Antoine'a Lavoisiera

„Lavoisier” przekierowuje tutaj. W przypadku innych zastosowań zobacz Lavoisier (ujednoznacznienie) .

Antoine-Laurent de Lavoisier
David - Portrait of Monsieur Lavoisier (cropped).jpg
Portret Antoine-Laurenta Lavoisiera i jego żony – Jacques -Louis David
Urodzić się ( 1743-08-26 ) 26 sierpnia 1743
Paryż , Francja
Zmarł 08 maja 1794 ( w wieku 50) ( 08.05.1794 )
Paryż, Francja
Przyczyną śmierci Egzekucja na gilotynie
Miejsce odpoczynku Katakumby Paryża
Alma Mater Collège des Quatre-Nations , Uniwersytet Paryski
Znany z
Współmałżonek
​
​
( m. 1771 <a i=3>) ​
Kariera naukowa
Pola Biolog, chemik
Znani studenci Éleuthere Irénée du Pont
Wpływy Guillaume-François Rouelle , Étienne Condillac
Podpis
Antoine Lavoisier Signature.svg

/ -ee - ə v w ɑː zi eɪ - / USA lə- Laurent de Lavoisier ( Wielka Brytania : / , l æ v w ʌ zi eɪ : / lav- WUZ ay l : VWAH -zee-ay ; francuski [ɑ̃twan lɔʁɑ̃ də lavwazje] ; 26 sierpnia 1743 - 8 maja 1794), także Antoine Lavoisier po Rewolucja francuska był francuskim szlachcicem i chemikiem , który odegrał kluczową rolę w XVIII-wiecznej rewolucji chemicznej i który miał duży wpływ zarówno na historię chemii, jak i historię biologii .

Powszechnie przyjmuje się, że wielkie osiągnięcia Lavoisiera w chemii wynikają w dużej mierze ze zmiany nauki z jakościowej na ilościową . Lavoisier jest najbardziej znany z odkrycia roli tlenu w spalaniu . Rozpoznał i nazwał tlen (1778) i wodór (1783) oraz przeciwstawił się teorii flogistonu . Lavoisier pomógł skonstruować system metryczny , napisał pierwszą obszerną listę pierwiastków i pomógł zreformować nomenklaturę chemiczną . Przepowiedział istnienie krzemu (1787) i odkrył, że chociaż materia może zmieniać swoją formę lub kształt, jej masa zawsze pozostaje taka sama .

Lavoisier był potężnym członkiem wielu rad arystokratycznych i administratorem Ferme générale . Ferme générale była jednym z najbardziej znienawidzonych elementów Ancien Régime ze względu na zyski, jakie osiągała kosztem państwa, tajność warunków umów i przemoc jej uzbrojonych agentów. Wszystkie te działania polityczne i gospodarcze umożliwiły mu sfinansowanie badań naukowych. U szczytu Rewolucji Francuskiej został oskarżony o oszustwa podatkowe i sprzedaż sfałszowanego tytoniu i został zgilotynowany .

Biografia

Collège des Quatre-Nations w Paryżu

Wczesne życie i edukacja

Antoine-Laurent Lavoisier urodził się w zamożnej rodzinie szlacheckiej w Paryżu 26 sierpnia 1743 r. Jako syn adwokata w parlamencie paryskim odziedziczył duży majątek w wieku pięciu lat po śmierci matki. Lavoisier rozpoczął naukę w Collège des Quatre-Nations na Uniwersytecie Paryskim (znanym również jako Collège Mazarin) w Paryżu w 1754 roku w wieku 11 lat. W ciągu ostatnich dwóch lat (1760–1761) w szkole jego zainteresowania naukowe byli pobudzeni i studiował chemię , botanikę , astronomię i matematyka . Na zajęciach z filozofii był pod opieką Abbé Nicolasa Louisa de Lacaille , wybitnego matematyka i astronoma-obserwatora, który zaszczepił w młodym Lavoisier zainteresowanie obserwacjami meteorologicznymi, entuzjazm, który nigdy go nie opuszczał. Lavoisier wstąpił do szkoły prawniczej, gdzie uzyskał tytuł licencjata w 1763 r., a licencjat w 1764 r. Lavoisier uzyskał stopień naukowy prawa i został przyjęty do palestry , ale nigdy nie praktykował jako prawnik. W wolnym czasie kontynuował jednak edukację naukową.

Wczesna praca naukowa

Edukacja Lavoisiera była wypełniona ideałami francuskiego oświecenia tamtych czasów, a on był zafascynowany słownikiem chemii Pierre'a Macquera . Uczęszczał na wykłady z nauk przyrodniczych. Na oddanie i pasję Lavoisiera do chemii duży wpływ wywarł Étienne Condillac , wybitny francuski uczony XVIII wieku. Jego pierwsza publikacja chemiczna ukazała się w 1764 r. Od 1763 do 1767 studiował geologię pod kierunkiem Jean-Étienne Guettarda . We współpracy z Guettardem Lavoisier pracował nad badaniem geologicznym Alzacji i Lotaryngii w czerwcu 1767 r. W 1764 r. przeczytał swój pierwszy artykuł we Francuskiej Akademii Nauk , najbardziej elitarnym francuskim towarzystwie naukowym, na temat chemicznych i fizycznych właściwości gipsu (uwodnionego siarczanu wapnia ), aw 1766 r. został odznaczony przez króla złotym medalem za esej poświęcony problematyce oświetlenia ulic miejskich . W 1768 Lavoisier otrzymał tymczasowe powołanie do Akademii Nauk. W 1769 roku pracował nad pierwszą mapą geologiczną Francji.

Lavoisier jako reformator społeczny

Lavoisier przeprowadzający eksperyment dotyczący oddychania w latach siedemdziesiątych XVIII wieku

Badania na rzecz dobra publicznego

Chociaż Lavoisier jest powszechnie znany ze swojego wkładu w naukę, poświęcił również znaczną część swojej fortuny i pracę na rzecz społeczeństwa. Lavoisier był humanitarystą - bardzo troszczył się o ludzi w swoim kraju i często zajmował się poprawą warunków życia ludności dzięki rolnictwu, przemysłowi i nauce. Pierwszy taki przypadek miał miejsce w 1765 roku, kiedy przedłożył Francuskiej Akademii Nauk esej na temat poprawy oświetlenia ulic miejskich.

