Жизненный и творческий путь А.К. Бабко

Размещено на http://www.allbest.ru

Жизненный и творческий путь А.К. Бабко

15 октября 1985 года исполняется 80 лет со дня рождения заслуженного деятеля науки Украинской ССР, академика АН УССР Анатолия Кирилловича Бабко - одного из наиболее известных советских специалистов в области химии координационных соединений и аналитической химии.

В Советском Союзе и за его пределами А.К. Бабко известен как автор свыше 450 работ, имеющих очень важное значение для развития аналитической химии, координационной химии и контроля производства. Ученый создал киевскую школу химиков-аналитиков, которая развивает разработанные им направления.

Анатолий Кириллович Бабко родился 15(2) октября 1905 года в с. Судженском Томской губернии (ныне Яйского района Кемеровской обл.) в семье железнодорожника. В 1908 г. его родители переехали в г. Сновск (ныне г. Щорс Черниговской обл.). В 1921 г. А.К. Бабко окончил среднюю школу, а в следующем году поступил на химический факультет Киевского политехнического института. В 1927 г. он успешно завершил институтский курс и ему было присвоено звание инженера-технолога по специальности «технология силикатной промышленности».

После окончания института Анатолий Кириллович работал ассистентом кафедры аналитической химии Киевского политехнического института, а в 1928 г. поступил в аспирантуру на ту же кафедру, где обучался под руководством талантливого ученого химика-аналитика профессора Николая Александровича Тананаева.

В 1930 г. молодой ученый получил назначение на должность доцента Киевского химико-технологического института пищевой промышленности. Одновременно он продолжал педагогическую и научную работу на кафедре аналитической химии Киевского химико-технологического института, который был тогда создан на базе химико-технологического факультета Киевского политехнического института.

Интерес к научной работу у Анатолия Кирилловича проявился рано. Первые его работы, выполненные в студенческие годы под руководством Н.А. Тананаева, были посвящены разработке новых и усовершенствованию старых методов анализа силикатов и других материалов. Вскоре Анатолий Киррилович становится зрелым, вполне самостоятельным ученым, с увлечением заниматься исследовательской работой.

В 1934 г. А.К. Бабко перешел на кафедру аналитической химии Киевского государственного университета, где работал доцентом. С 1937 г. он одновременно сотрудничал в Институте общей и неорганической химии АН УССР.

Научные интересы этого выдающегося исследователя были широкими и многогранными. Особенно плодотворно работал он по следующим основным направлениям: анализ силикатов и горных пород (главным образом в начальный период научной деятельности), общие вопросы аналитической химии, применение органических реагентов в неорганическом анализе, химия комплексных соединений, в том числе гетерополикислот; применение комплексных соединений в колориметрии и люминесценции, хемилюминесцентный анализ и хромотографическое разделение ионов. В последние годы жизни он интересовался преимущественно физико-химическими методами анализа веществ особой чистоты.

В 1937 г. Анатолий Кириллович защитил кандидатскую диссертацию на тему «Изучение ализарината алюминия», а в 1940 - докторскую диссертацию на тему «Изучение процессов комплексообразования - к применению внутрикомплексных соединений в колориметрии». С 1941 г. и до конца жизни А.К. Бабко руководил отделом аналитической химии Института общей и неорганической химии АН УССР. Во время Великой Отечественной войны, пребывая вместе с институтом в эвакуации в Уфе, он выполнял важные работы для оборонной промышленности. В 1943 г. Анатолий Кириллович был утвержден в звании профессора. С 1944 по 1960 г. он заведовал кафедрой аналитической химии Киевского государственного университета им. Т.Г. Шевченко и до последних дней работал профессором этой кафедры.

За выдающиеся заслуги в развитии аналитической химии и химии координационных соединений Анатолий Кириллович был избран в 1948 г. членом-корреспондентом, а в 1957 - действительным членом Академии наук Украинской ССР. Ему было присвоено почетное звание заслуженного деятеля науки УССР (1966).

Первые труды

К первым трудам относятся работы по анализу силикатов, горных пород, соды и других материалов. Особый интерес представляет разработанный А.К. Бабко титриметрический метод определения кремниевой кислоты в силикатах.

К разработке методов анализа силикатов, горных пород ученый возвращался и позже. Он предложил известковый метод определения щелочных метталов в силикатах и горных породах, фотометрический метод определения церия в виде разнолигандного комплекса с пероксидом водорода и этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА), титриметрический метод определения ниобия, много других методов определения различных элементов в минералах и горных породах.

