19. gs. pirmajā pusē Latvijā, it īpaši Rīgā iezīmējās pārmaiņas ražošanā — pāreja no manufaktūrām uz fabrikām. Izveidojās jauni rūpniecības uzņēmumi. Ražošanu mehanizēja, izmantojot ūdens, vēja un tvaika spēku.
Pirmās tvaika mašīnas ar ķīmiju saistītās ražotnēs uzstādīja 1836. g. H. Serensena eļļu un krāsu rūpnīcā Liepājā, 1837. g. Remtes muižas Svina baltuma un etiķa rūpnīcā un 1840. g. Ivana Bočagova sveču un ziepju rūpnīcā Rīgā. Kaut arī šajā laikā veidojās lielāki uzņēmumi, blakus tiem pastāvēja arī ražotnes ar nelielu strādnieku skaitu.
19. gs. pirmajā pusē, attīstoties būvniecībai, darbību intensificēja Rīgas un Jelgavas apkārtnes kaļķu cepļi. Rīga kaļķus saņēma no Katlakalna, Salaspils, Doles, Ikšķiles, Kalnciema un Klīves cepļiem. Kurzemē 1857. gadā darbojušies 65 kaļķu cepļi, bet Vidzemē 1860. gadā — 64.
Kaļķu ražošanai, atšķirībā no ķieģeļu ražošanas nebija sezonas rakstura. Bez būvniecības kaļķus izmantoja arī ziepju vārīšanā, stikla kausēšanā un ādu apstrādē.
Rīgas tuvumā attīstījās ģipšakmens ieguve. Darbojās ģipšakmens lauztuves Līves muižā (tagadējā Nāves salā) un Pavasarmuižā pie Slokas.
1859. gadā darbu uzsāka Jāņa Celma ģipša fabrika Stopiņos. Ģipšakmeni, kura galvenā sastāvdaļa ir kalcija sulfāta dihidrāts (CaSO4 • 2H2O) pēc samalšanas akmens dzirnās apdedzināja 160—200°C temperatūrā ģipša vārāmos katlos. Ieguva būvģipsi, kura galvenā sastāvdaļa ir kalcija sulfāta pushidrāts (CaSO4 • 0,5H2O)
Būvģipsis ātri saistās. 5 — 15 minūšu laikā cietējot tas pārvēršas kalcija sulfāta dihidrātā (CaSO4 • 2H2O).
Ķieģeļu cepļi 19. gs. pirmajā pusē bija samērā nelielas ražotnes. 1860. gadā Kurzemē darbojās 151 ķieģeļnīca, Vidzemē 143 ķieģeļnīcas. 1857. gadā Kurzemes ķieģeļnīcās bija nodarbināti 1079 strādnieki un tās deva produkciju 16,4 milj. ķieģeļu.
No Latgales ķieģeļnīcām vislielāko produkciju deva kroņa ceplis, kas apgādāja Daugavpils cietoksni ar ķieģeļiem. 1814. gadā tajā strādāja 38 ķieģeļu taisītāji un 250 zaldāti. Gadā saražoja 1 miljonu ķieģeļu.
Kurzemes ķieģeļnīcas 1860. gadā deva 19,6 miljonus ķieģeļu un 1,5 miljonus jumta kārniņu.
Ražoja dažādus māla keramikas izstrādājumus — saimniecības traukus, krūkas, cukura galvu veidņus un māla pīpes.
Porcelāna un fajansa ražošana plašākos apmēros Latvijā saistīta ar krievu fabrikantu Sidoru Kuzņecovu. 1841. gadā Rīgā Dreiliņos (Maskavas priekšpilsētā) nodibināja fabriku, kas ražoja fajansa traukus, bet no 1851. gada, kad bija uzcelti vēl 2 jauni korpusi, fabrika sāka ražot arī porcelāna traukus. 1859. gadā fabrikā bija jau 285 strādnieki.