Trzy lata później, w 1768 roku, skupił się na nowym projekcie zaprojektowania akweduktu. Celem było doprowadzenie wody z rzeki Yvette do Paryża, aby mieszkańcy mogli mieć czystą wodę pitną. Ale ponieważ budowa nigdy się nie rozpoczęła, zamiast tego skupił się na oczyszczaniu wody z Sekwany. To był projekt, który zainteresował Lavoisiera chemią wody i obowiązkami sanitarnymi.

Ponadto interesował się jakością powietrza i poświęcił trochę czasu na badanie zagrożeń zdrowotnych związanych z wpływem prochu strzelniczego na powietrze. W 1772 r. przeprowadził badania nad odbudową zniszczonego przez pożar szpitala Hôtel-Dieu, tak aby zapewnić odpowiednią wentylację i czyste powietrze w całym budynku.

W tamtym czasie więzienia w Paryżu były w dużej mierze niezdatne do zamieszkania, a traktowanie więźniów było nieludzkie. Lavoisier brał udział w dochodzeniach w 1780 (i ponownie w 1791) w sprawie higieny w więzieniach i przedstawił sugestie poprawy warunków życia, sugestie, które zostały w dużej mierze zignorowane.

Niegdyś członek Akademii, Lavoisier organizował także własne konkursy, aby popchnąć kierunek badań w kierunku doskonalenia opinii publicznej i własnej pracy.

Sponsoring nauk

Lavoisier miał wizję edukacji publicznej zakorzenionej w „towarzyskości naukowej” i filantropii.

Lavoisier uzyskał zdecydowaną większość swoich dochodów poprzez kupowanie akcji General Farm , co pozwoliło mu pracować nad nauką w pełnym wymiarze godzin, wygodnie żyć i przyczynić się finansowo do poprawy społeczności. (Przyczyniłoby się to również do jego śmierci podczas panowania terroru wiele lat później).

W tamtym czasie bardzo trudno było pozyskać środki publiczne na nauki, a dodatkowo mało opłacalne finansowo dla przeciętnego naukowca, więc Lavoisier wykorzystał swój majątek do otwarcia bardzo drogiego i wyrafinowanego laboratorium we Francji, aby aspirujący naukowcy mogli studiować bez barier pozyskania funduszy na swoje badania.

Naciskał także na edukację publiczną w naukach ścisłych. Założył dwie organizacje, Lycée [ fr ] i Musée des Arts et Métiers , które zostały stworzone, aby służyć jako narzędzia edukacyjne dla społeczeństwa. Liceum, finansowane przez bogatych i szlachciców, od 1793 roku regularnie prowadziło kursy dla publiczności.

Ferme générale i małżeństwo

Portret Lavoisiera wyjaśniającego żonie wyniki swoich eksperymentów na antenie autorstwa Ernesta Boarda

W wieku 26 lat, mniej więcej w czasie, gdy został wybrany do Akademii Nauk, Lavoisier kupił udziały w Ferme générale , spółce finansowej zajmującej się rolnictwem podatkowym , która przekazywała szacunkowe wpływy z podatków rządowi królewskiemu w zamian za prawo do zbierania podatki. W imieniu Ferme générale Lavoisier zlecił budowę muru wokół Paryża, aby można było pobierać cła od osób przewożących towary do iz miasta. Jego udział w poborze podatków nie poprawił jego reputacji w okresie terroru rozpoczął się we Francji, ponieważ podatki i słaba reforma rządu były głównymi motywatorami rewolucji francuskiej.

Lavoisier umocnił swoją pozycję społeczną i ekonomiczną, kiedy w 1771 roku w wieku 28 lat poślubił Marie-Anne Pierrette Paulze , 13-letnią córkę starszego członka Ferme générale . Miała odegrać ważną rolę w karierze naukowej Lavoisiera – między innymi przetłumaczyła dla niego angielskie dokumenty, w tym Essay on Phlogiston Richarda Kirwana i badania Josepha Priestleya . Ponadto pomagała mu w laboratorium i stworzyła wiele szkiców i rzeźbionych rycin instrumentów laboratoryjnych używanych przez Lavoisiera i jego współpracowników do prac naukowych. Madame Lavoisier redagowała i publikowała pamiętniki Antoine'a (na dzień dzisiejszy nie wiadomo, czy zachowały się jakiekolwiek angielskie tłumaczenia tych pamiętników) oraz organizowała przyjęcia, na których wybitni naukowcy omawiali idee i problemy związane z chemią.

Portret Antoine'a i Marie-Anne Lavoisier namalował słynny artysta Jacques-Louis David . Ukończony w 1788 roku w przededniu Rewolucji, obrazowi odmówiono zwyczajowego publicznego pokazu w Salonie Paryskim z obawy, że może rozpalić antyarystokratyczne namiętności.

Przez trzy lata po wejściu do Ferme générale aktywność naukowa Lavoisiera nieco osłabła, ponieważ większość czasu zajmowała oficjalna działalność Ferme générale . Przedstawił jednak Akademii Nauk jedno ważne wspomnienie z tego okresu, dotyczące rzekomej przemiany wody w ziemię przez parowanie. W bardzo dokładnym eksperymencie ilościowym Lavoisier wykazał, że „ziemisty” osad powstały po długotrwałym ogrzewaniu wody pod chłodnicą zwrotną w szklanym naczyniu nie był wynikiem przemiany wody w ziemię, ale raczej stopniowego rozkładu wnętrza naczynia. szklane naczynie wytwarzane przez wrzącą wodę. Podjął też próbę wprowadzenia reform we Francji pieniężny i podatkowy, aby pomóc chłopom.