Из общих вопросов аналитической химии большое значение имеет опубликованный в 1935 г. труд Анатолия Кирилловича «Растворимость осадков в кислотах». В нем ученый вывел формулу для расчета растворимости многоосновных кислот при взаимодействии с ионами водорода, а также при избытке осадителя и без него. В том же году он опубликовал работу «Влияние концентрации водородных ионов на реакции окисления-восстановления», в которой показал влияние рН на окислительно-восстановительный потенциал и расмотрел общие физико-химические характеристики зависимости окислительно-восстановительных процессов от кислотности раствора. Дана здесь и классификация окислительно-восстановительных методов анализа.

Анатолий Кириллович провел также интересные и важные исследования окислительно-восстановительных процессов, разработал рекомендации по использованию электролитических металлов в качестве твердых восстановителей. Он предложил висмутовый редуктор для стандартного метода определения железа в рудах, а также бюретку для быстрого и простого метода восстановления титана(IV) до титана(III), который широко используется в титриметрическом анализе.

Много сделал А.К. Бабко для выяснения причин соосаждения различных компонентов. Изучение этого явления позволило создать условия, при которых образуются наиболее чистые осадки. В результате таких исследований были выработаны правила выбора коллекторов для концентрирования различных микропримесей, что очень часто является необходимым при предварительной подготовке аналитических микро- и ультрамикропримесей в веществах особой чистоты. На основе этих исследований создан также ряд методик определения разных компонентов.

Все общие вопросы аналитической химии были излодены в учебнике «Колличественный анализ» (1956), написанном Анатолием Кирилловичем совместно с И.В. Пятницким. В книге на единой методической основе удачно изложены классические и новые физико-химические методы анализа. Министерство высшего и среднего специального образования СССР рекомендовало это труд в качестве учебника для химических факультетов университетов (в 1968 г. вышло в свет третье издание). Учебник переведен на грузинский, армянский и украинский языки.

И все же главным направлением в работе ученого на протяжении многих лет была химия комплексных соединений и применение их в анализе. Здесь его многогранный талант проявился особенно ярко.

Исследование комплексов в растворе

А. К. Бабко сформулировал определение понятия «комплексное соединение», или «комплекс», в растворах. В первую очередь его интересовало поведение комплексов в растворах, поскольку он хорошо понимал, что в то время аналитическая химия представляла, по крайней мере в первые послевоенные годы, преимущественно химию растворов, причем наиболее важное значение для практики имели растворы комплексных соединений. По А. К. Бабко, комплекс -- всякая сложная группа, которая существует в растворе как единое целое, по свойствам отличающееся от компонентов, образующих комплекс. Это определение подчеркивало два наиболее существенных для аналитической химии свойства комплексов: изменение свойств частиц вследствие комплексообразования и их способность существовать в рас творе. В аналитической химии качественное обнаружение и количественное определение элементов во многом основаны на изменении свойств частиц вследствие их связывания в комплекс. Причем взаимодействие, обусловливающее изменение свойств, очень часто происходит именно в водных растворах. Анатолий Кириллович подчеркивал еще одну существенную особенность комплексов -- их малую склонность к диссоциации на составные части. Комплекс -- группа, находящаяся в равновесии в растворе с теми частицами, из которых она образовалась. Диссоциация комплексной группы может изменяться в очень широких пределах, однако нередко происходит в незначительной сте-пени. При этом наиболее важны для анализа комплексы с малой склонностью к диссоциации.

Определение А. К. Бабко не совсем совпадало с другими определениями этого понятия, например с предложенными Я. А. Фиалковым, А. А. Гринбергом, К- Б. Яцимирским. В отличие, например, от А. А. Гринберга (Гринберг А. А. Введение в химию комплексных соединений -- М.; Л.: Химия, 1966, с. 9), Анатолий Кириллович не связывал понятие «комплекс» с обязательным требованием выделения соединения в твердом виде. А. А. Гринберг отмечал несовершенство II определения А. К. Бабко, состоящее в том, что комплексом следует называть такие ионы, как , и др. Замечание справедливо. Однако при любом определении всегда можно отыскать примеры, которые не охватываются им, или, наоборот, случаи, когда данное соединение не является комплексом, но подходит под определение.

