Кафедра химической термодинамики и кинетики

Заведующий кафедрой химической термодинамики и кинетики, почетный профессор СПбГУ, профессор, доктор химических наук

Тойкка Александр Матвеевич

e-mail: a.toikka@spbu.ru
телефон: 8 (812) 428 40 52
кабинет: 2196
Кафедра химической термодинамики и кинетики ведет подготовку высококвалифицированных кадров — бакалавров, магистров, специалистов, кандидатов и докторов наук — для различных сфер научной и практической деятельности. Основные направления подготовки отражают содержание «термодинамики и кинетики» как двух сторон учения о химическом процессе. Фундаментальные и практические задачи, решаемые на основе обобщенного термодинамико-кинетического подхода, включают широкий круг процессов и объектов, что позволяет выпускнику, обучавшемуся на кафедре, найти применение приобретенным знаниям для работы в самых различных областях.

Для отечественных и зарубежных вузов традиционным является изложение термодинамики применительно к идеализированным равновесным процессам. В сравнении с этим на кафедре особое внимание уделяется неравновесной термодинамике, то есть закономерностям реальных процессов. Одним из объектов изучения являются, например, мембранные процессы. Результаты последних лет включают разработку мембран и процессов, в том числе с применением новых, впервые полученных в работах кафедры нанокомпозитных материалов, для решения (на основе полученных фундаментальных результатов) задач технологии получения экологически чистого топлива, продуктов фармацевтической промышленности, других технологических проблем. Практические задачи теории реакционно-массообменных процессов относятся к области разработки экологически чистых, энерго- и ресурсосберегающих технологий.

Термодинамико-кинетические исследования твердофазных процессов открывают новые возможности синтеза перспективных функциональных материалов, а также их применения, например, как катализаторов. В последние годы работы кафедры направлены на исследования и синтез керамических материалов, в первую очередь, слоистых оксидов (одна из структур представлена на рисунке) широкого спектра применения, в частности, в электронной промышленности: это материалы, обладающие уникальными и необычными наборами электрических и магнитных свойств. Эти же слоистые соединения оказались эффективными катализаторами фотохимических процессов, направленных на очистку воды от загрязнений и примесей, и даже разложение воды.

Основные научные направления, цели и задачи кафедры

  • Общая, химическая и неравновесная термодинамика
  • Кинетика химических реакций в жидкофазных и твердофазных системах
  • Термодинамико-кинетическое исследование наноструктурированных систем
  • Термодинамика и кинетика совмещенных реакционно-массообменные процессов
  • Мембранные процессы и материалы
  • Критические явления
    Кафедра химической термодинамики и кинетики Санкт-Петербургского государственного университета была основана в 1951 г. профессором Алексеем Васильевичем Сторонкиным (1916 − 1994), заслуженным деятелем науки и техники РСФСР, выдающимся учёным, основателем современной школы химической термодинамики в нашей стране.

    В первоначальном названии кафедры — «Кафедра теории растворов» — отражается и ее предыстория, непосредственная связь с трудами Д. П. Коновалова, М. С. Вревского и Д. И. Менделеева. Вместе с тем, еще до войны, Алексей Васильевич опубликовал фундаментальные термодинамические работы, в первую очередь, статью «Uber die Gleichgewichtsbedingungen in Zweiphasen-systemen mit vielen Komponenten. 1» («Об условиях равно­весия двухфазных многокомпонентных систем») в журнале «Acta Physikochimica U.R.S.S.». Основываясь на этих результатах, им был проведен строгий термодинамический анализ базовых положений теории растворов, таких, как законы Вревского и Коновалова.

    Первая монография А. В. Сторонкина «Об условиях термодинамического равновесия многокомпонентных систем», опубликованная в 1948 г., сыграла чрезвычайно важную роль в развитии отечественной термодинамической школы. За эту монографию в 1950 г. была присуждена Государственная (Сталинская) премия. На кафедре, сразу же после ее основания, сформировался коллектив молодых ученых, с энтузиазмом начавших проводить термодинамические исследования, главной задачей и результатом которых явилось создание современного варианта термодинамики гетерогенных систем. Новые результаты были обобщены в фундаментальной двухтомной монографии А. В. Сторонкина «Термодинамика гетерогенных систем» (1967 и 1969). Среди учеников Алексея Васильевича — академики РАН А. И. Русанов и М. М. Шульц, член-корреспондент РАН Н. А. Смирнова, а также профессора В. Т. Жаров, Н. П. Маркузин, А. Г. Морачевский, М. П. Сусарев, В. К. Филиппов и другие.