Fałszowanie tytoniu

Farmers General posiadał monopol na produkcję, import i sprzedaż tytoniu we Francji, a podatki nakładane na tytoń przynosiły dochody w wysokości 30 milionów liwrów rocznie. Dochody te zaczęły spadać z powodu rosnącego czarnego rynku tytoniu, który był przemycany i fałszowany, najczęściej popiołem i wodą. popiół wyleje się spirytusem witriolowym , aqua fortis lub innym roztworem kwasu, następuje natychmiastowa bardzo intensywna reakcja musująca, której towarzyszy łatwy do wykrycia dźwięk. " Lavoisier zauważył również, że dodanie niewielkiej ilości popiołu poprawia smak tytoniu. O jednym ze sprzedawców sprzedających sfałszowane towary napisał: „Jego tytoń cieszy się bardzo dobrą opinią w prowincji… bardzo niewielka ilość dodawanego popiołu nadaje mu szczególnie ostry smak, którego szukają konsumenci. Być może Farma mogłaby zyskać jakąś przewagę dodając trochę tej płynnej mieszanki, gdy tytoń jest wytwarzany”. Lavoisier odkrył również, że chociaż dodanie dużej ilości wody w celu zwiększenia objętości tytoniu spowodowałoby fermentację i nieprzyjemny zapach, dodanie bardzo małej ilości poprawiło produkt. Następnie fabryki Farmers General dodawały, zgodnie z jego zaleceniami, stałe 6,3% objętości wody do przetwarzanego tytoniu. Aby umożliwić to dodanie, Farmers General dostarczył sprzedawcom detalicznym siedemnaście uncji tytoniu, pobierając tylko za szesnaście. Aby upewnić się, że dodano tylko te dozwolone ilości i wykluczyć czarny rynek, Lavoisier zadbał o to, aby szczelny system kontroli, rachunków, nadzoru i testów bardzo utrudniał detalistom pozyskiwanie tytoniu z przemytu lub zwiększanie zysków poprzez sprzedaż hurtową to w górę. Był energiczny i rygorystyczny we wdrażaniu tego, a systemy, które wprowadził, były głęboko niepopularne wśród sprzedawców wyrobów tytoniowych w całym kraju. Ta niepopularność miała mieć dla niego konsekwencje podczas rewolucji francuskiej.

Królewska Komisja ds. Rolnictwa

Lavoisier wezwał do powołania Królewskiej Komisji ds. Rolnictwa. Pełnił wówczas funkcję sekretarza i wydawał znaczne sumy z własnych pieniędzy na poprawę plonów rolnych w Sologne , na obszarze o słabej jakości gruntów rolnych. Wilgotność regionu często prowadziła do zarazy w żniwach żyta, powodując wybuchy zatrucia sporyszem wśród ludności. W 1788 roku Lavoisier przedstawił Komisji raport opisujący dziesięć lat wysiłków na jego eksperymentalnej farmie w celu wprowadzenia nowych upraw i typów zwierząt gospodarskich. Doszedł do wniosku, że pomimo możliwości reform rolnych, system podatkowy pozostawił dzierżawcom tak mało, że oczekiwanie od nich zmiany tradycyjnych praktyk było nierealistyczne.

Komisja Prochowa

Éleuthère Irénée du Pont (z prawej) i mentor Antoine Lavoisier

Badania Lavoisiera nad spalaniem były prowadzone w trakcie bardzo napiętego harmonogramu obowiązków publicznych i prywatnych, zwłaszcza w związku z Ferme Générale . Były też niezliczone raporty i komitety Akademii Nauk do zbadania konkretnych problemów na zlecenie rządu królewskiego. Lavoisier, którego zdolności organizacyjne były wybitne, często dostawał zadanie napisania takich oficjalnych raportów. W 1775 roku został jednym z czterech komisarzy prochu powołanych w celu zastąpienia prywatnej firmy, podobnej do Ferme Générale, która okazała się niezadowalająca w zaopatrywaniu Francji w jej zapotrzebowanie na amunicję. W wyniku jego starań zarówno ilość, jak i jakość języka francuskiego proch strzelniczy znacznie się poprawił i stał się źródłem dochodów rządu. Jego powołanie do Komisji Prochowej przyniosło również jedną wielką korzyść karierze naukowej Lavoisiera. Jako komisarz cieszył się zarówno domem, jak i laboratorium w Królewskim Arsenale. Tu mieszkał i pracował w latach 1775-1792.

Lavoisier wywarł decydujący wpływ na powstanie firmy prochowej Du Pont , ponieważ wyszkolił Éleuthère Irénée du Pont , jej założycielkę, w zakresie produkcji prochu we Francji; ten ostatni powiedział, że młyny prochowe Du Pont „nigdy nie zostałyby uruchomione, gdyby nie jego życzliwość dla mnie”.

Podczas rewolucji

W czerwcu 1791 roku Lavoisier udzielił pożyczki w wysokości 71 000 liwrów Pierre'owi Samuelowi du Pont de Nemours na zakup drukarni, aby du Pont mógł wydawać gazetę La Correspondance Patriotique . Planowano, aby znalazły się w nim zarówno sprawozdania z obrad Narodowego Zgromadzenia Ustawodawczego , jak i artykuły z Akademii Nauk. Rewolucja szybko zakłóciła pierwszą gazetę starszego du Ponta, ale jego syn EI du Pont wkrótce założył Le Republicain i opublikował najnowsze teksty chemiczne Lavoisiera.

Lavoisier przewodniczył także komisji powołanej do ustalenia jednolitego systemu miar i wag, która w marcu 1791 r. zaleciła przyjęcie systemu metrycznego . Nowy system miar i wag został przyjęty przez Konwencję 1 sierpnia 1793 r. Lavoisier był jednym z 27 Generalnych Rolników , którzy na mocy Konwencji mieli zostać zatrzymani. Chociaż tymczasowo się ukrywał, 30 listopada 1793 roku zgłosił się do klasztoru Port Royal na przesłuchanie. Twierdził, że od wielu lat nie działał w tej komisji, zamiast tego poświęcił się nauce.

Sam Lavoisier został usunięty z komisji ds. miar i wag 23 grudnia 1793 r. Wraz z matematykiem Pierre-Simonem Laplace'em i kilkoma innymi członkami z powodów politycznych.

Jednym z jego ostatnich ważniejszych dzieł była propozycja do Krajowego Zjazdu w sprawie reformy szkolnictwa francuskiego. Interweniował również w imieniu wielu naukowców urodzonych za granicą, w tym matematyka Josepha Louisa Lagrange'a , pomagając zwolnić ich z mandatu pozbawiającego wszystkich cudzoziemców własności i wolności.