Stikls 19. gs. pirmajā pusē Vidzemē ražots Suntažos, Kliņģenē, Odzienā, Zaubē, Vecbebros, Bērzmuižā, Allažos, Plāterē. Gadā izlaida ap 800 000 stikla pudeļu un ap 600 kastēm logu stikla. Kurzemē lielāku stikla ražotni 1853. gadā Puznieku muižā izveidoja barons Štrombergs. Sākumā tā ražojusi stikla pudeles, bet no 1855. gada galvenokārt logu stiklu.
Krāsas Latvijā 19. gs. pirmajā pusē ražoja dažādās vietās. Heinriha Cobela fabrikā Baložu muižā 1826. — 1831. g. ražots svina baltums (2PbCO3 • Pb(OH)2), Brēmera zaļais (Cu(OH)Cl), Berlīnes zilais (Fe4[Fe(CN6)]3) un hroma dzeltenais (PbCrO4), H. Šmēmaņa ražotnē Jelgavā 1836. — 1842. g. - svina baltums. J. Šepelera uzņēmums Annas muižā 1833. — 1846. g. ražoja dažādus krāsu pulverus. 1843. gadā saražotas pat 71,6 tonnas krāsu pulveru. Johana Koha fabrika Rīgā ražojusi galvenokārt mēbeļkrāsas.
Grāfa Medema uzņēmums Remtes muižā bez svina baltuma ražojis arī svina cukuru (Pb(CH3COO)2) un etiķi. Etiķis iegūts arī J. Šmita etiķa manufaktūrā Rīgā 1808. — 1827. g., barona Oto Budberga etiķa manufaktūrā Svētciema muižā 1804. — 1808. g. un citās vietās.
Rendas muižā barona Brinkena ražotnē ražota sērskābe, fosforskābe, salpeterskābe (HNO3) un glaubersāls (Na2SO4 • 10H2O). 1797. — 1815. g. darbojās barona Bēra Popes muižas manufaktūra. Tajā no pelniem ieguva potašu (K2CO3), kas bija nepieciešams stikla ražošanai.
Ziepes un sveces Rīgā ražotas 8 darbnīcās. Lielākā ir bijusi Johana Rikera darbnīca, kurā 1853. gadā strādājuši 50 strādnieki un kura specializējusies ziepju ražošanā. Jelgavā ziepes un sveces ražotas 3 darbnīcās, Liepājā - 2.
Papīra gatavošanai 19. gs. pirmajā pusē Latvijā lietoja linu lupatas un pakulas. Ražošanā roku darba vietā sāka izmantot papīra mašīnas. Pirmā papīra mašīna ar tvaika dzinēju Latvijā sāka strādāt 1849. gadā Līgatnes papīra fabrikā. Samērā lielu produkciju 50. gados deva Ulbrokas papīrdzirnavas un Vangažu papīrdzirnavas. Mašinizētu fabriku līdzīgu Līgatnei 1859. gadā nodibināja Juglas muižā. Sīkākas papīra ražotnes 19. gs. pirmajā pusē bijušas Zasulaukā, Nordeķos, Baižkalnā, Ropažos, Popes muižā, Vilces muižā, Rendas muižā, Zaļā muižā un Kuldīgā.
Ādas 19. gs. pirmajā pusē apstrādāja, miecējot tās ar ozolu, egļu, kārklu mizām, dažām hroma sālīm un alaunu (KAl(SO4)2). Latvijā darbojušies 8 ādu pārstrādes uzņēmumi. Lielākais bijis S. Djakova un V. Šeluhina manufaktūras fabrika, kas nodarbināja vairāk kā 100 strādnieku un gadā apstrādāja vairāk kā 100 000 jēlādas.
Augu eļļas ieguva, spiežot vietējās linu, kaņepju un magoņu sēklas. Linu eļļa satur nepiesātinātus oleīnskābes un zemāko taukskābju glicerīdus. Tai žūstot, nepiesātinātās skābes oksidējas un polimerizējas. Oksidāciju pastiprina sikatīvi — svina, mangāna u.c. smago metālu organisko skābju sāļi, kas darbojas kā katalizatori. Ar sikatīviem pagatavotu eļļu sauc par pernicu. To lieto krāsu pagatavošanai, sajaucot ar smalki samaltu krāsvielu pulveri.
