Antoine Lavoisier (Italiano)
Antoine Lavoisier ha rivoluzionato la chimica. Ha chiamato gli elementi carbonio, idrogeno e ossigeno; ha scoperto il ruolo dellossigeno nella combustione e nella respirazione; stabilito che lacqua è un composto di idrogeno e ossigeno; ha scoperto che lo zolfo è un elemento e ha contribuito a continuare la trasformazione della chimica da scienza qualitativa a scienza quantitativa.
Inizi
Antoine -Laurent Lavoisier nacque in una famiglia privilegiata il 26 agosto 1743 nella capitale francese, Parigi.
Suo padre era Jean-Antoine Lavoisier, un avvocato al parlamento di Parigi.
Sua madre era Émilie Punctis, la cui ricchezza familiare proveniva da unattività di macelleria. Morì quando Antoine aveva cinque anni, lasciandogli una grande quantità di denaro.
Tra gli 11 ei 18 anni, Antoine ha studiato al Collège des Quatre-Nations, un college dellUniversità di Parigi. Ha studiato materie generali lì, comprese le scienze nei suoi ultimi due anni.
Sebbene fosse molto attratto dalle scienze, si iscrisse alla facoltà di giurisprudenza del college alletà di 18 anni, con lobiettivo di perseguire la stessa carriera di suo padre. (Suo padre lo aveva incoraggiato a credere che la scienza fosse solo un hobby, non una professione seria.)
Dopo due anni di studi in giurisprudenza, Antoine Lavoisier ha conseguito una laurea. Un anno dopo, nel 1764, ottenne la licenza per esercitare la professione di avvocato, ma decise di non farlo.
Lifetime in Context
La vita di Antoine Lavoisier e la vita di scienziati correlati.
La scienza di Antoine Lavoisier
Mentre studiava per il suo laureato in giurisprudenza Lavoisier mantenne il suo interesse per le scienze, frequentando lezioni di scienze oltre a lezioni di diritto.
Nel 1764, anno in cui ottenne la licenza per esercitare la professione legale, pubblicò anche il suo primo articolo scientifico. Nello stesso anno ha letto un articolo allAccademia delle scienze francese délite. Fu eletto allAccademia francese delle scienze nel 1769, a soli 26 anni.
Forms of Carbon
Nel 1772 Lavoisier e altri chimici comprarono un diamante e lo misero in un barattolo di vetro chiuso . Hanno usato una straordinaria lente dingrandimento gigante per concentrare i raggi del sole sul diamante. Il diamante bruciò e scomparve.
Il notevole apparato di combustione di Lavoisier
Lavoisier ha notato che il peso complessivo del vaso è rimasto invariato, anche se tutto il diamante era scomparso. Questa osservazione sarebbe poi stata parte delle prove che lo hanno convinto che la sua legge di conservazione della massa era corretta.
Sia che il diamante o il carbone fossero bruciati dalla lente gigante, veniva prodotto lo stesso gas: ora lo chiamiamo anidride carbonica . Lavoisier si rese conto che il diamante e il carbone sono forme diverse dello stesso elemento.
Diede a questo elemento il nome carbonio.
Ossigeno e combustione
Nel 1772 le persone non capivano il processo di combustione. Avevano teorie incoerenti e confuse, la principale delle quali era la teoria del flogisto, una sostanza non rilevabile che a volte aveva massa negativa!
Ora sappiamo che la combustione avviene quando le sostanze reagiscono con lossigeno ad alte temperature. Nel 1772, tuttavia, quando Lavoisier iniziò a lavorare in questo campo, la scoperta dellossigeno da parte di Joseph Priestley rimase ancora due anni nel futuro.
Il lavoro di Lavoisier godette di un grande vantaggio rispetto a molti altri scienziati, in particolare la sua grande passione per la misurazioni accurate. Ha perseguito la scienza quantitativa piuttosto che qualitativa.
Nel 1772 Lavoisier scoprì che quando fosforo o zolfo vengono bruciati nellaria i prodotti sono acidi. I prodotti pesano anche più del fosforo o dello zolfo originali, suggerendo che gli elementi si combinano con qualcosa nellaria per produrre acidi. Ma cosa?
Nel 1774 Joseph Priestley visitò Parigi. Ha detto a Lavoisier del gas prodotto quando ha decomposto il composto che ora chiamiamo ossido di mercurio. Questo gas favoriva la combustione in modo molto più potente della normale aria. Priestley credeva che il gas fosse una versione particolarmente pura dellaria. Iniziò a chiamarla aria deflogistica, credendo che le sue proprietà insolite fossero causate dallassenza di flogisto.
Lavoisier non credeva che fosse deflogistico nulla, perché non credeva nel flogisto.