Разнолегандные комплексы

В 1948 г. в «Журнале общей химии» вышла статья А.К. Бабко с изложением результатов изучения комплекса меди с салициловой кислотой и пиридином.

Отличительной особенностью этой интересной и важной публикации была оценка перспективности изучения подобных трехкомпонентных систем. Подчеркивалось неконкурентное поведение лигандов в отношении центрального иона, показаны основные условия образования и методы исследования тройных соединений в растворе. Публикация засвидетельствовала начало многолетних исследований, способствовавших развитию нового направления аналитической химии -- разнолигандных комплексов. Перспективность такого направления неоднократно отмечалась в многочисленных публикациях и обзорах по развитию аналитической химии как в прошлом, так и в настоящее время. Интерес к подобным соединениям обусловлен наличием у них новых, неаддитивных свойств, в частности собственных, часто высокоинтенсивных полос поглощения, а также способностью хорошо извлекаться неводными растворителями, дифференцированной реакцией на смешанное комплексообразование со стороны различных ионов металлов, что повышало избирательность взаимодействия.

Оценив эти особенности тройных комплексов, Анатолий Кириллович много внимания уделял вопросам совместимости различных лигандов в одной внутренней сфере, влиянию концентрационных условий на характер равновесия в трехкомпонентных системах. На примерах пиридин-салицилатных (хинолин-салицилатных) комплексов, соединений меди с гликоколом и на ряде других он показал широкие возможности применения метода физико-химического анализа с помощью треугольной диаграммы состав -- оптическая плотность. Была установлена перспективность исследования отдельных разрезов диаграммы, позволявших уточнять характер взаимодействия по типу кооперации (МАхВу) или конкуренции:

МА+В=МВ+А. НИН

Было показано также, что применение экстракции неводными растворителями значительно упрощает изучение тройных комплексов, так как реагенты или комплексы типа МА или МВ обычно не извлекаются в условиях опытов.

Таким образом, в первых публикациях, посвященных тройным комплексам, Анатолий Кириллович стремился показать общехимическое и прикладное значение исследования таких соединений, уделяя много внимания разработке основных приемов изучения их в растворе в условиях проведения аналитических определений.

Известно, что комплексы со смешанной координационной сферой были изучены и описаны главным образом на примерах платиновых металлов, для комплексов которых характерна малая подвижность лигандов. В условиях равновесия при достаточном избытке обоих реагейтов взаимодействие в системе М--А--В проходит преимущественно по конкурентному типу:

МА+В = МВ+А.

В то же время в ряде случаев реакция идет по схеме кооперации:

МА+В = МАВ.

Анатолий Кириллович акцентировал внимание на таких взаимодействиях в условиях равновесия.

Образование аминроданидных или амин-галогенидных комплексов было известно в литературе. Однако эти сведения носили в основном описательный, прикладной характер. Состав соединений устанавливался препаративным путем, а продукты использовались для гравиметрического или титриметрического определения.

А. К. Бабко обратил внимание на большую распространенность смешанного комплексообразования в растворе и выделил наиболее обширную группу тройных комплексов, образующихся в системе ион металла -- органическое основание -- электроотрицательный лиганд. Ученый показал, что образующиеся в таких системах соединения МАВ, ВН(МАх), (МВх)Ау имеют много общих свойств и отнесение их к типу тройных комплексов обусловлено «связью центрального иона с двумя различными лигандами». Дальнейшее развитие теории внешнесферных комплексов подтвердило справедливость такого вывода. Опыт также показал, что данная группа разнолигандных комплексов наиболее широкая и многообразная. Она постоянно пополняется примерами сочетания органических оснований разных типов с анионными лигандами неорганических и органических веществ. Особенно перспективным стало использование органических хелатообразующих хромофорных реагентов, что дало возможность разработать многочисленные высокоэффективные методы определения элементов. Кроме того, такой прием усложнения аналитических реакций позволял унифицировать хорошо изученные ранее фотометрические и другие методы определения, поскольку переход к трехкомпонентным системам повышал аналитические достоинства реакций: их чувствительность, контрастность, изменял, в частности уменьшал, растворимость веществ в воде и повышал ее в органических растворителях. Поскольку взаимодействие с двумя различными лигандами в большей степени проявляло индивидуальность свойств центрального иона, это часто повышало избирательность определения. Работы А. К. Бабко с сотрудниками в значительной мере расширили возможности аналитического использования роданидных, салицилатных, пирокатехинатных, пероксидных комплексов, ацидогалогенидов и ряда других известных реакций.