Rīgā lielākās bija Ādolfa Henkūzena, Rūdolfa Hercoga, Jēkaba Brandenburga un Karla Šmita eļļas spiestuves.
1810. gadā nodibināja Bernharda Kleina cukurfabriku Raunas muižā, 1811. gadā J. Hļebņikova Sarkandaugavā, Teodora Šrēdera Allažu muižā, Svena Buša Ķengaragā, Jēkaba Brandenburga Bišu muižā u.c. Lielu triecienu cukurrūpniecībai deva 1816. gada muitas tarifs, kas samazināja jēlcukura ievešanu. Viena pēc otras cukurfabrikas beidza darboties, pēdējā bija J. Brandenburga Bišumuižā 1854. gadā.
1815. gadā Jelgavā izveidoja Kurzemes literatūras un mākslas biedrību, kuras biedri interesējās arī par zinātni, tai skaitā par dabaszinātnēm. Šīs biedrības rosīgs biedrs bija Teodors Grothuss (Kristiāns Johans Dītrihs fon Grothuss) [1.7].
3. attels. Teodors Grothuss (Christian Johann Dietrich von Grotthuss)
1785. 20.I | 1822. 26.III |
Leipcigā | Gedučos |
Grothusa dzīve saistīta ar mātei piederošo Geduču muižu, kas atradusies netālu no Bauskas. Geduču muiža tagad atrodas Lietuvas teritorijā, tāpēc lietuvieši T. Grothusu uzskata par Lietuvas zinātnieku. Grothuss piederēja pie Kurzemes muižniecības un viņa zinātniskā darbība bija cieši saistīta ar Kurzemes literatūras un mākslas biedrību. Tāpēc latvieši viņu uzskata par Latvijas zinātnieku. Grothuss izglītību ieguva Leipcigas, Parīzes, Neapoles un Romas augstskolās. Diemžēl nevienu no augstskolām viņš nebeidza. 1808. gadā pēc studijām viņš atgriezās Geduču muižā, kur dzīvoja līdz mūža galam.
Pirmo zinātnisko darbu T. Grothuss uzrakstīja 1805. gada septembrī Neapolē («Par ūdens un tajā izšķīdušo vielu sadalīšanu ar galvanisko elektrību»). Šajā darbā viņš deva pirmo elektrolīzes izskaidrojumu.
T. Grothusa teorijas pamatā [1.7] bija uzskats, ka molekulas elektriskā lauka ietekmē kļūst polāras. Grothusa priekšstati par ūdens elektrolīzi parādīti 4. att.
4. attels. Grothusa ūdens sadalīšanas shēma
Ūdens molekulu Grothuss apzīmēja ar simbolu oh. Šeit o, resp. «–» ir skābeklis un h, resp. «+» ir ūdeņradis. Elektriskā lauka ietekmē lādiņi ūdens molekulās pārvietojās: viens — uz vienu galu, otrs — uz otru galu, un molekulas orientējās kā tas parādīts 4. att. Negatīvais skābeklis o izlādējas pie pozitīvā elektroda, pozitīvais ūdeņradis h — pie negatīvā elektroda. Kad tas ir noticis, ūdeņradis h atņem blakus molekulai tās skābekli o', tās ūdeņradis h' atņem skābekli no nākošās molekulas utt. Pēc tam ūdens molekulas apgriežas un viss process atkārtojas.
Šis T. Grothusa elektrolīzes procesa izskaidrojums tika izmantots līdz Areniusa elektrolītiskās disociācijas teorijas izveidošanai 1887. gadā. Grothusa ideju par daļiņu apmaiņu starp molekulām (Grothusa ķēdītes) elektroķīmijā dažreiz izmanto vēl šodien.