Ostatnie dni i egzekucja

Lavoisier , Jacques-Léonard Maillet , około 1853, wśród bohaterów kultury w Cour Napoléon w Luwrze

Gdy rewolucja francuska nabrała rozpędu, zaczęły się ataki na bardzo niepopularną Ferme générale , która ostatecznie została zniesiona w marcu 1791 r. W 1792 r. Lavoisier został zmuszony do rezygnacji ze stanowiska w Komisji Prochowej i wyniesienia się ze swojego domu i laboratorium w Royal Arsenał. 8 sierpnia 1793 r. wszystkie towarzystwa naukowe, w tym Akademia Nauk, zostały zlikwidowane na prośbę Abbé Grégoire'a .

24 listopada 1793 r. zarządzono aresztowanie wszystkich byłych rolników podatkowych. Lavoisier i inni rolnicy generalni stanęli w obliczu dziewięciu oskarżeń o defraudację należnych mu pieniędzy i dodawanie wody do tytoniu przed jego sprzedażą. Lavoisier przygotował swoją obronę, odpierając zarzuty finansowe, przypominając sądowi, w jaki sposób utrzymywali niezmiennie wysoką jakość tytoniu. Sąd był jednak skłonny sądzić, że skazując ich i konfiskując ich dobra, odzyska ogromne sumy dla państwa. Lavoisier został skazany i zgilotynowany 8 maja 1794 r. W Paryżu, w wieku 50 lat, wraz z 27 współoskarżonymi.

Według popularnej legendy apel o oszczędzenie życia, aby mógł kontynuować swoje eksperymenty, został przerwany przez sędziego Coffinhala : „La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes; le cours de la Justice ne peut être suspendu ”. („Republika nie potrzebuje ani uczonych, ani chemików; wymiar sprawiedliwości nie może być opóźniony”). Sam sędzia Coffinhal miał zostać stracony niecałe trzy miesiące później, w następstwie reakcji termidoriańskiej .

Znaczenie Lavoisiera dla nauki wyraził Lagrange, który ubolewał nad ścięciem, mówiąc: „Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête, et cent années peut-être ne suffront pas pour en reproduire une semblable”. („Odcięcie tej głowy zajęło im tylko chwilę, a sto lat może nie wystarczyć na odtworzenie jej podobnej”).

Sekcja zwłok

Półtora roku po egzekucji Lavoisier został całkowicie uniewinniony przez rząd francuski. W czasie Białego Terroru jego majątek został przekazany wdowie. Dołączono krótką notatkę o treści „Wdowie po Lavoisier, która została fałszywie skazana”.

Wkład w chemię

Tlenowa teoria spalania

flogistonowy Antoine'a Lavoisiera . Rycina Mme Lavoisier z lat osiemdziesiątych XVIII wieku zaczerpnięta z Traité Élémentaire de Chimie (Podstawowy traktat o chemii)

Pod koniec 1772 roku Lavoisier zwrócił uwagę na zjawisko spalania , temat, w którym miał wnieść swój najbardziej znaczący wkład w naukę. Wyniki swoich pierwszych eksperymentów ze spalaniem przedstawił w notatce do Akademii z 20 października, w której poinformował, że podczas fosforu łączy się on z dużą ilością powietrza, tworząc kwaśny spirytus fosforu i że fosfor wzrasta w ciężar przy spalaniu. W drugiej zapieczętowanej notatce złożonej w Akademii kilka tygodni później (1 listopada) Lavoisier rozszerzył swoje obserwacje i wnioski na spalenie siarki i dodał, że „to, co obserwuje się przy spalaniu siarki i fosforu, może równie dobrze mieć miejsce w przypadku wszystkich substancji, które zyskują na wadze w wyniku spalania i kalcynacji: i jestem przekonany, że wzrost masy wapna metalicznego jest z tej samej przyczyny”. [ potrzebne źródło ]

„Stałe powietrze” Josepha Blacka

W 1773 roku Lavoisier postanowił gruntownie przejrzeć literaturę na temat powietrza, zwłaszcza „powietrza stałego”, i powtórzyć wiele eksperymentów innych pracowników w tej dziedzinie. Opublikował relację z tej recenzji w 1774 roku w książce zatytułowanej Opuscules physiques et chimiques (Eseje fizyczne i chemiczne). W trakcie tego przeglądu dokonał pierwszego pełnego badania prac Josepha Blacka , szkockiego chemika, który przeprowadził serię klasycznych eksperymentów ilościowych na łagodnych i żrących zasadach. Black wykazał, że różnica między łagodną zasadą, na przykład kredą ( CaCO 3 ), a postać żrąca, na przykład wapno palone ( CaO ), polegała na tym, że ta pierwsza zawierała „powietrze stałe”, nie zwykłe powietrze związane w kredzie, ale odrębny związek chemiczny, obecnie rozumiany jako dwutlenek węgla ( CO 2 ), który był składnikiem atmosfery. Lavoisier uznał, że powietrze nieruchome Blacka było identyczne z powietrzem wydzielającym się, gdy wapienie metali były redukowane węglem drzewnym, a nawet zasugerował, że powietrze, które łączyło się z metalami podczas kalcynacji i zwiększało ciężar, mogło być powietrzem nieruchomym Blacka, to jest CO 2 . [ potrzebne źródło ]

Józefa Priestleya

Główny artykuł: Joseph Priestley
Joseph Priestley , angielski chemik znany z izolowania tlenu , który nazwał „powietrzem oczyszczonym z toksyn”
Spis treści do tomów 1 „Traité élémentaire de Chimie” (1789)

Wiosną 1774 roku Lavoisier przeprowadził eksperymenty kalcynacji cyny i ołowiu w szczelnych naczyniach, których wyniki ostatecznie potwierdziły, że wzrost masy metali podczas spalania był spowodowany połączeniem z powietrzem. Pozostało jednak pytanie, czy było to w połączeniu ze zwykłym powietrzem atmosferycznym, czy tylko z częścią powietrza atmosferycznego. , które wytworzył, ogrzewając czerwony calx rtęci z płonącym szkłem i które podtrzymywały spalanie z niezwykłą energią. Priestley w tym czasie nie był pewien natury tego gazu, ale czuł, że jest to szczególnie czysta forma zwykłego powietrza. Lavoisier przeprowadził własne badania nad tą osobliwą substancją. W rezultacie powstał jego pamiętnik O naturze zasady, która łączy się z metalami podczas ich kalcynacji i zwiększa ich wagę , odczytany w Akademii 26 kwietnia 1775 r. (powszechnie nazywany Pamiętnikiem Wielkanocnym). W oryginalnym pamiętniku Lavoisier wykazał, że calx rtęci był prawdziwym metalicznym calx, ponieważ można go było zredukować węglem drzewnym , wydzielając przy tym stałe powietrze Blacka. Redukowany bez węgla drzewnego wydzielał powietrze, które wspomagało oddychanie i spalanie w ulepszony sposób. Doszedł do wniosku, że była to po prostu czysta forma zwykłego powietrza i że to samo powietrze „niepodzielone, bez zmian, bez rozkładu” łączyło się z metalami podczas kalcynacji. [ potrzebne źródło ]