Из органических оснований, кроме пиридина и хинолина, различных алкиламинов, широко и эффективно использовались производные пиразолона, в частности диантипирилметан (ДАМ). В силу специфики своей структури диантипирилы координировались к металлам кислородами карбонильных групп, что обусловило образование прочных метталокомплексных катионов такими ионами, как железо (III), титан (IV), а также ионами меди, кобальта, цинка, кадмия и рядом других ионов, что позволяло выполнять ряд интересных аналитических разработок на основе реакций образования соединений МДАМxRy.

Не менее интересными оказались комплексы с катионной формой динтипирилметанов, на основе которіх А.К. Бабко, М.М. Тананайко и другие сотрудники разработали высокоэффективные методы экстракционно-фотометрического определения, а также определили основные физико-аналитические характеристики соединений типа ДАМНxМRy для ионов железа, титана, ниобия, молибдена, вольфрама, кобальта и ряда других. Наряду с прикладными вопросами рассматривались и общехимические. Было показано, в частности, что на равновесия взаимодействия существенно влияет природа растворителя. Так, введение активных кислородосодержащих растворителей типа спиртов может существенно изменять условия образования координационно насыщенных ацидокомплексных анионов, что в свою очередь делает результаты исследований невоспроизводимыми и снижает оптимальность взаимодействия вследствие конкурентного влияния таких растворителей. Кроме того, на образование тройных комплексов в системе ион металла - органичное основание - электроотрицательный лиганд влияет разбавление неводными растворителями. При этом возможна диссоциация соединений по молекулярному типу. Что также влияет на оптимальность проведения реакции:

М(DAMH)xRy=Ndamhr_(DAMH)x-nMRy-n.

Сопоставление свойств экстрактов комплексных роданидов показало существенную роль внешнесферного катиона в комплексах типа аммонийных солей (тип ионных ассоциатов) АНxMRy. Опыты убедили ученого и его коллег, что величины молярных коэффициэнтов поглощения таких соединений при прочих одинаковых условиях зависят от природы внешнесферного катиона, который не должен осуществлять подобных воздействий. Не являясь хромофорной группой и не будучи связанным формально с центральным ионом. Тем самым подтверждалась высказанная ранее А.К. Бабко мысль об общности свойств соединений типа аммиакатов и типа аммонийных солей.

При изучении комплексов, образующихся в системе ион металла - Электроотрицательный лиганд - органическое основание, Анатолий Кириллович особо выделял группу, в которой органическими катионами являлись основные красители. Сравнительное сопоставление таких реакций, а также изучение люминесцентных методов, основанных на использовании реакций с родаминовыми красителями и ацидокомплексами метталов, позволили дать широкую оценку этой перспективной группы аналитических реакций. Значительное внимание в данных разработках уделялось выбору оптимальных условий извлечения трехкомпонентных соединений и отделения их таким образом от избытка реагентов. Было показано также, что большое значение имеет предварительное исследование свойств ассоциатов красителя с анионным лигандом.

Сопоставив опытные данные, Анатолий Кириллович отнес эту группу к одной из разновидностей тройных комплексов. Он неоднократно подчеркивал, что «обычное представление о подобных соединениях как о ионных ассоциатах, является лишь упрощенной моделью». Ученый отмечал, что концепция ионных ассоциатов не объясняет ряд особенностей реакций, например влияния рН, концентрации электроотрицательного лиганда, сдвига полос поглощения и др. Так, замена в ацидокомплексе одного иона фтора на гидроксил-ион почти не изменяет размера, расположения в пространстве и эффективного заряда комплекса и ВFзОН-. Между тем в первом случае образуется хорошо экстрагирующееся соединение с основным красителем, а во втором этого не происходит. Подчеркивались важность оптимальной концентрации анионного лиганда, в частности галогени-ионов, и целесообразность создания кислотности серной кислотой, а концентрации анионного реагента -- галогенидными солями. При этом уменьшается вероятность извлечения избыточного реагента -- основного красителя в виде простой соли с галогенид-ионами. Успешным развитием аналитического использования этой важной группы реакций стало расширение числа используемых основных красителей, а также применение (кроме неорганических анионных реагентов) заряженных хелатов, использование органических анионов. Теоретические работы по расчету электронной плотности на молекулах оснований и их структуры в значительной степени способствовали разработке вопросов химизма взаимодействия.

