Русский физиохимик, акад. Петербургской АН (с 1886). Родился в Алферьевке (ныне Новая Бекетовка Пензенской обл.). Окончил Казанский университет (1848). В 1849—1853 работал в Медико-хирургической акад. в лаборатории Н. Н. Зинина, в 1854—1855 — в Петербургском университете, с 1855 — в Харьковском университете (с 1859 проф.), с 1886 — в Хим. лаборатории Петербургской АН и преподавал на Высших женских курсах в Петербурге. Один из основоположников физ. химии. В начале научной деятельности работал в области орг. химии. Совмесно с Зининым исследовал поведение орг. веществ при высоких температурах. Синтезировал (1852) бензуреид и ацетуреид. Выдвинул (1865) ряд теоретических положений о зависимости направления реакций от состояния реагентов и внешних условий. Создал термохимические лаборатории, в которых вместе с учениками исследовал хим. сродство. Определял теплоты образования оксидов и хлоридов щел. металлов, впервые получил (1870) безводные оксиды щел. металлов. Используя способность алюминия восстанавливать металлы из их оксидов, заложил основы алюминотермии. Прочитал первый курс лекций по физ. химии и организовал практикум (1865). По его предложению в Харьковском университете было учреждено (1864) физико- хим. отделение.
Президент Русского физико-химического общества (1889—1890, 1896—1897, 1900, 1902, 1903, 1911).