Po powrocie z Paryża Priestley ponownie podjął badania powietrza z calx rtęci. Jego wyniki pokazały teraz, że to powietrze było nie tylko szczególnie czystą formą zwykłego powietrza, ale było „pięć lub sześć razy lepsze niż zwykłe powietrze, w celu oddychania, stanów zapalnych i… każdego innego zastosowania zwykłego powietrza”. Powietrze nazwał powietrzem deflogistonowanym, ponieważ uważał, że jest to powietrze pospolite pozbawione flogistonu . Ponieważ było więc w stanie wchłonąć znacznie większą ilość flogistonu wydzielanego przez płonące ciała i oddychające zwierzęta, wyjaśniono znacznie wzmożone spalanie substancji i większą łatwość oddychania w tym powietrzu. [ potrzebne źródło ]

Pionier stechiometrii

Badania Lavoisiera obejmowały niektóre z pierwszych prawdziwie ilościowych eksperymentów chemicznych . Starannie zważył reagenty i produkty reakcji chemicznej w zamkniętym szklanym naczyniu, aby żadne gazy nie mogły się wydostać, co było kluczowym krokiem w rozwoju chemii. W 1774 roku wykazał, że chociaż materia może zmieniać swój stan w reakcji chemicznej, całkowita masa materii jest taka sama na końcu i na początku każdej przemiany chemicznej. Tak więc, na przykład, jeśli kawałek drewna zostanie spalony na popiół, całkowita masa pozostaje niezmieniona, jeśli uwzględni się gazowe reagenty i produkty. Eksperymenty Lavoisiera potwierdziły prawo zachowanie masy . We Francji jest nauczane jako prawo Lavoisiera i jest sparafrazowane ze stwierdzenia w jego Traité Élémentaire de Chimie : „Nic nie jest stracone, nic nie jest tworzone, wszystko jest przekształcane”. Michaił Łomonosow (1711–1765) wcześniej wyraził podobne idee w 1748 r. I udowodnił je w eksperymentach; inni, których idee pochodzą sprzed prac Lavoisiera, to Jean Rey (1583–1645), Joseph Black (1728–1799) i Henry Cavendish (1731–1810).

Nomenklatura chemiczna

Pierwsza strona egzemplarza „Méthode de Nomenclature Chimique” z 1787 r.

Lavoisier wraz z Louis-Bernard Guyton de Morveau , Claude-Louis Berthollet i Antoine François de Fourcroy przedłożyli Akademii nowy program reformy nomenklatury chemicznej w 1787 r. czas. Praca ta, zatytułowana Méthode de nomenclature chimique ( Metoda nomenklatury chemicznej , 1787), wprowadziła nowy system, który był nierozerwalnie związany z nową teorią chemii tlenu Lavoisiera.

Klasyczne elementy ziemi, powietrza, ognia i wody zostały odrzucone, a zamiast tego jakieś 33 substancje, których nie można było rozłożyć na prostsze substancje żadnymi znanymi środkami chemicznymi, tymczasowo wymieniono jako pierwiastki. Elementy obejmowały światło; kaloryczny (kwestia ciepła); zasady tlenu, wodoru i azotu ( azotu ); węgiel; siarka; fosfor; nieznane jeszcze „rodniki” kwasu solnego ( kwas solny ), kwasu borowego i kwasu „fluorowego”; 17 metali; 5 ziem (głównie tlenki jeszcze nieznanych metali, takich jak magnezja , baria i strontia ); trzy alkalia ( potaż , soda i amoniak ); oraz „rodniki” 19 kwasów organicznych.

Kwasom, uznawanym w nowym systemie za związki różnych pierwiastków z tlenem, nadano nazwy wskazujące na pierwiastek biorący udział wraz ze stopniem utlenienia tego pierwiastka, np. , końcówka „ic” ​​wskazuje kwasy o większej zawartości tlenu niż te z końcówką „ous”.

Podobnie, solom kwasów „ic” ​​nadano końcowe litery „ate”, jak w przypadku siarczanu miedzi, podczas gdy sole kwasów „ous” zakończone są przyrostkiem „ite”, jak w przypadku siarczynu miedzi.

Całkowity efekt nowej nomenklatury można ocenić, porównując nową nazwę „ siarczan miedzi ” ze starym terminem „witriol Wenus”. Nowa nomenklatura Lavoisiera rozprzestrzeniła się w całej Europie i Stanach Zjednoczonych i stała się powszechnym zastosowaniem w dziedzinie chemii. To zapoczątkowało antyflogistyczne podejście do tej dziedziny. [ potrzebne źródło ]

Rewolucja chemiczna i opozycja

Lavoisier jest powszechnie wymieniany jako główny współtwórca rewolucji chemicznej . Jego dokładne pomiary i skrupulatne prowadzenie bilansów podczas całego eksperymentu były kluczowe dla powszechnej akceptacji prawa zachowania masy. Wprowadzenie przez niego nowej terminologii, systemu dwumianowego wzorowanego na Linneuszu , pomaga również zaznaczyć dramatyczne zmiany w tej dziedzinie, które są ogólnie określane jako rewolucja chemiczna. Lavoisier spotkał się z dużym sprzeciwem, próbując zmienić dziedzinę, zwłaszcza ze strony brytyjskich flogistonów. Josepha Priestleya, Richarda Kirwana , James Keir i William Nicholson argumentowali, że kwantyfikacja substancji nie implikuje zachowania masy. Zamiast zgłaszać faktyczne dowody, opozycja twierdziła, że ​​Lavoisier błędnie interpretował implikacje swoich badań. Jeden z sojuszników Lavoisiera, Jean Baptiste Biot , napisał o metodologii Lavoisiera, „odczuwano konieczność powiązania dokładności eksperymentów z rygorem rozumowania”. Jego sprzeciw argumentował, że precyzja w eksperymentowaniu nie oznacza precyzji wnioskowania i rozumowania. Pomimo sprzeciwu Lavoisier nadal używał precyzyjnego oprzyrządowania, aby przekonać innych chemików do swoich wniosków, często z dokładnością do pięciu do ośmiu miejsc po przecinku. Nicholson, który oszacował, że tylko trzy z tych miejsc po przecinku mają znaczenie, stwierdził:

Jeśli zaprzeczy się, że wyniki te mają być prawdziwe na ostatnich figurach, muszę błagać o pozwolenie zaobserwowania, że ​​te długie rzędy figur, które w niektórych przypadkach rozciągają się tysiąc razy bardziej niż eksperyment, służą jedynie do pokazania parady, której prawdziwa nauka nie potrzebuje: a co więcej, kiedy rzeczywisty stopień dokładności eksperymentów jest w ten sposób ukryty przed naszą kontemplacją, jesteśmy nieco skłonni wątpić, czy skrupulatność eksperymentów jest rzeczywiście taka, aby oddać dowody de l'ordre demonstratif .

Godne uwagi prace

Laboratorium Lavoisiera, Musée des Arts et Métiers , Paryż

Pamiętnik wielkanocny

„Oficjalna” wersja Pamiętnika Wielkanocnego Lavoisiera ukazała się w 1778 roku. W międzyczasie Lavoisier miał wystarczająco dużo czasu, aby powtórzyć niektóre z ostatnich eksperymentów Priestleya i przeprowadzić kilka własnych. Oprócz badania oczyszczonego powietrza Priestleya, dokładniej zbadał powietrze resztkowe po kalcynacji metali. Wykazał, że to resztkowe powietrze nie sprzyja ani spalaniu, ani oddychaniu i że około pięć objętości tego powietrza dodane do jednej objętości pozbawionego flogistonu powietrza daje zwykłe powietrze atmosferyczne. Zwykłe powietrze było wówczas mieszaniną dwóch odrębnych związków chemicznych o całkiem odmiennych właściwościach. Tak więc, kiedy w 1778 roku opublikowano poprawioną wersję Pamiętnika Wielkanocnego, Lavoisier nie twierdził już, że zasadą, która łączy się z metalami podczas kalcynacji, jest zwykłe powietrze, ale „nic innego jak najzdrowsza i najczystsza część powietrza” lub „wyjątkowo respirabilna część powietrza". W tym samym roku ukuł nazwę tlenu dla tego składnika powietrza, od greckich słów oznaczających „tworzący kwas”. Uderzyło go to, że produkty spalania takich niemetali jak siarka, fosfor, węgiel drzewny i azot były kwaśne. Utrzymywał, że wszystkie kwasy zawierają tlen, a zatem tlen jest zasadą zakwaszającą.

Demontaż teorii flogistonu

Dalsze informacje: Teoria flogistonu

Badania chemiczne Lavoisiera w latach 1772-1778 dotyczyły w dużej mierze opracowania jego własnej nowej teorii spalania. W 1783 roku przeczytał w akademii swój artykuł zatytułowany Réflexions sur le phlogistique (Refleksje nad flogistonem), będący pełnowymiarowym atakiem na obecną flogistonową teorię spalania. W tym samym roku Lavoisier rozpoczął także serię eksperymentów dotyczących składu wody, które miały okazać się ważnym zwieńczeniem jego teorii spalania i pozyskać do niej wielu nawróconych. Wielu badaczy eksperymentowało z kombinacją łatwopalnego powietrza Henry'ego Cavendisha, które Lavoisier nazwał wodorem ( grecku „tworzący wodę”), z „powietrzem pozbawionym flogistonu” (powietrze w procesie spalania, obecnie znane jako tlen) przez elektrycznie iskrzące mieszaniny gazów. Wszyscy badacze zauważyli produkcję czystej wody przez Cavendisha poprzez spalanie wodoru w tlenie, ale interpretowali tę reakcję na różne sposoby w ramach teorii flogistonu. Lavoisier dowiedział się o eksperymencie Cavendisha w czerwcu 1783 r. Za pośrednictwem Charlesa Blagdena (przed opublikowaniem wyników w 1784 r.) I natychmiast rozpoznał wodę jako tlenek gazu hydroelektrycznego .

We współpracy z Laplace'em Lavoisier zsyntetyzował wodę, spalając strumienie wodoru i tlenu w dzwonkowym słoju nad rtęcią. Wyniki ilościowe były wystarczająco dobre, aby poprzeć twierdzenie, że woda nie jest pierwiastkiem, jak sądzono przez ponad 2000 lat, ale związkiem dwóch gazów, wodoru i tlenu. Interpretacja wody jako związku wyjaśniała palne powietrze powstające w wyniku rozpuszczania metali w kwasach (wodór powstający podczas rozkładu wody) oraz redukcję wapna przez łatwopalne powietrze (połączenie gazu z wapna z tlenem w celu utworzenia wody).

Pomimo tych eksperymentów, przeciwzapalne podejście Lavoisiera pozostało nieakceptowane przez wielu innych chemików. Lavoisier pracował nad dostarczeniem ostatecznego dowodu na skład wody, próbując wykorzystać to na poparcie swojej teorii. Praca z Jeanem-Baptiste Meusnierem , Lavoisier przepuścił wodę przez rozpaloną do czerwoności żelazną lufę pistoletu, pozwalając, aby tlen utworzył tlenek z żelazem, a wodór wydostał się z końca rury. Swoje odkrycia dotyczące składu wody przedstawił Académie des Sciences w kwietniu 1784 r., Podając swoje dane z dokładnością do ośmiu miejsc po przecinku. Opozycja odpowiedziała na te dalsze eksperymenty, stwierdzając, że Lavoisier nadal wyciąga błędne wnioski i że jego eksperyment wykazał wypieranie flogistonu z żelaza przez połączenie wody z metalem. Lavoisier opracował nowy aparat, który wykorzystywał koryto pneumatyczne, zestaw wag, termometr i barometr, wszystkie starannie skalibrowane. Zaproszono trzydziestu uczonych, aby byli świadkami rozkładu i syntezy wody przy użyciu tego urządzenia, przekonując wielu obecnych o poprawności teorii Lavoisiera. Ta demonstracja wykazała, że ​​woda jest związkiem tlenu i wodoru z wielką pewnością dla tych, którzy ją oglądali. Rozpowszechnienie eksperymentu okazało się jednak poniżej normy, ponieważ brakowało w nim szczegółów, aby właściwie pokazać stopień precyzji pomiarów. Artykuł kończył się pospiesznym stwierdzeniem, że eksperyment był „więcej niż wystarczający do ustalenia pewności twierdzenia” o składzie wody i stwierdzono, że metody zastosowane w eksperymencie połączyły chemię z innymi naukami fizycznymi i posunęły naprzód odkrycia .