А.К. Бабко - педагог

Преподавательская деятельность Анатолия Кирилловича началась еще в студенческие годы. Будучи студентом старших курсов Киевского политехнического института и аспирантом, он вел педагогическую работу в вузах Киева. Затем, работая в КПИ с 1930 г., он совмещал работу в этом институте с преподавательской деятельностью в должности доцента Киевского химико-технологического института пищевой промышленности. Преподавательскую работу Анатолий Кириллович до самой смерти продолжал в стенах Киевского университета, где его педагогическое мастерство оттачивалось и постоянно совершенствовалось.

А.К. Бабко - лектор. Лекции по аналитической химии для студентов химического факультета университета всегда были глубоко содержательны, отличались простотой и доступностью. Сложные вопросы программы излагались так , что бы довести до сознания студентов сущность рассматриваемых проблем. Математическая интерпретация материала служила лишь средством для выяснения смысла происходящих процесов, А.К. Бабко редко и только в самых необходимых случаях прибегал к математическим выкладкам, если полагал, что они усложняют понимание химических явлений.

Анатолий Киррилович стремился представить аналитическую химию как науку, методы и содержание которой непрерывно развиваются и обновляются. Так, рассматривая раздел о комплексных соединениях в анализе, он подчеркивал, что и в наше время идет процесс углубления и расширения этой области знаний, возникают новые варианты определений, синтезируються все более чувствительные и избирательные реагенты, открываются новые возможности применения уже ранее исследовательных реагентов и т.д. В своих лекциях он уделял много внимания характеристике методологических основ аналитической химии. Она рассматривалась не только как средство решения практических задач производства, но и как интсрумент познания окружающего мира, законов природы.

В лекциях Анатолия Кирриловича излагались современное состояние и проблемы науки, новые оригинальные исследования, проводимые в нашей стране и за рубежом. Нередко он информировал студентов также об основных результатах собственных экспериментов в области окислительно-восстановительных реакций, процессов осаждения и соосаждения, химии комплексных соединений. Известны, например, его исследования роданидных и галогенидных комплексов метталов.

Основные даты жизни и деятельности ученого

Анатолий Киррилович Бабко родился 15(2) октября 1905 г. в с. Судженском Томской губернии (ныне Яйского района Кемеровской обл.) в семье железнодорожника.

1921 Окончил среднюю школу в Сновске (ныне г. Щорс Черниговской обл.).

1922-1927 Студент химического факультета Киевского политехнического института.

1927 Ассистент кафедры аналитической химии Киевского политехнического института.

1928-1930 Аспирант кафедры аналитической химии Киевского политехнического института.

1930 Доцент кафедры аналитической химии Киевского химико-технологического института пищевой промышленности.

1934 Доцент кафедры аналитической химии Киевского государственного университета

1937 Старшый научный сотрудник Института общей и неорганической химии АН УССР.

- Защитил кандидатскую диссертацию по теме «Изучение ализарината алюминия».

1940 Вступил в ряды Коммунистической партии Советского Союза

- Защитил докторскую диссертацию на тему «Изучение процессов комплексообразования - к использованию внутрикомплексных соединений в колориметрии».

1941-1968 Заведующий отделом аналитической химии Института общей и неорганической химии АН УССР.

1943 Утвержден в ученом звании профессора.

1944-1960 Заведующий кафедрой аналитической химии Киевского государственного универститета им. Т.Г. Шевченко.

1945 Награжден медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.»

1947 Награжден орденом «Знак Почета».

1948 Избран членом-корреспондентом Академии наук УССР.

1951-1968 Член редакционного совета «Украинского химического журнала»

1956 Награжден орденом Ленина.

1957 Избран действительным членом Академии наук УССР.

1958-1968 Ответственный редактор «Украинского химического журнала»

1960-1968 Професор кафедры аналитической химии Киевского государственного университета им. Т.Г. Шевченко.

1963 Член редакционного совета «Журнала аналитической химии».

- Титулярный член комисии по аналитической химии Международного Союза теоретической и прикладной химии (ЮПАК).

1966 Присвоено почетное звание заслуженного деятеля наукии УССР.

Анатолий Киррилович Бабко умер 7 января 1968 г. в Киеве.

Размещено на http://www.allbest.ru