У науки две задачи - предвидение
и польза (Д.И.Менделеев)
Historia est magistra vitae
(древний латинский завет)
   
Раздел первый. Автобиографические заметки Ю.М.Каргина по истории развития электрохимии органических соединений (ЭХОС) в Казани

1. Предыстория:

1.1. Научные традиции в Казани

 Казанский Университет, начиная со второй трети ХIХ века, постепенно выдвигается в ряд ведущих научных центров России и Европы. По некоторым естественно-научным направлениям и, прежде всего, по химии он начинает занимать лидирующее положение.
 Исследования К.Клауса, А.М.Бутлерова, Н.Н.Зинина, В.В.Марковникова, А.М.Зайцева, Ф.М.Флавицкого и А.Е.Арбузова, а также ряда других питомцев университета принесли ему мировую известность.
 Благодаря выдающимся научным достижениям, прежде всего, в области органической химии - кафедра химии и лаборатория органической химии получила признание как "колыбель русской органической химии".
Этот начальный период, период расцвета химии в Казани описан в многочисленных публикациях и выступлениях известного ученого и историка химии - А.Е.Арбузова.
Значение подобного рода исторических очерков для популяризации химии, ее приоритетных направлений, достижений и крупнейших представителей трудно переоценить; кроме того, они важны и для привлечения талантливой молодежи к занятию наукой.

1.2. Предпосылки возникновения ЭХОС в Казани

 В последующий период времени (имеется в виду - "послезайцевский") вместе с продолжением и дальнейшим развитием научных исследований в традиционных к тому времени областях химии (неорганическая и органическая химии), начиная, по-видимому, с Ф.М.Флавицкого, можно заметить формирование самостоятельных исследований по физической и аналитической химии. Становление  и развитие этих направлений в Казанском Университете связано с именами учеников Ф.М.Флавицкого - профессоров А.Ф.Герасимова (физическая химия) и А.М.Васильева (аналитическая химия). Вскоре после Октябрьской революции в Казанском Университете в дополнение к уже имевшимся кафедрам неорганической и органической химии открываются две новые кафедры - кафедра физической химии (зав. проф. А.Ф.Герасимов) и кафедра аналитической химии (зав. проф. А.М.Васильев).
Круг научных интересов представителей так называемого "неорганического цикла" А.Я.Богородского (кафедра неорганической химии), А.Ф.Герасимова и А.М.Васильева был весьма широким. Он охватывал разнообразные проблемы физико-химического анализа, свойства криогидратов, явление комплексообразования, электрокинетические явления и свойства заряженных межфазных границ, процессы электроосаждения металлов.
А.М.Васильев, кроме того, проявлял интерес к аналитическому использованию названных выше явлений и разнообразным аналитическим приложениям электрохимических  методов. Можно предполагать, что при его доброжелательном участии и советах В.Ф.Торопова сконцентрировала свое внимание на проблемах комплексообразования в водных растворах и электрохимических методах (в том числе полярографическом методе) их изучения.
На развитие науки и химического образования в Казани помимо блестящих традиций оказывали влияние и другие события, среди которых прежде всего следует упомянуть два.
Одно из них связано с закрытием (в 30-ые годы прошлого столетия) химического факультета университета и переводом всех кафедр (сотрудников и оборудования химических лабораторий) в состав нового тогда химико-технологического института. Хотя период "отсутствия" химического факультета не был продолжительным, при восстановлении через несколько лет вновь химического факультета в составе Казанского университета - далеко не все ведущие специалисты вернулись в университет. Так, не вернулся проф. А.Ф.Герасимов, как совместитель вернулся проф. А.М.Васильев.
Другое важное для жизни Казанского университета и в целом для химического образования и науки  Казани событие - это  эвакуация ряда ведущих химических институтов АН СССР из Москвы в Казань в начальном периоде Великой отечественной войны. Несмотря на всю трагичность того времени для страны приезд в Казань, совместные работа и проживание, обмен идеями и результатами с крупными специалистами способствовали установлению и укреплению творческих контактов, роль которых трудно переоценить.
В послевоенные годы химическая наука, образование и промышленность Казани получили возможность  интенсивного развития:
- был открыт Казанский Филиал АН СССР, в составе которого организован Химический  институт (в  нем были созданы лаборатории органической химии, неорганической химии, физической химии);
- позднее был организован  крупный академический институт, Казанский институт органической химии АН СССР; 
 - расширился и получил новое здание химический факультет университета;
- дальнейшее развитие получил КХТИ; 
- создан крупный отраслевой институт: научно-исследовательский институт кинофотоматериалов (НИКФИ); 
- созданы и начали давать продукцию крупные химические предприятия в Казани и в нефтяных районах республики.
К сожалению, длительный период развития химии и химического образования в Казани, начиная с 20-х  годов, остался практически неописанным.