Podstawowy traktat chemii

Lavoisier i Berthollet, Chimistes Celebres, Liebig's Extract of Meat Company Trading Card, 1929

Lavoisier zastosował nową nomenklaturę w swoim Traité élémentaire de chimie ( Podstawowy traktat o chemii ), opublikowanym w 1789 r. Praca ta stanowi syntezę wkładu Lavoisiera w chemię i można ją uznać za pierwszy nowoczesny podręcznik na ten temat. Rdzeniem pracy była teoria tlenu, a praca stała się najskuteczniejszym narzędziem przekazywania nowych doktryn. Przedstawiał ujednolicony pogląd na nowe teorie chemiczne, zawierał jasne stwierdzenie prawa zachowania masy i zaprzeczał istnieniu flogistonu. Tekst ten wyjaśnił pojęcie pierwiastka jako substancji, której nie można rozłożyć żadną znaną metodą analizy chemicznej oraz przedstawił teorię Lavoisiera dotyczącą powstawania związków chemicznych z pierwiastków. Pozostaje klasykiem w historii nauki. Podczas gdy wielu czołowych chemików tamtych czasów odmówiło zaakceptowania nowych pomysłów Lavoisiera, popyt na Traité élémentaire jako podręcznik w Edynburgu wystarczyło, aby zasłużyć na tłumaczenie na język angielski w ciągu około roku od jego francuskiej publikacji. W każdym razie Traité élémentaire było wystarczająco solidne, aby przekonać następne pokolenie.

Praca fizjologiczna

Lavoisier (w okularach) obsługuje swój piec solarny, aby zapobiec zanieczyszczeniu produktami spalania.

Związek między spalaniem a oddychaniem był od dawna rozpoznawany na podstawie zasadniczej roli, jaką powietrze odgrywało w obu procesach. Lavoisier był więc niemal zobowiązany do rozszerzenia swojej nowej teorii spalania o dziedzinę fizjologii oddychania . Jego pierwsze wspomnienia na ten temat zostały odczytane w Akademii Nauk w 1777 r., ale najbardziej znaczący wkład w tę dziedzinę poczynił zimą 1782–1783 we współpracy z Laplace'em. Wynik tej pracy został opublikowany we wspomnieniach „On Heat”. Lavoisier i Laplace zaprojektowali kalorymetr lodowy urządzenie do pomiaru ilości ciepła wydzielanego podczas spalania lub oddychania. Zewnętrzna powłoka kalorymetru była wypełniona śniegiem, który topił się, aby utrzymać stałą temperaturę 0 ° C wokół wewnętrznej powłoki wypełnionej lodem. Mierząc ilość dwutlenku węgla i ciepła wytwarzanego przez zamknięcie żywej świnki morskiej w tym urządzeniu i porównując ilość ciepła wytwarzanego podczas spalania wystarczającej ilości węgla w kalorymetrze lodowym, aby wytworzyć taką samą ilość dwutlenku węgla, jaką perliczka wydychanej przez świnię, doszli do wniosku, że oddychanie było w rzeczywistości powolnym procesem spalania. Lavoisier stwierdził, „la respiration est donc une spalanie”, to znaczy wymiana gazów oddechowych jest spalaniem podobnym do spalania świecy.

To ciągłe powolne spalanie, które, jak przypuszczali, zachodziło w płucach, umożliwiło żywemu zwierzęciu utrzymanie temperatury ciała powyżej temperatury otoczenia, wyjaśniając w ten sposób zagadkowe zjawisko rui zwierzęcej. Lavoisier kontynuował te eksperymenty z oddychaniem w latach 1789–1790 we współpracy z Armandem Seguinem . Zaprojektowali ambitny zestaw eksperymentów, aby zbadać cały proces metabolizmu i oddychania organizmu, używając Seguin jako ludzkiej świnki morskiej w eksperymentach. Ich praca została tylko częściowo ukończona i opublikowana z powodu zakłóceń rewolucji, ale pionierska praca Lavoisiera w tej dziedzinie zainspirowała podobne badania nad procesami fizjologicznymi przez pokolenia.

Dziedzictwo

Antoine-Laurent Lavoisier autorstwa Julesa Dalou 1866

Fundamentalny wkład Lavoisiera w chemię był wynikiem świadomego wysiłku wpasowania wszystkich eksperymentów w ramy jednej teorii. Ustanowił konsekwentne stosowanie równowagi chemicznej , użył tlenu do obalenia teorii flogistonu i opracował nowy system nomenklatury chemicznej, który utrzymywał, że tlen jest niezbędnym składnikiem wszystkich kwasów (co później okazało się błędne).

Lavoisier prowadził również wczesne badania z zakresu chemii fizycznej i termodynamiki we wspólnych eksperymentach z Laplace'em. Użyli kalorymetru do oszacowania ciepła wydzielanego na jednostkę wyprodukowanego dwutlenku węgla, ostatecznie znajdując ten sam stosunek dla płomienia i zwierząt, co wskazuje, że zwierzęta wytwarzały energię w wyniku reakcji spalania.

Lavoisier przyczynił się również do wczesnych pomysłów dotyczących składu i przemian chemicznych, przedstawiając teorię radykałów, wierząc, że rodniki , które działają jako pojedyncza grupa w procesie chemicznym, łączą się z tlenem w reakcjach. Wprowadził również możliwość alotropii w pierwiastkach chemicznych, kiedy odkrył, że diament jest krystaliczną formą węgla .

Był również odpowiedzialny za budowę gazometru, drogiego przyrządu, którego używał podczas swoich pokazów. Podczas gdy używał swojego gazometru wyłącznie do tych celów, stworzył także mniejsze, tańsze, bardziej praktyczne gazometry, które działały z wystarczającą precyzją, którą więcej chemików mogłoby odtworzyć.