Nel 1779 Lavoisier coniò il nome ossigeno per lelemento rilasciato dallossido di mercurio. Ha scoperto che lossigeno costituisce il 20% dellaria ed è vitale per la combustione e la respirazione. Ha anche concluso che quando il fosforo o lo zolfo vengono bruciati nellaria, i prodotti sono formati dalla reazione di questi elementi con lossigeno.
“Lo zolfo, quando brucia, assorbe ossigeno gassoso; lacido risultante è notevolmente più pesante dello zolfo bruciato; il suo peso è pari alla somma dei pesi di lo zolfo bruciato e lossigeno assorbito. “
Lo zolfo è un elemento
Nel 1777 Lavoisier identificò correttamente lo zolfo come elemento. Aveva condotto vasti esperimenti che coinvolgevano questa sostanza e aveva osservato che non poteva essere scomposto in sostanze più semplici.
La conservazione della massa
Nel 1778 Lavoisier scoprì che quando lossido di mercurio viene riscaldato il suo peso diminuisce. Lossigeno gassoso che rilascia ha esattamente lo stesso peso del peso perso dallossido di mercurio.
Anche se questo può sembrare ovvio per noi oggi, lo era meno a quei tempi (da qui il supporto generale per la teoria del flogisto). Dopo aver svolto il lavoro con una serie di sostanze diverse, e ricordando lavori precedenti come il suo lavoro nel 1772 con il carbonio, Lavoisier annunciò una nuova legge fondamentale della natura: la legge di conservazione della massa:
- la materia è conservata nelle reazioni chimiche
o dichiarato in altro modo:
- la massa totale dei prodotti di una reazione chimica è identica alla massa totale dei materiali di partenza
Si dice spesso che Lavoisier sia stato il primo scienziato a affermare il principio della conservazione della massa. Questo non è del tutto errato. Nel 1630 Jean Rey aveva formulato una legge simile; nel 1755 Joseph Black aveva ipotizzato che la legge fosse vera nel suo lavoro di scoperta del magnesio; e nel 1760 Mikhail Lomonosov aveva pubblicato una dichiarazione di legge.
La legge della conservazione della massa è stata stabilita saldamente solo dopo che Lavoisier lha scoperta in modo indipendente.
“Per eseguire esperimenti, è necessario … che siano semplificati il più possibile e che ogni circostanza che potrebbe complicare i risultati dovrebbe essere completamente rimossa. “
Combustione e respirazione
Lavoisier sospettava che combustione e respirazione fossero chimicamente identiche e lo dimostrò con laiuto di Pierre-Simon Laplace. La coppia ha misurato la quantità di anidride carbonica e calore emessa da una cavia mentre respirava, confrontandola con la quantità di calore prodotta quando hanno bruciato il carbonio per produrre la stessa quantità di anidride carbonica che era stata esalata dalla cavia.
I risultati hanno permesso a Lavoisier di concludere che la respirazione è una forma di combustione. Il calore prodotto dai mammiferi durante la respirazione mantiene i loro corpi al di sopra della temperatura ambiente.
Lavoisier misura lossigeno nellaria espirata dallaria di un uomo polmoni. La moglie di Lavoisier, Marie-Anne, prende appunti. Abile artista, creò anche lincisione da cui è stata presa questa immagine.
Lacqua non è un elemento
Nel 1783 Lavoisier coniò il nome idrogeno per il gas che Henry Cavendish aveva riconosciuto come nuovo elemento nel 1766; Cavendish aveva chiamato il gas aria infiammabile.
Lavorando di nuovo con Pierre-Simon Laplace, Lavoisier ha bruciato lidrogeno con lossigeno e ha scoperto che veniva prodotta acqua, stabilendo che lacqua non è un elemento, ma in realtà è un composto composto dagli elementi idrogeno e ossigeno. Questo risultato stupì molte persone, perché a quel tempo “tutti sapevano” che lacqua stessa era uno degli elementi “indivisibili”.
Idrogeno significa acqua ex in greco.
“Sono necessarie 85 parti in peso di ossigeno e 15 parti di idrogeno per comporre 100 parti di acqua.”
Non esiste il flogisto!
Il lavoro di Lavoisier con lossigeno e la sua dimostrazione di conservazione di massa avevano gli rese assolutamente chiaro che il flogisto era fittizio. Nel 1783 il suo articolo Reflections on Phlogiston segnò linizio della fine per il flogisto e un trionfo per la teoria dellossigeno e la chimica quantitativa di Lavoisier.
Elenco degli elementi di Lavoisier
Nel 1789 Lavoisier pubblicò il suo rivoluzionario Trattato elementare di chimica.
Gli elementi di terra, acqua, aria, fuoco e quintessenza di Aristotele erano stati abbandonati da gli alchimisti medievali e Lavoisier abbandonarono ora la loro tria prima di zolfo, mercurio e sale.