1.3. Основные научные группы и идеи, повлиявшие на возникновение ЭХОС

 К началу 50-х годов прошлого столетия, в которые протекала моя учеба на химическом факультете Казанского университета, он представлял собою сравнительно с КХТИ - небольшой коллектив: около 250 студентов, 5 кафедр, каждая из  которых состояла из 4-5 преподавателей. В составе факультета не было бюджетных научных подразделений.

1.3.1. Кафедры органического цикла 

Кафедры органического цикла (кафедра  органической   химии, заведующий  академик Б.А.Арбузов и кафедра  технической химии, заведующий проф. А.Н.Пудовик) проводили исследовательскую работу в традиционных для  Казанских химиков направлениях - диеновый синтез, сера- и селенорганические соединения, терпены, фосфорорганические соединения.

1.3.2. О научных направлениях кафедр неорганического цикла

Научные направления кафедр неорганического цикла не были столь ясно выражены. На кафедре неорганической  химии (заведующий доц. А.Ф.Богоявленский) преимущественно изучались процессы анодного  окисления и пассивации алюминия и его сплавов. После защиты докторской диссертации А.Ф.Богоявленским  и его ухода из университета тематика исследований на кафедре  утратила свою ясную направленность и в дальнейшем  неоднократно изменялась.
Кафедра физической химии (заведующий кафедрой - доцент Ф.Ф.Файзуллин) занималась исследованиями  катодных процессов осаждения металлов, а отчасти - под руководством проф. Н.А.Трифонова - физико-химическим анализом; в дальнейшем интересы заведующего кафедрой сосредоточились на анодных процессах окисления вентильных металлов.

