Antoine Lavoisier (Français)
Antoine Lavoisier a révolutionné la chimie. Il a nommé les éléments carbone, hydrogène et oxygène; découvert le rôle de l’oxygène dans la combustion et la respiration; établi que leau est un composé dhydrogène et doxygène; a découvert que le soufre est un élément, et a aidé à poursuivre la transformation de la chimie dune science qualitative à une science quantitative.
Les débuts
Antoine -Laurent Lavoisier est né dans une famille privilégiée le 26 août 1743 à Paris, la capitale de la France.
Son père était Jean-Antoine Lavoisier, avocat au Parlement de Paris.
Sa mère était Émilie Punctis, dont la fortune familiale provenait dune boucherie. Elle est décédée quand Antoine avait cinq ans, lui laissant une grosse somme dargent.
Entre 11 et 18 ans, Antoine a fait ses études au Collège des Quatre-Nations, un collège de lUniversité de Paris. Il y a étudié des matières générales, y compris les sciences au cours de ses deux dernières années.
Bien quil soit très attiré par les sciences, il sest inscrit à la faculté de droit de luniversité à 18 ans, dans le but de poursuivre la même carrière que son père. (Son père l’avait encouragé à croire que la science n’était qu’un passe-temps, pas une profession sérieuse.)
Après deux ans d’études en droit, Antoine Lavoisier a obtenu une licence. Un an plus tard, en 1764, il obtient une licence pour exercer la profession davocat, mais décide de ne pas le faire.
La vie en contexte dAntoine Lavoisier
La vie dAntoine Lavoisier et les vies de scientifiques apparentés.
La science dAntoine Lavoisier
Pendant ses études diplôme de droit Lavoisier a maintenu son intérêt pour les sciences, assistant à des cours de sciences en plus des cours de droit.
En 1764, lannée où il a obtenu sa licence pour pratiquer le droit, il a également publié son premier article scientifique. La même année, il lit un article à lélite de lAcadémie française des sciences. Il a été élu à lAcadémie française des sciences en 1769, à seulement 26 ans.
Formes de carbone
En 1772, Lavoisier et dautres chimistes ont acheté un diamant et lont placé dans un bocal en verre fermé . Ils ont utilisé une loupe géante remarquable pour concentrer les rayons du soleil sur le diamant. Le diamant a brûlé et a disparu.
Le remarquable appareil de combustion de Lavoisier
Lavoisier a noté que le poids total du pot était inchangé, même si tout le diamant avait disparu. Cette observation ferait plus tard partie des preuves le convaincant que sa loi de conservation de masse était correcte.
Que le diamant ou le charbon de bois aient été brûlés par la lentille géante, le même gaz a été produit – nous lappelons maintenant le dioxyde de carbone . Lavoisier sest rendu compte que le diamant et le charbon de bois sont des formes différentes du même élément.
Il a donné à cet élément le nom de carbone.
Oxygène et combustion
En 1772, les gens ne comprenaient pas le processus de combustion. Ils avaient des théories incohérentes et confuses, dont la principale était la théorie du phlogistique, une substance indétectable qui avait parfois une masse négative!
Nous savons maintenant que la combustion se produit lorsque des substances réagissent avec loxygène à des températures élevées. En 1772, cependant, lorsque Lavoisier commença à travailler dans ce domaine, la découverte de loxygène par Joseph Priestley se situait encore dans deux ans.
Le travail de Lavoisier jouissait dun grand avantage par rapport à de nombreux autres scientifiques, à savoir sa grande passion pour la fabrication mesures précises. Il a poursuivi une science quantitative plutôt que qualitative.
En 1772, Lavoisier a découvert que lorsque le phosphore ou le soufre sont brûlés dans lair, les produits sont acides. Les produits pèsent également plus que le phosphore ou le soufre dorigine, ce qui suggère que les éléments se combinent avec quelque chose dans lair pour produire des acides. Mais quoi?
En 1774, Joseph Priestley visita Paris. Il a parlé à Lavoisier du gaz produit lorsquil a décomposé le composé que nous appelons maintenant loxyde de mercure. Ce gaz favorisait la combustion beaucoup plus puissamment que lair normal. Priestley pensait que le gaz était une version particulièrement pure de lair. Il a commencé à lappeler air déphlogiqué, croyant que ses propriétés inhabituelles étaient causées par labsence de phlogistique.
Lavoisier ne croyait pas que cétait quoi que ce soit dephlogistiqué, car il ne croyait pas au phlogistique.
