Antoine Lavoisier (Deutsch)
ntoine Lavoisier revolutionierte die Chemie. Er nannte die Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff; entdeckte die Rolle von Sauerstoff bei der Verbrennung und Atmung; festgestellt, dass Wasser eine Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff ist; entdeckte, dass Schwefel ein Element ist, und half dabei, die Umwandlung der Chemie von einer qualitativen in eine quantitative Wissenschaft fortzusetzen.
Anfänge
Antoine -Laurent Lavoisier wurde am 26. August 1743 in der französischen Hauptstadt Paris in eine privilegierte Familie geboren.
Sein Vater war Jean-Antoine Lavoisier, ein Anwalt im Pariser Parlament.
Seine Mutter war Émilie Punctis, deren Familienvermögen aus einer Metzgerei stammte. Sie starb, als Antoine fünf Jahre alt war, und hinterließ ihm viel Geld.
Im Alter von 11 bis 18 Jahren wurde Antoine am Collège des Quatre-Nations, einem College der Universität von Paris, ausgebildet. Dort studierte er allgemeine Fächer, einschließlich der Naturwissenschaften in seinen letzten zwei Jahren.
Obwohl er sich sehr für die Naturwissenschaften interessierte, schrieb er sich im Alter von 18 Jahren an der juristischen Fakultät des Colleges ein, um die gleiche Karriere wie sein Vater zu verfolgen. (Sein Vater hatte ihn ermutigt zu glauben, dass Wissenschaft nur ein Hobby und kein ernsthafter Beruf sei.)
Nach zwei Jahren Jurastudium erhielt Antoine Lavoisier einen Bachelor-Abschluss. Ein Jahr später, 1764, erhielt er eine Zulassung als Rechtsanwalt, entschied sich jedoch dagegen.
Antoine Lavoisiers Lebenszeit im Kontext
Antoine Lavoisiers Leben und das Leben verwandter Wissenschaftler.
Antoine Lavoisiers Wissenschaft
Während seines Studiums Jurastudium Lavoisier hielt an seinem Interesse an Naturwissenschaften fest und besuchte neben juristischen Vorlesungen auch naturwissenschaftliche Vorlesungen.
1764, in dem Jahr, in dem er seine Zulassung als Rechtsanwalt erhielt, veröffentlichte er auch seine erste wissenschaftliche Arbeit. Im selben Jahr las er der französischen Elite-Akademie der Wissenschaften einen Artikel vor. Er wurde 1769 im Alter von nur 26 Jahren in die französische Akademie der Wissenschaften gewählt.
Formen von Kohlenstoff
1772 kauften Lavoisier und andere Chemiker einen Diamanten und stellten ihn in ein geschlossenes Glas . Sie verwendeten eine bemerkenswerte riesige Lupe, um die Sonnenstrahlen auf den Diamanten zu fokussieren. Der Diamant brannte und verschwand.
Lavoisiers bemerkenswerter Verbrennungsapparat
avoisier stellte fest, dass das Gesamtgewicht des Glases unverändert blieb, obwohl der gesamte Diamant verschwunden war. Diese Beobachtung war später Teil der Beweise, die ihn davon überzeugten, dass sein Massenerhaltungsgesetz korrekt war.
Ob Diamant oder Holzkohle von der Riesenlinse verbrannt wurden, es wurde dasselbe Gas erzeugt – wir nennen es jetzt Kohlendioxid . Lavoisier erkannte, dass Diamant und Holzkohle unterschiedliche Formen desselben Elements sind.
Er gab diesem Element den Namen Kohlenstoff.
Sauerstoff und Verbrennung
1772 verstanden die Menschen den Prozess des Brennens nicht. Sie hatten inkonsistente und verwirrte Theorien, von denen die Theorie von Phlogiston, einer nicht nachweisbaren Substanz, die manchmal eine negative Masse hatte, die wichtigste war!
Wir wissen jetzt, dass Verbrennung stattfindet, wenn Substanzen bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff reagieren. Als Lavoisier 1772 begann, auf diesem Gebiet zu arbeiten, lag die Entdeckung von Joseph Priestley durch Sauerstoff noch zwei Jahre in der Zukunft.