    Кроме того, можно указать и других выпускников кафедры: С. П. Туник (проректор СПбГУ, 2010—2016), М. В. Чарыкова (зав. кафедрой геохимии СПбГУ), А. И. Викторов (зав. кафедрой физической химии СПбГУ), А. М. Тойкка (зав. кафедрой химической термодинамики и кинетики СПбГУ), В. П. Белоусов, А. И. Алцыбеева, И. В. Васильев, Б. И. Горовиц, Ю. В. Гуриков, В. Ю. Аристович, С. А. Левичев, Т. М. Лестева, Б. А. Носков, С. К. Огородников, Л. М. Павлова, В. Ф. Плехоткин, А. А. Пронкин, Н. А. Чарыков, Е. П. Соколова, Э. А. Фактор и другие.

    Алексей Васильевич Сторонкин
    (1916−1994)
    В 1965 г. группа А. Г. Морачевского (ранее аспиранта А. В. Сторонкина) перешла на кафедру физической химии, где была организована лаборатория растворов неэлектролитов. В последующие годы именно выпускники кафедры химической термодинамики и кинетики возглавляют кафедру физической химии: А. Г. Морачевский, Н. А. Смирнова, А. И. Викторов. В 1987 г. лаборатория поверхностных явлений кафедры во главе с профессором А. И. Русановым, избранным заведующим кафедрой коллоидной химии, вошла в состав указанной кафедры. Отметим, что А. В. Сторонкин ранее, до основания новой кафедры, возглавлял кафедру электрохимии. Этим не ограничивается определенный вклад кафедры в развитие химического факультета в целом. Например, именно силами преподавателей кафедры (А. В. Сторонкина и сотрудников) на химическом факультете были введены такие фундаментальные курсы, как статистическая термодинамика, теоретическая механика, термодинамика необратимых процессов и другие. Обновление курса химической кинетики (с введением общефакультетского практикума), было одновременно связано с расширением направлений и научной деятельности, в сторону термодинамико-кинетических исследований, неравновесной термодинамики, то есть, своего рода отказа от тезиса Кельвина («термодинамика не знает времени»). С 1979 года кафедра носит современное название, «кафедра химической термодинамики и кинетики».

    После А. В. Сторонкина кафедру возглавляли его ученики: профессор В. К. Филиппов (1988 − 1991) и профессор Н. П. Маркузин (1991 − 1994). В сложные 1994 − 1999 годы педагогической и научной работой неформально руководили О. К. Первухин и А. М. Тойкка (заведующий отделом химической термодинамики и кинетики НИИ Химии).

    Основные современные области научной деятельности, с одной стороны, продолжают традиционные направления кафедры, с другой стороны, включают прикладные задачи: мембранные технологии, реакционно-массообменные процессы, каталитические материалы, биотопливо, новые экстракционные системы и другие. В то же время, в центре внимания остаются фундаментальные проблемы термодинамико-кинетического направления. Более детальная информация представлена на страницах научных групп кафедры.
    Александр Матвеевич Тойкка
    Представители кафедры химической термодинамики и кинетики посетили «Газпром трансгаз Санкт-Петербург».
    Состоялась встреча представителей СПбГУ с руководством и сотрудниками одного из подразделений Газпрома — ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург».

    Читать далее
    Ассистент кафедры Химической термодинамики и кинетики Института химии Санкт-Петербургского университета Георгий Хвичаевич Мисиков вошел в состав Совета молодых ученых Института химии СПбГУ.

    Коллектив кафедры поздравляет Георгия Хвичаевича!
    Ученые СПбГУ планируют разработать новые оксидные наноматериалы с каркасной и слоистой архитектурой.

    Читать далее
    Доктор химических наук, доцент кафедры Химической термодинамики и кинетики Института химии СПбГУ Мария Александровна Тойкка вошла в состав Научного совета Российской академии наук по Химической технологии.
    проф. И. А. Зверева, доц. Силюков О.И.
    проф. А. М. Тойкка