En 1779, Lavoisier a inventé le nom doxygène pour lélément libéré par loxyde de mercure. Il a découvert que loxygène représentait 20% de lair et était vital pour la combustion et la respiration. Il a également conclu que lorsque le phosphore ou le soufre sont brûlés dans lair, les produits sont formés par la réaction de ces éléments avec loxygène.
« Le soufre, lorsquil brûle, absorbe loxygène gazeux; lacide résultant est considérablement plus lourd que le soufre brûlé; son poids est égal à la somme des poids de le soufre brûlé et loxygène absorbé. »
Le soufre est un élément
En 1777, Lavoisier identifia correctement le soufre comme un élément. Il avait mené des expériences approfondies sur cette substance et constaté quelle ne pouvait pas être décomposée en substances plus simples.
La conservation de la masse
En 1778, Lavoisier a découvert que lorsque loxyde de mercure est chauffé, son poids diminue. Loxygène gazeux quil libère a exactement le même poids que le poids perdu par loxyde de mercure.
Bien que cela puisse nous paraître évident aujourdhui, il létait moins à lépoque (doù le soutien général de la théorie du phlogistique). Après avoir travaillé avec un certain nombre de substances différentes, et rappelant des travaux antérieurs comme son travail de 1772 avec le carbone, Lavoisier annonce une nouvelle loi fondamentale de la nature: la loi de conservation de la masse:
- la matière est conservée dans les réactions chimiques
ou indiqué dune autre manière:
- la masse totale des produits dune réaction chimique est identique à la masse totale des matières premières
On dit souvent que Lavoisier a été le premier scientifique à énoncer le principe de la conservation de masse. Ce nest pas strictement incorrect. En 1630, Jean Rey avait formulé une loi similaire; en 1755, Joseph Black avait supposé que la loi était vraie dans son travail de découverte du magnésium; et en 1760 Mikhail Lomonosov avait publié un énoncé de la loi.
La loi de la conservation de masse nest devenue fermement établie quaprès que Lavoisier lait découverte indépendamment.
« Pour réaliser des expériences, il est nécessaire… quils soient simplifiés autant que possible et que toute circonstance qui pourrait compliquer les résultats soit complètement supprimée. »
Combustion et respiration
Lavoisier soupçonnait que combustion et respiration étaient chimiquement identiques, il la démontré avec laide de Pierre-Simon Laplace. Le couple a mesuré la quantité de dioxyde de carbone et de chaleur dégagée par un cobaye pendant quil respirait. Ils lont comparée à la quantité de chaleur produite lorsquils brûlaient du carbone pour produire la même quantité de dioxyde de carbone que celle expirée par le cobaye.
Les résultats ont permis à Lavoisier de conclure que la respiration est une forme de combustion. La chaleur produite par les mammifères pendant la respiration, maintient leur corps au-dessus de la température ambiante.
Lavoisier mesure loxygène dans lair expiré dun homme poumons. Marie-Anne, l’épouse de Lavoisier, prend des notes. Artiste talentueuse, elle a également créé la gravure à partir de laquelle cette image a été prise.
Leau nest pas un élément
En 1783, Lavoisier a inventé le nom «hydrogène» pour le le gaz quHenry Cavendish avait reconnu comme un élément nouveau en 1766; Cavendish avait qualifié le gaz dair inflammable.
En travaillant à nouveau avec Pierre-Simon Laplace, Lavoisier a brûlé de lhydrogène avec de loxygène et a découvert que de leau était produite, établissant que leau nest pas un élément, mais est en fait un composé fabriqué à partir des éléments hydrogène et oxygène. Ce résultat a étonné de nombreuses personnes, car à cette époque, «tout le monde savait» que leau était en soi lun des éléments «indivisibles».
Lhydrogène signifie anciennement de leau en grec.
« Il fallait 85 parties en poids doxygène et 15 parties dhydrogène pour composer 100 parties deau. »
Le phlogistique nexiste pas!
Le travail de Lavoisier avec loxygène et sa démonstration de conservation de masse avaient Il lui a été absolument clair que le phlogistique était fictif. En 1783, son article Réflexions sur le phlogistique marquait le début de la fin du phlogistique et un triomphe pour la théorie de loxygène et la chimie quantitative de Lavoisier.
La liste des éléments de Lavoisier
En 1789, Lavoisier publia son révolutionnaire Traité élémentaire de chimie.
Les éléments dAristote: terre, eau, air, feu et quintessence avaient été abandonnés par les alchimistes médiévaux, et Lavoisier ont maintenant abandonné leur tria prima de soufre, de mercure et de sel.