Lavoisiers Arbeit hatte einen großen Vorteil gegenüber vielen anderen Wissenschaftlern, nämlich seiner großen Leidenschaft für die Herstellung genaue Messungen. Er verfolgte eher quantitative als qualitative Wissenschaft.
1772 entdeckte Lavoisier, dass die Produkte sauer sind, wenn Phosphor oder Schwefel in Luft verbrannt werden. Die Produkte wiegen auch mehr als der ursprüngliche Phosphor oder Schwefel, was darauf hindeutet, dass sich die Elemente mit etwas in der Luft verbinden, um Säuren zu produzieren. Aber was?
1774 besuchte Joseph Priestley Paris. Er erzählte Lavoisier von dem Gas, das bei der Zersetzung der Verbindung, die wir jetzt Quecksilberoxid nennen, erzeugt wurde. Dieses Gas unterstützte die Verbrennung viel stärker als normale Luft. Priestley glaubte, das Gas sei eine besonders reine Luftversion. Er fing an, es dephlogistische Luft zu nennen, weil er glaubte, dass seine ungewöhnlichen Eigenschaften durch das Fehlen von Phlogiston verursacht wurden.
Lavoisier glaubte nicht, dass es etwas dephlogisiert war, weil er nicht an Phlogiston glaubte.
1779 prägte Lavoisier den Namen Sauerstoff für das durch Quecksilberoxid freigesetzte Element. Er fand, dass Sauerstoff 20 Prozent der Luft ausmacht und für die Verbrennung und Atmung von entscheidender Bedeutung ist. Er kam auch zu dem Schluss, dass beim Verbrennen von Phosphor oder Schwefel in Luft die Produkte durch die Reaktion dieser Elemente mit Sauerstoff entstehen.
„Schwefel absorbiert beim Verbrennen Sauerstoffgas; die resultierende Säure ist erheblich schwerer als der verbrannte Schwefel; ihr Gewicht entspricht der Summe der Gewichte von Der Schwefel brannte und der Sauerstoff wurde absorbiert. “
Schwefel ist ein Element
1777 identifizierte Lavoisier Schwefel korrekt als Element. Er hatte umfangreiche Experimente mit dieser Substanz durchgeführt und festgestellt, dass er nicht in einfachere Substanzen zerlegt werden konnte.
Die Erhaltung der Masse
1778 stellte Lavoisier fest, dass beim Erhitzen von Quecksilberoxid das Gewicht abnimmt. Das freigesetzte Sauerstoffgas hat genau das gleiche Gewicht wie das durch das Quecksilberoxid verlorene Gewicht.
Während dies uns heute offensichtlich erscheint, war dies in jenen Tagen weniger der Fall (daher die allgemeine Unterstützung für die Phlogiston-Theorie). Nach der Arbeit mit einer Reihe verschiedener Substanzen Lavoisier erinnerte an frühere Arbeiten wie seine Arbeit mit Kohlenstoff im Jahr 1772 und kündigte ein neues Grundgesetz der Natur an: das Gesetz der Massenerhaltung:
- Materie wird in chemischen Reaktionen konserviert
oder anders ausgedrückt:
- Die Gesamtmasse der Produkte einer chemischen Reaktion ist identisch mit der Gesamtmasse der Ausgangsmaterialien
Es wird oft gesagt, dass Lavoisier der erste Wissenschaftler war, der das Prinzip der Massenerhaltung darlegte. Dies ist nicht unbedingt falsch. 1630 hatte Jean Rey ein ähnliches Gesetz formuliert; 1755 hatte Joseph Black angenommen, dass das Gesetz in seiner Arbeit zur Entdeckung von Magnesium wahr sei; und 1760 hatte Michail Lomonossow eine Gesetzeserklärung veröffentlicht.
Das Gesetz der Massenerhaltung wurde erst fest etabliert, nachdem Lavoisier es unabhängig entdeckt hatte.
