качестве соперницы на западном литературном рынке, изобилующем богатой и превосходной химической литературой. Явление,, действительно, знаменательное» [13].
В середине семидесятых годов Николай Александрович принимал деятельное участие в комиссии Министерства народного просвещения, разрабатывавшей учебные планы реальных училищ. Меншуткин представил комиссии мотивированные предложения относительно содержания курса химии и методики его преподавания в реальных училищах. По его мнению, следовало обратить внимание главным образом на изучение приемов качественного и количественного анализов.
Комиссия, а вслед за ней и Министерство народного просвещения полностью согласились с точкой зрения такого выдающегося методиста, как профессор Н. А. Меншуткин. Его предложения были проведены в жизнь и преподавание химии в реальных училищах получило прочную научную и методическую основу.