Le traité élémentaire de chimie a détaillé sa théorie de loxygène de la chimie (bannir le phlogistique), a fait la différence entre un composé et un élément, et contenait une liste déléments chimiques. La liste comprenait loxygène, lazote, lhydrogène, le soufre, le phosphore, le carbone, lantimoine, le cobalt, le cuivre, lor, le fer, le manganèse, le molybdène, le nickel, le platine, largent, létain, le tungstène et le zinc.
Curieusement, et conforme à lenfance de la chimie, Lavoisier a inclus la lumière comme lun des éléments chimiques.
Il a également inclus une substance appelée calorique, qui sest avérée plus tard, comme le phlogistique, comme fictive. En fait, une grande partie du Traité élémentaire de chimie implique des explications caloriques que cela gâche légèrement le travail. Encore une fois, nous devons nous rappeler que la chimie en était encore à ses balbutiements et que Lavoisier était en grande partie responsable de lavoir tirée sur un terrain plus ferme.
« Expériences sur la végétation donne à penser que la lumière se combine avec certaines parties des légumes, et que le vert de leurs feuilles, et les différentes couleurs des fleurs, est principalement dû à cette combinaison. »
Le système métrique
À partir de 1791, Lavoisier a siégé au comité de lAcadémie française des sciences qui a développé le système métrique de mesure. Parmi les autres membres du comité figuraient les mathématiciens bien connus Pierre-Simon Laplace et Adrien-Marie Legendre.
Quelques détails personnels et la fin
En plus de ses recherches scientifiques, Lavoisier était industrieux dans dautres domaines. À 26 ans, il a racheté une entreprise qui percevait des e gouvernement français. Ayant fait cela, il a tenté de réformer la législation fiscale pour aider les contribuables les plus pauvres. Il a également siégé à la commission gouvernementale de la poudre à canon, améliorant considérablement la qualité de la poudre à canon française.
Lavoisier a épousé Marie-Anne Pierrette Paulze en 1771. Il avait 28 ans et elle navait que 13 ans. En épousant Marie-Anne si jeune , il agissait à la demande de son père, qui était un membre senior de la société fiscale que Lavoisier avait achetée. Le comte d’Amerval, âgé d’environ 40 ans, avait fait une proposition de mariage à Marie-Anne et son père avait été menacé de licenciement de la société fiscale si elle ne disait pas oui. Lavoisier est intervenu et la épousée pour fournir à Marie-Anne et à son père une excuse appropriée pour quelle népouse pas le comte.
Antoine Lavoisier et sa femme Marie-Anne, peint par Jacques-Louis David vers c. 1788.
Marie-Anne était une artiste talentueuse et instruite. Elle a considérablement aidé Lavoisier dans son travail, traduisant des articles scientifiques de langlais vers le français, ajoutant ses propres notes et critiques scientifiques darticles, aidant aux travaux de laboratoire, faisant des dessins précis dappareils de laboratoire pour les publications scientifiques de Lavoisier et conservant des enregistrements écrits précis des expériences de Lavoisier. .
Pendant la Révolution française, qui a commencé en 1789, les riches et tous ceux qui avaient travaillé pour le gouvernement étaient menacés. En 1793, les révolutionnaires mettent fin à lAcadémie des Sciences et à dautres sociétés académiques.
En 1794, Lavoisier fut qualifié de traître en raison de son implication dans la fiscalité. Il était également impopulaire auprès des révolutionnaires parce quil avait soutenu des scientifiques étrangers que les révolutionnaires voulaient dépouiller de leurs biens.
Lavoisier a été condamné à mort par les révolutionnaires. Les accusations truquées contre lui incluaient le vol dargent du Trésor français et le donner aux ennemis de la France.
Antoine Lavoisier est mort par guillotine à lâge de 50 ans le 8 mai 1794 à Paris. Le père de Marie-Anne et 26 autres personnes ont été exécutés à la même occasion.
À la fin de 1795, dans un demi-tour, le gouvernement français a déclaré Lavoisier innocent de toutes charges. À ce moment-là, bien sûr, il était trop tard: il n’était qu’une autre victime innocente du règne de la terreur de la révolution.
La femme de Lavoisier et ses formidables contributions à la chimie ont survécu. Ironiquement, Marie-Anne a épousé plus tard Benjamin Thompson, qui a joué un rôle clé en établissant que le calorique, comme le phlogistique, était simplement le fruit de limagination des gens.
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Lectures complémentaires
Antoine -Laurent Lavoisier
Éléments de chimie
Dover Publications Inc, 1965
Robert D. Whitaker
Une note historique sur la conservation de la masse
J. Chem. Educ., 1975, 52 (10), p 658
Arthur Donovan
Antoine Lavoisier: Science, Administration et Révolution
Cambridge University Press, 1996