Il Trattato di Chimica elementare ha dettagliato la sua teoria chimica dellossigeno (bandire il flogisto), ha chiarito la differenza tra un composto e un elemento, e conteneva un elenco di elementi chimici. Lelenco includeva ossigeno, azoto, idrogeno, zolfo, fosforo, carbonio, antimonio, cobalto, rame, oro, ferro, manganese, molibdeno, nichel, platino, argento, stagno, tungsteno e zinco.
Curiosamente e coerente con linfanzia della chimica, Lavoisier ha incluso la luce come uno degli elementi chimici.
Ha incluso anche una sostanza chiamata calorica, che in seguito è stata dimostrata, come il flogisto, essere fittizia. In effetti, gran parte del Trattato di chimica elementare implica spiegazioni caloriche che rovina leggermente il lavoro. Ancora una volta, però, dobbiamo ricordare che la chimica era ancora agli inizi e Lavoisier era in gran parte responsabile di portarla su un terreno più solido.
“Esperimenti su la vegetazione dà motivo di credere che la luce si combini con alcune parti degli ortaggi e che il verde delle loro foglie e i vari colori dei fiori siano principalmente dovuti a questa combinazione. “
Il sistema metrico
A partire dal 1791, Lavoisier fece parte del comitato di lAccademia francese delle scienze che ha sviluppato il sistema metrico di misurazione. Altri membri del comitato includevano i noti matematici Pierre-Simon Laplace e Adrien-Marie Legendre.
Alcuni dettagli personali e The End
Oltre alla sua ricerca scientifica, Lavoisier era industrioso in altri campi. Alletà di 26 anni ha acquistato una società che raccoglieva e governo francese. Dopo averlo fatto, ha cercato di riformare la legislazione fiscale per aiutare i contribuenti più poveri. Fece anche parte della commissione governativa sulla polvere da sparo, migliorando notevolmente la qualità della polvere da sparo francese.
Lavoisier sposò Marie-Anne Pierrette Paulze nel 1771. Lui aveva 28 anni e lei solo 13. Sposando Marie-Anne così giovane , agiva su richiesta di suo padre, che era un membro anziano della società fiscale in cui Lavoisier aveva acquistato. Il conte dAmerval, che aveva circa 40 anni, aveva fatto una proposta di matrimonio a Marie-Anne e suo padre era stato minacciato di licenziamento dalla società delle imposte se non avesse detto di sì. Lavoisier intervenne e la sposò per fornire a Marie-Anne e suo padre una scusa adeguata per non sposare il conte.
Antoine Lavoisier e sua moglie Marie-Anne, dipinti da Jacques-Louis David nel c. 1788.
Marie-Anne era unartista esperta e ben istruita. Ha aiutato Lavoisier considerevolmente con il suo lavoro, traducendo articoli scientifici dallinglese al francese, aggiungendo le proprie note e critiche scientifiche agli articoli, aiutando con il lavoro di laboratorio, facendo disegni accurati di apparecchiature di laboratorio per le pubblicazioni scientifiche di Lavoisier e mantenendo registrazioni scritte accurate degli esperimenti di Lavoisier .
Durante la rivoluzione francese, iniziata nel 1789, i ricchi e chiunque avesse lavorato per il governo erano minacciati. Nel 1793 i rivoluzionari misero fine allAccademia francese delle scienze e ad altre società accademiche.
Nel 1794 Lavoisier fu etichettato come traditore a causa del suo coinvolgimento con la tassazione. Era anche impopolare tra i rivoluzionari perché aveva sostenuto scienziati stranieri che i rivoluzionari desideravano privare dei loro beni.
Lavoisier fu condannato a morte dai rivoluzionari. Le accuse artificiose contro di lui includevano il furto di denaro dal Tesoro francese e il darlo ai nemici della Francia.
Antoine Lavoisier morì con la ghigliottina alletà di 50 anni l8 maggio 1794 a Parigi. Il padre di Marie-Anne e altre 26 persone furono giustiziate nella stessa occasione.
Alla fine del 1795, con uninversione di marcia, il governo francese dichiarò Lavoisier innocente da ogni accusa. A quel punto, ovviamente, era troppo tardi: era solo unaltra vittima innocente del regno del terrore della rivoluzione.
La moglie di Lavoisier e il suo enorme contributo alla chimica sopravvissero. Ironia della sorte, Marie-Anne in seguito sposò Benjamin Thompson, che svolse un ruolo chiave nello stabilire che il calorico, come il flogisto, era semplicemente uninvenzione dellimmaginazione delle persone.
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Ulteriori letture
Antoine -Laurent Lavoisier
Elementi di chimica
Dover Publications Inc, 1965
Robert D. Whitaker
Una nota storica sulla conservazione della massa
J. Chem. Educ., 1975, 52 (10), p 658
Arthur Donovan
Antoine Lavoisier: Science, Administration and Revolution
Cambridge University Press, 1996