„Bei der Durchführung von Experimenten ist es notwendig … dass sie so weit wie möglich vereinfacht werden und dass alle Umstände, die die Ergebnisse erschweren könnten, vollständig beseitigt werden sollten. “
Verbrennung und Atmung
Lavoisier vermutete, dass Verbrennung und Atmung chemisch gleich sind. Er demonstrierte dies mit Hilfe von Pierre-Simon Laplace. Das Paar maß die Menge an Kohlendioxid und Wärme, die ein Meerschweinchen beim Atmen abgibt. Sie verglichen dies mit der Menge an Wärme, die beim Verbrennen von Kohlenstoff erzeugt wurde, um die gleiche Menge Kohlendioxid zu erzeugen, die das Meerschweinchen ausgeatmet hatte.
Die Ergebnisse ließen Lavoisier zu dem Schluss kommen, dass die Atmung eine Form der Verbrennung ist. Die von Säugetieren erzeugte Wärme während der Atmung hält ihr Körper über Raumtemperatur.
Lavoisier misst den Sauerstoff in der Luft, die von einem Mann ausgeatmet wird Lunge. Lavoisiers Frau Marie-Anne macht sich Notizen. Als begabte Künstlerin schuf sie auch den Stich, von dem dieses Bild stammt.
Wasser ist kein Element
1783 prägte Lavoisier den Namen Wasserstoff für die Gas, das Henry Cavendish 1766 als neues Element erkannt hatte; Cavendish hatte das Gas brennbare Luft genannt.
Lavoisier arbeitete erneut mit Pierre-Simon Laplace zusammen und verbrannte Wasserstoff mit Sauerstoff. Dabei stellte er fest, dass Wasser erzeugt wurde, und stellte fest, dass Wasser kein Element ist, sondern eine Verbindung aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff. Dieses Ergebnis überraschte viele Menschen, denn zu dieser Zeit „wusste jeder“, dass Wasser selbst eines der „unteilbaren“ Elemente ist.
Wasserstoff bedeutet auf Griechisch Wasser früher.
„Es waren 85 Gewichtsteile Sauerstoff und 15 Teile Wasserstoff erforderlich, um 100 Teile Wasser zu bilden.“
Es gibt kein Phlogiston!
Lavoisiers Arbeit mit Sauerstoff und seine Demonstration der Massenerhaltung hatten machte ihm absolut klar, dass Phlogiston fiktiv war. 1783 markierte seine Arbeit Reflections on Phlogiston den Beginn des Endes für Phlogiston und einen Triumph für Lavoisiers Sauerstofftheorie und quantitative Chemie.
Lavoisiers Liste der Elemente
1789 veröffentlichte Lavoisier seine bahnbrechende elementare Abhandlung über Chemie.
Aristoteles Elemente Erde, Wasser, Luft, Feuer und Quintessenz waren von aufgegeben worden Mittelalterliche Alchemisten und Lavoisier gaben nun ihre Tria prima aus Schwefel, Quecksilber und Salz auf. und enthielt eine Liste chemischer Elemente. Die Liste umfasste Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Schwefel, Phosphor, Kohlenstoff, Antimon, Kobalt, Kupfer, Gold, Eisen, Mangan, Molybdän, Nickel, Platin, Silber, Zinn, Wolfram und Zink.
Seltsamerweise und im Einklang mit der Kindheit der Chemie schloss Lavoisier Licht als eines der chemischen Elemente ein.
Er enthielt auch eine Substanz namens Kalorien, die sich später wie Phlogiston als fiktiv erwies. Tatsächlich enthält so viel von der elementaren Abhandlung über Chemie Kalorien in Erklärungen, dass es die Arbeit leicht verdirbt. Auch hier müssen wir uns daran erinnern, dass die Chemie noch in den Kinderschuhen steckte und Lavoisier maßgeblich dafür verantwortlich war, sie auf festeren Boden zu bringen.
„Experimente Die Vegetation gibt Anlass zu der Annahme, dass sich Licht mit bestimmten Teilen des Gemüses verbindet und dass das Grün ihrer Blätter und die verschiedenen Farben der Blüten hauptsächlich auf diese Kombination zurückzuführen sind. “
Das metrische System
Ab 1791 war Lavoisier Mitglied des Komitees von Die französische Akademie der Wissenschaften, die das metrische Messsystem entwickelt hat. Weitere Mitglieder des Komitees waren die bekannten Mathematiker Pierre-Simon Laplace und Adrien-Marie Legendre.