No 1809. gada līdz 1812. gadam Grothuss pētīja gāzu maisījumu uzliesmošanu. Viņš konstatēja, ka gāzu maisījums uzliesmo tikai tad, ja gāzes koncentrācija ir pietiekami liela. Pie tam uzliesmošana notiek tikai tad, ja gāzu maisījums saskaras ar liesmu vai dzirksteli, bet nevis ar sakarsētu ķermeni. Šos Grothusa pētījumu rezultātus izmantoja angļu zinātnieks Hemfrijs Deiviss (1776. — 1829.), konstruējot ogļraču lampu.
Grothuss bija ieguvis ievērojama zinātnieka slavu un 1814. gadā Tērbatas universitāte viņu aicināja ieņemt atbrīvojušos ķīmijas profesora vietu. Par ķīmijas profesoru Grothuss tomēr nekļuva un viens no galvenajiem iemesliem bija tas, ka Grothusam nebija augstskolas diploma. Grothusa zinātniskie sasniegumi tika novērtēti un 1814. gadā Minhenes Zinātņu akadēmija ievēlēja Grothusu par savu korespondētājlocekli.
1816. — 1818. g. Grothuss pētīja rodanūdeņražskābi (HNCS) un tās sāļus. Viņš konstatēja, ka rodanīdi, reaģējot ar kobalta sāļiem, dod zilus produktus, un norādīja, ka šo īpatnību var izmantot analītiskajā ķīmijā.
1818. gadā Grothuss iesniedza Kurzemes literatūras un mākslas biedrībai darbu «Par elektrības un gaismas ķīmisko iedarbību». Tajā ir formulēts viens no fotoķīmijas pamatlikumiem: «Ķīmiskas pārvērtības izraisa tikai tā gaisma, ko viela absorbē» (Grothusa likums). Šis likums ir viens no fotoķīmijas pamatlikumiem līdz pat mūsdienām.
18. gs. beigās savu farmaceita un ķīmiķa darbību Rīgā sāka Dāvids Grindelis [1.8]. Dāvids Hieronīms Grindelis (1776. — 1836.) cēlies no Grunduļu dzimtas. Viņa tēvs Miķelis Grundulis bija savu uzvārdu vāciskojis, pārveidojot to par Grindel. D. Grindelis mācījies Rīgas Domskolā un pēc tam bijis māceklis Ziloņa aptiekā (tā bija blakus Doma baznīcai) pie aptiekāra Johana Gotlība Strūves (1733. — 1813.) No 1795. gada līdz 1798. gadam viņš studējis Jēnas universitātes Medicīnas fakultātē.
5. attels. Dāvids Hieronīms Grindelis
1776. 9.X | 1836. 20.I |
Rīgā | Rīgā |
1798. gadā Grindelim bija jāatgriežas Rīgā, jo cars Pāvels I aizliedza Krievijas pilsoņiem studēt ārzemēs, lai tie neinficētos ar Franču revolūcijas idejām. Grindelis atkal strādājis Ziloņa aptiekā par J. Strūves palīgu. 1800. gadā viņš Pēterburgā spīdoši nokārtoja aptiekāra eksāmenu, bet 1802. gadā nopirka Ziloņa aptieku.
Tajā laikā Rīgā uzturējās ievērojamais fiziķis un sabiedriskais darbinieks Georgs Parrots (1767. — 1852.). Grindelis iepazinās ar Parrotu un kopā ar viņu 1799. gadā nodibināja «Jaunās ķīmijas pulciņu», lai veiktu eksperimentus ķīmijā un popularizētu Lavuazjē idejas. Parrots kopā ar Grindeli konstruēja «horizontālo Voltas stabu» (galvanisko elementu bateriju) un veica dažādus elektroķīmiska rakstura eksperimentus. Viņi pētīja arī gaisa sastāvu. 1801. gada otrajā pusē G. Parrots pārcēlās uz Tērbatu un kļuva par 1802. g. atjaunotās Tērbatas universitātes pirmo rektoru. Tajā laikā 1803. gadā pirmais latvietis, kas iestājās atjaunotajā Tērbatas universitātē, bija Lugažu muižas atslēdznieka Viļuma dēls Kārlis, kas tēva vārdu pieņēma par uzvārdu, kļūstot par Kārli Viljamu. Studiju biedru vidū Viljams ieguva cieņu un atzinību. Kad 1805. g. lika universitātes galvenajai ēkai pamatakmeni, pirmos ķieģeļus iemūrēja rektors Parrots un students Viljams.