1.3.3. Моя первоначальная химическая специализация

  Моя первоначальная химическая специализация протекала на кафедре аналитической химии и на мой выбор этой специализации повлияло несколько факторов, среди которых определяющую роль на первом этапе играли весьма приятные личные взаимоотношения с ведущими сотрудниками кафедры. Ясное впечатление создавали и решавшиеся научные задачи. 
Ведущим научным направлением кафедры аналитической химии тех лет (ранние 50-е годы) были проблемы комплексообразования ионов металлов с органическими лигандами в водных растворах, бесспорным лидером которого была В.Ф.Торопова. К концу 50-х годов В.Ф.Торопова создала свою собственную научную школу по комплексообразованию серусодержащих органических соединений с ионами металлов. Эти исследования и результаты получили широкую известность и признание. Сама В.Ф.Торопова благодаря ее эрудиции и доброжелательности пользовалась огромным авторитетом среди специалистов-аналитиков и электрохимиков не только Казани, но и далеко за ее пределами. Ее личность и деловые качества производили на меня (в то время студента химического факультета) сильное впечатление и послужили в дальнейшем решающим фактором при выборе узкой химической специальности в конце третьего курса.
 В области комплексообразования ионов металлов, в том числе с органическими лигандами, были выполнены и с успехом защищены кандидатские диссертации В.И.Проухиной (Гороховской), В.М.Гороховским. Более того, при консультациях В.Ф.Тороповой на кафедре молекулярных и тепловых явлений физико-математического факультета КГУ были начаты весьма успешно аспирантские работы (Р.Ш.Нигматуллиным и Н.М.Поздеевым), направленные на разработку физических основ и соответствующей аппаратуры новых методов так называемой "осциллографической" полярографии (в настоящее время называемых "Cyclic Voltammetry"). Эти работы получили в дальнейшем широкое развитие на кафедре теоретических основ радиотехники Казанского авиационного института.
Следует также отметить, что персональный состав кафедры аналитической химии того времени производил сильное впечатление (проф. А.М.Васильев, доценты В.Ф.Торопова, А.А.Попель, А.И.Костромин, кандидат наук В.М.Гороховский и др.). Все они пользовались большим авторитетом у студентов.
 Моя дипломная работа была связана с применением метода осциллографической полярографии к процессам восстановления некоторых "классических" ионов металлов и выполнялась под руководством В.Ф.Тороповой и Р.Ш.Нигматуллина.
При поступлении в  аспирантуру проф. А.М.Васильев поставил передо мною задачу "четырех девяток", т.е. определения примесей в "чистых материалах" с суммарным содержанием 0.01 % - задачу аналитического характера с использованием одного из вариантов полярографии. Первый год аспирантуры практически весь пошел на сдачу кандидатских экзаменов, особенно много сил и времени потребовала подготовка к экзамену по философии. Ранней осенью 1955 года по рекомендации и с личным письмом А.М.Васильева тогдашнему директору ГЕОХИ академику А.П.Виноградову я получил возможность кратковременной стажировки в этом ведущем аналитическом центре, в лаборатории профессора Д.И.Рябчикова под руководством Я.П.Гохштейна. После возвращения из Москвы в Казань я подробно рассказал А.М.Васильеву о результатах стажировки и многочисленных дискуссиях с Я.П.Гохштейном.
 В то время (поздняя осень 1955 года) А.М.Васильев был серьезно болен и практически не выходил из дома, а весной следующего года он скончался.
С учетом аналитического характера задач моей будущей диссертации еще при жизни А.М.Васильева было принято решение выбрать в качестве метода контроля за малыми концентрациями ионов металлов метод разностной осциллографической полярографии. На кафедре молекулярной физики университета Н.М.Поздеевым в тот момент была завершена кандидатская диссертация, посвященная разработке этого метода и созданию прибора для регистрации так называемых "разностных кривых". Защита диссертации Н.М.Поздеева, к сожалению, задерживалась из-за отсутствия необходимых к тому времени публикаций по теме его диссертации, и Н.М.Поздеев уехал в Уфу по месту своей работы. Мне не удалось использовать в своей работе созданную им аппаратуру и в течение полугода, при поддержке Р.Ш.Нигматуллина, мне удалось изготовить ключевой блок, дополнить им прибор Р.Ш.Нигматуллина и приступить непосредственно к своим химическим экспериментам. 
К концу аспирантского срока основная часть диссертации была завершена, но задержка с публикацией результатов в Ученых записках университета и желание дополнить полученные аналитические результаты данными по предварительному накоплению (концентрированию) определяемого металла на электроде подтолкнуло к продолжению исследования. Из-за моей загруженности учебными занятиями со студентами дневного и (только что открывшегося) вечернего отделения - дополнительные эксперименты заняли два года и диссертация была защищена к лету 1960 года.
Диссертация получилась цельная, и защита в совете КХТИ прошла успешно. Более того, на защите выступил член диссертационного совета, патриарх Казанской химии  А.Е.Арбузов и предложил отметить защиту отличием. Его выступление, несмотря на необычный характер сделанного предложения, произвело сильное впечатление на присутствовавших на этом заседании. Тогда защиты (даже кандидатских диссертаций) были редким событием и, естественно, привлекали к себе внимание, тем более, что лишь некоторое время тому назад прошла очередная реорганизация ВАКа СССР, в результате которой были введены новые требования к защитам (обязательно проводить защиту не в своем совете, а в другой организации, вводилось понятие ведущего предприятия, официальный отзыв которого на диссертацию требовалось получить). 
Для меня напряженная работа над непростыми аналитическими задачами диссертации и многочисленные обсуждения с коллегами научных и организационных вопросов были очень хорошей школой. Особенно полезными были "разговоры" с А.А.Попелем. Он был чрезвычайно интересным человеком,  талантливым ученым и организатором. На моих глазах в течение нескольких лет А.А.Попель настойчиво искал свою научную проблему, поработав с органическими реагентами, радиоактивными индикаторами в реакциях соосаждения и концентрирования, электрохимическим концентрированием на неподвижных электродах. Наконец, его требовательный взгляд остановился на новом в то время подходе к изучению процессов комплексообразования - на изучении магнитно-релаксационных эффектов в равновесиях и кинетике комплексообразования. В последующие годы он защитил в этой новой области докторскую диссертацию и после перевода на кафедру неорганической химии организовал там свою  научную школу. В последние годы его жизни, когда я стал заведующим кафедрой физической химии, мы с ним общались очень часто как на работе, так и дома, продолжая наши бесконечные дискуссии, начавшиеся еще в мои студенческие годы.
С нового учебного года (1960 / 1961 учебного года, после моей защиты) я был переведен на кафедру физической химии, на которой была перспектива получить доцентскую должность. К началу семестра я подготовил и прочитал курс физколлоидной химии студентам геологического факультета, проводил лабораторные занятия по физической и коллоидной химии, руководил производственной и педагогической практикой.
Одновременно я продолжал исследования электродных процессов ионов металлов и заинтересовался наблюдавшимся экспериментально взаимным влиянием металлов в амальгаме. Это наблюдение открывало путь  к изучению свойств интерметаллических соединений. Меня также увлекала проблема вероятной роли электрохимических свойств комплексов металлов, в особенности, кинетики электронного переноса в процессах образования осадка металла при электроосаждении. Однако, все эти планы мне пришлось вскоре изменить.
В конце 1960 / 1961 учебного года стало ясно, что мои надежды решить жилищную проблему, несмотря на прямые обещания ректора, откладываются на неопределенное время. Кроме того, на факультете тогда составлялись перспективные планы подготовки докторских диссертацией. Тем, кто включался в этот план, была обещана всяческая поддержка со стороны кафедры и ректората. От кафедры физической химии в этот план был включен только Ф.Ф.Файзуллин. Последнее не только отражало мнение факультета о личных способностях претендентов, но означало также, что объем учебных занятий не включенных в список значительно возрастет в связи с высвобождением Ф.Ф.Файзуллина, а выделяемые средства будут использоваться для приобретения оборудования в интересах работ по анодному окислению. Дальнейшие события показали, что у тех, кто в то время нес ответственность за факультет, не было каких-либо оснований ожидать серьезных научных результатов в области анодного окисления металлов.