Einige persönliche Details und The End
Zusätzlich zu seiner wissenschaftlichen Forschung war Lavoisier in anderen Bereichen fleißig. Im Alter von 26 Jahren kaufte er sich in ein Unternehmen ein, das Steuern für th sammelte Die französische Regierung. Nachdem er dies getan hatte, versuchte er, das Steuerrecht zu reformieren, um ärmeren Steuerzahlern zu helfen. Er war auch Mitglied der Schießpulverkommission der Regierung und verbesserte die Qualität des französischen Schießpulvers erheblich.
Lavoisier heiratete 1771 Marie-Anne Pierrette Paulze. Er war 28 Jahre alt und sie war erst 13 Jahre alt. Sie heiratete Marie-Anne so jung Er handelte auf Ersuchen ihres Vaters, der ein hochrangiges Mitglied der Steuergesellschaft war, in die sich Lavoisier eingekauft hatte. Der Graf von Amerika, der ungefähr 40 Jahre alt war, hatte Marie-Anne einen Heiratsantrag unterbreitet, und ihrem Vater war die Entlassung aus der Steuergesellschaft angedroht worden, wenn sie nicht Ja sagte. Lavoisier trat ein und heiratete sie, um Marie-Anne und ihrem Vater eine angemessene Entschuldigung dafür zu geben, dass sie den Grafen nicht heiratete.
Antoine Lavoisier und seine Frau Marie-Anne, gemalt von Jacques-Louis David in c. 1788.
Marie-Anne war eine begabte Künstlerin und gut ausgebildet. Sie half Lavoisier erheblich bei seiner Arbeit, übersetzte wissenschaftliche Arbeiten aus dem Englischen ins Französische, fügte ihre eigenen Notizen und wissenschaftlichen Kritikpunkte hinzu, half bei der Laborarbeit, machte genaue Zeichnungen von Laborgeräten für Lavoisiers wissenschaftliche Veröffentlichungen und führte genaue schriftliche Aufzeichnungen über Lavoisiers Experimente
Während der Französischen Revolution, die 1789 begann, waren wohlhabende Menschen und alle, die für die Regierung gearbeitet hatten, bedroht. 1793 machten die Revolutionäre der Französischen Akademie der Wissenschaften und anderen akademischen Gesellschaften ein Ende.
1794 wurde Lavoisier wegen seiner Beteiligung an der Besteuerung als Verräter gebrandmarkt. Er war auch bei Revolutionären unbeliebt, weil er ausländische Wissenschaftler unterstützt hatte, denen die Revolutionäre ihr Vermögen entziehen wollten.
Lavoisier wurde von den Revolutionären zum Tode verurteilt. Zu den gegen ihn erhobenen Anklagen gehörte der Diebstahl von Geld aus dem französischen Finanzministerium und dessen Weitergabe an die Feinde Frankreichs.
Antoine Lavoisier starb am 8. Mai 1794 im Alter von 50 Jahren in Paris an der Guillotine. Marie-Annes Vater und 26 weitere Personen wurden bei derselben Gelegenheit hingerichtet.
Ende 1795 befand die französische Regierung Lavoisier in einer Kehrtwende für unschuldig. Bis dahin war es natürlich zu spät: Er war nur ein weiteres unschuldiges Opfer der Terrorherrschaft der Revolution.
Lavoisiers Frau und seine enormen Beiträge zur Chemie überlebten. Ironischerweise heiratete Marie-Anne später Benjamin Thompson, der eine Schlüsselrolle bei der Feststellung spielte, dass Kalorien wie Phlogiston nur eine Erfindung der Vorstellungskraft der Menschen waren.
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Veröffentlicht von FamousScientists.org
Weiterführende Literatur
Antoine -Laurent Lavoisier
Elemente der Chemie
Dover Publications Inc, 1965
Robert D. Whitaker
Eine historische Anmerkung zur Erhaltung der Masse
J. Chem. Educ., 1975, 52 (10), S. 658
Arthur Donovan
Antoine Lavoisier: Wissenschaft, Verwaltung und Revolution
Cambridge University Press, 1996