1803. g. D. Grindelis Rīgā nodibināja Rīgas farmaceitu un ķīmiķu biedrību (Rigaer Pharmaceutisch–chemische Sozietät). Tā Krievijā bija pirmā šāda biedrība un, šķiet, arī vecākā zinātniskā biedrība. Tajā pašā gadā Grindelis sāka izdot pirmo zinātnisko izdevumu, kas veltīts farmācijai un ķīmijai — «Russisches Jahrbuch der Pharmacie». Tas bija pirmais šāda veida periodiskais izdevums Krievijā. 1809.—1810. g. šī gadagrāmata iznāca ar nosaukumu «Russisches Jahrbuch für Chemie und Pharmacie».
1804. g. G. Parrots uzaicināja D. Grindeli strādāt Tērbatas universitātē, un 1804. — 1814. g. Grindelis bija Tērbatas universitātes ķīmijas profesors, bet 1810. — 1812. g. arī rektors. 1807. g. viņu ievēlēja par Pēterburgas Zinātņu akadēmijas korespondētājlocekli.
Pēc 1812. gada kara Krievijā bija stipra inflācija. Grindelim kļuva grūti izdzīvot ar profesora algu, tāpēc viņš 1814. gadā atgriezās Rīgā un strādāja savā aptiekā. 1815. — 1817. g. Grindelis Rīgas guberņas ģimnāzijas telpās (Pils laukumā 2) lasījis Rīgas pilsoņiem populāru lekciju kursu dabaszinātnēs un ķīmijā. Tās, šķiet, ir bijušas pirmās tāda veida lekcijas Rīgā.
Tad Grindelis nolēma kļūt par ārstu. 1820. g. viņš atkal devās uz Tērbatu, lai studētu medicīnu. Šķiet, ka tas ir unikāls gadījums, kad universitātes bijušais rektors kļūst par tās pašas universitātes studentu. Blakus savām medicīnas studijām Grindelis saviem studiju biedriem lasījis arī lekcijas ķīmijā, ja slimīgais ķīmijas profesors Johans Gīze (1781. — 1821.) kārtējo reizi bijis saslimis. 1822. gadā Grindelis beidzis studijas, atgriezies Rīgā un sācis nodarboties ar ārsta praksi. 1824. — 1836. g. bijis Rīgas apriņķa ārsts.
D. Grindelis veicis pirmās Ķemeru sēravotu analīzes 1818. g., ieteicis vairākus hinīna aizstājējus malārijas ārstēšanai, aprakstījis vairākas jaunas augu sugas. Grindelis ir sarakstījis vienu no pirmajām organiskās ķīmijas mācību grāmatām (D. H. Grindel. Die organischen Körper chemisch betrachtet, Bd.1. — Von den Vegetabilien, Riga, 1811; Bd.2. — Von den Thierischen Körpern, Riga, 1811). Par godu D. Grindelim vācu botāniķis K. Vildenovs nosaucis kādu no kurvjziežu dzimtas augu ģintīm par Grindelia. 1961. g. itāļu ķīmiķi no šiem augiem izdalīja savdabīgu savienojumu, ko nosauca par grindelskābi. Un tā ķīmijā šodien ir grindelskābe (6. att.), grindelāti, grindelaldehīds utt.
6. attels. Grindelskābe (C19H30O3)
1991. g., kad LZA OSI Eksperimentālā rūpnīca kļuva par valsts firmu, tā tika nosaukta D. Grindeļa vārdā «Grindeks» (no salikuma Grindels + eksperiments). Kopš 1995. g. a/s «Grindeks» piešķir Grindeļa medaļu par sasniegumiem farmācijā un blakusnozarēs.