Ogólnie rzecz biorąc, jego wkład jest uważany za najważniejszy w rozwoju chemii do poziomu osiągniętego w fizyce i matematyce w XVIII wieku.

paśmie Paparoa w Nowej Zelandii została nazwana jego imieniem w 1970 roku przez Departament Badań Naukowych i Przemysłowych .

Nagrody i wyróżnienia

Za życia Lavoisier został odznaczony przez króla Francji złotym medalem za prace nad oświetleniem ulic miejskich (1766) i został powołany do Francuskiej Akademii Nauk (1768). Został wybrany na członka Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego w 1775 roku.

Praca Lavoisiera została uznana za Międzynarodowy Historyczny Zabytek Chemiczny przez American Chemical Society , Académie des sciences de L'institut de France i Société Chimique de France w 1999 roku. -Bernard Guyton de Morveau , Claude Louis Berthollet i Antoine François, hrabia de Fourcroy , został uhonorowany nagrodą Citation for Chemical Breakthrough Award przyznawaną przez Wydział Historii Chemii Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego, wręczoną w Académie des Sciences (Paryż) w 2015 roku.

Medal upamiętniający Franklina i Lavoisiera, 2018

Wiele medali Lavoisiera zostało nazwanych i nadanych na cześć Lavoisiera przez organizacje, w tym Société chimique de France , Międzynarodowe Towarzystwo Kalorymetrii Biologicznej i firmę DuPont . Uhonorowano go również Nagrodą Franklina-Lavoisiera, podkreślającą przyjaźń Antoine'a -Laurent Lavoisier i Benjamin Franklin . Nagrodę wraz z medalem przyznają wspólnie Fondation de la Maison de la Chimie w Paryżu we Francji i Science History Institute w Filadelfii w USA.

Wybrane pisma

Dzieło Lavoisiera zostało przetłumaczone w Japonii w latach czterdziestych XIX wieku w procesie Rangaku . Strona z Seimi Kaisō Udagawy Yōana z 1840 roku

W tłumaczeniu

  • Essays Physical and Chemical (Londyn: dla Josepha Johnsona, 1776; Londyn: Frank Cass and Company Ltd., 1970) tłumaczenie Thomasa Henry'ego z Opuscules physiques et chimiques
  • Sztuka wytwarzania soli alkalicznych i potasu, opublikowana przez Zakon Jego Najbardziej Chrześcijańskiej Mości i zatwierdzona przez Królewską Akademię Nauk (1784) tłum. autorstwa Charlesa Williamosa z L'art de fabriquer le salin et la potasse
  • (z Pierre-Simonem Laplace'em) Memoir on Heat: Read to Royal Academy of Sciences, 28 czerwca 1783, autorstwa panów Lavoisier i De La Place z tej samej Akademii. (New York: Neale Watson Academic Publications, 1982) przeł. przez Henry'ego Guerlaca z Mémoire sur la chaleur
  • Eseje o wpływie różnych procesów na powietrze atmosferyczne; Ze szczególnym uwzględnieniem badania konstytucji kwasów , przeł. Thomas Henry (Londyn: Warrington, 1783) zbiera te eseje:
  1. „Eksperymenty dotyczące oddychania zwierząt i zmian zachodzących w powietrzu przechodzącym przez ich płuca”. (Przeczytaj Académie des Sciences, 3 maja 1777)
  2. „O spalaniu świec w powietrzu atmosferycznym i powietrzu pozbawionym flogistonu”. (Przekazany Académie des Sciences, 1777)
  3. „O spalaniu fosforu Kunckla”.
  4. „O istnieniu powietrza w kwasie azotawym oraz o sposobach rozkładu i ponownego składu tego kwasu”.
  5. „O roztworze rtęci w kwasie witriolowym”.
  6. „Eksperymenty nad spalaniem ałunu substancjami flogistycznymi oraz nad zmianami zachodzącymi w powietrzu, w którym spalano pyrofor”.
  7. „O witriolizacji pirytów bojowych”.
  8. „Ogólne rozważania na temat natury kwasów i zasad, z których się składają”.
  9. „O połączeniu materii ognia z odparowującymi płynami oraz o tworzeniu elastycznych płynów powietrznych”.
  • „Reflections on Phlogiston”, przekład Nicholasa W. Besta z „Réflexions sur le phlogistique, pour servir de suite à la théorie de la spalanie et de la kalcynacja” (czytane w Académie Royale des Sciences przez dwie noce, 28 czerwca i 13 czerwca lipiec 1783). Opublikowano w dwóch częściach:
  1.   Najlepszy, Mikołaj W. (2015). „Lavoisier„ Refleksje na temat flogistonu ”I: Przeciw teorii flogistonu” . Podstawy chemii . 17 (2): 361–378. doi : 10.1007/s10698-015-9220-5 . S2CID 170422925 .
  2.   Najlepszy, Mikołaj W. (2016). „Lavoisier's„ Refleksje na temat flogistonu ”II: O naturze ciepła”. Podstawy chemii . 18 (1): 3–13. doi : 10.1007/s10698-015-9236-x . S2CID 94677080 .
  • 1790 copy of "Elements of Chemistry in a Systematic Order Containing All the Modern Discoveries"

    1790 kopia „Elementy chemii w systematycznym porządku zawierającym wszystkie współczesne odkrycia”

  • Title page to "Elements of Chemistry in a Systematic Order Containing All the Modern Discoveries" (1790)

    Strona tytułowa „Elementy chemii w uporządkowanym porządku zawierającym wszystkie współczesne odkrycia” (1790)

  • Preface to "Elements of Chemistry in a Systematic Order Containing All the Modern Discoveries" (1790)

    Przedmowa do „Elementy chemii w uporządkowanym porządku zawierającym wszystkie współczesne odkrycia” (1790)

  • First page of "Elements of Chemistry in a Systematic Order Containing All the Modern Discoveries" (1790)

    Pierwsza strona „Elementy chemii w systematycznym porządku zawierającym wszystkie współczesne odkrycia” (1790)

Zobacz też

Notatki

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne


Zasoby biblioteczne o Antoine Lavoisier
Antoine'a Lavoisiera
O jego pracy
Jego pisma
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Antoine_Lavoisier&oldid=1140149192 ”