Antoine Lavoisier - Antoine Lavoisier

Antoine-Laurent de Lavoisier
David - Retrato de Monsieur Lavoisier (cortado) .jpg
Nascer ( 1743-08-26 )26 de agosto de 1743
Faleceu 8 de maio de 1794 (1794-05-08)(50 anos)
Paris, França
Causa da morte Execução por guilhotina
Lugar de descanso Catacumbas de Paris
Alma mater Collège des Quatre-Nations , Universidade de Paris
Conhecido por
Cônjuge (s) Marie-Anne Paulze Lavoisier (casada em 1771–1794)
Carreira científica
Campos Biologista quimico
Alunos notáveis Éleuthère Irénée du Pont
Influências Guillaume-François Rouelle , Étienne Condillac
Assinatura
Antoine Lavoisier Signature.svg

Antoine-Laurent de Lavoisier ( francês:  [ɑtwan lɔʁɑ də lavwazje] Reino Unido : / l ul v w ʌ z i / lav- WUZ -ee-ay , EUA : / l ə v w ɑː z i / lə- VWAH -zee-ay ,; 26 de agosto de 1743 - 8 de maio de 1794), também Antoine Lavoisier após a Revolução Francesa , foi um nobre e químico francês que foi fundamental para a revolução química do século 18 e que teve uma grande influência na história da química e da história da biologia . É geralmente aceito que as grandes realizações de Lavoisier na química derivam em grande parte de sua mudança da ciência de qualitativa para quantitativa . Lavoisier é mais conhecido por sua descoberta do papel que o oxigênio desempenha na combustão . Ele reconheceu e nomeou oxigênio (1778) e hidrogênio (1783), e se opôs à teoria do flogisto . Lavoisier ajudou a construir o sistema métrico , escreveu a primeira extensa lista de elementos e ajudou a reformar a nomenclatura química . Ele previu a existência do silício (1787) e descobriu que, embora a matéria possa mudar sua forma ou formato, sua massa permanece sempre a mesma .

Lavoisier foi um membro poderoso de vários conselhos aristocráticos e um administrador da Ferme générale . A Ferme générale era um dos componentes mais odiados do Ancien Régime pelos lucros que auferia às custas do Estado, pelo sigilo dos termos de seus contratos e pela violência de seus agentes armados. Todas essas atividades políticas e econômicas lhe permitiram financiar suas pesquisas científicas. No auge da Revolução Francesa, ele foi acusado de fraude fiscal e venda de tabaco adulterado , e foi guilhotinado .

Biografia

Infância e educação

Antoine-Laurent Lavoisier nasceu em uma família rica da nobreza em Paris em 26 de agosto de 1743. Filho de um advogado do Parlamento de Paris , ele herdou uma grande fortuna aos cinco anos de idade com a morte de sua mãe. Lavoisier começou seus estudos no Collège des Quatre-Nations , Universidade de Paris (também conhecido como Collège Mazarin) em Paris em 1754 com a idade de 11 anos. Em seus últimos dois anos (1760-1761) na escola, seus interesses científicos Ficou excitado e estudou química , botânica , astronomia e matemática . Nas aulas de filosofia, ele ficou sob a tutela do Abade Nicolas Louis de Lacaille , um ilustre matemático e astrônomo observacional que imbuiu o jovem Lavoisier com um interesse pela observação meteorológica, um entusiasmo que nunca o deixou. Lavoisier entrou na escola de direito, onde recebeu um diploma de bacharel em 1763 e uma licenciatura em 1764. Lavoisier recebeu um grau de lei e foi admitido no bar , mas nunca exerceu a profissão de advogado. No entanto, ele continuou sua educação científica em seu tempo livre.

Primeiros trabalhos científicos

A educação de Lavoisier foi repleta de ideais do Iluminismo francês da época, e ele ficou fascinado pelo dicionário de química de Pierre Macquer . Ele assistiu a palestras de ciências naturais. A devoção e paixão de Lavoisier pela química foram amplamente influenciadas por Étienne Condillac , um proeminente estudioso francês do século XVIII. Sua primeira publicação química apareceu em 1764. De 1763 a 1767, ele estudou geologia com Jean-Étienne Guettard . Em colaboração com Guettard, Lavoisier trabalhou em um levantamento geológico da Alsácia-Lorraine em junho de 1767. Em 1764, ele leu seu primeiro artigo para a Academia Francesa de Ciências , a sociedade científica mais elitista da França, sobre as propriedades químicas e físicas do gesso ( cálcio hidratado sulfato ), e em 1766 foi premiado com uma medalha de ouro do Rei por um ensaio sobre os problemas da iluminação pública urbana . Em 1768, Lavoisier recebeu uma nomeação provisória para a Academia de Ciências. Em 1769, ele trabalhou no primeiro mapa geológico da França.

Lavoisier como um reformador social

Lavoisier conduzindo um experimento sobre respiração na década de 1770

Pesquisa beneficiando o bem público

Embora Lavoisier seja comumente conhecido por suas contribuições para as ciências, ele também dedicou uma parte significativa de sua fortuna e trabalhou para beneficiar o público. Lavoisier era um humanitário - ele se preocupava profundamente com as pessoas em seu país e muitas vezes se preocupava em melhorar o sustento da população por meio da agricultura, da indústria e das ciências. O primeiro exemplo disso ocorreu em 1765, quando ele submeteu à Academia Francesa de Ciências um ensaio sobre como melhorar a iluminação pública urbana.

Três anos depois, em 1768, ele se concentrou em um novo projeto para projetar um aqueduto. O objetivo era trazer água do rio Yvette para Paris para que os cidadãos pudessem ter água potável. Mas, como a construção nunca começou, ele voltou seu foco para a purificação da água do Sena. Este foi o projeto que interessou a Lavoisier na química das funções de água e saneamento público.

Além disso, ele estava interessado na qualidade do ar e passou algum tempo estudando os riscos à saúde associados ao efeito da pólvora no ar. Em 1772, ele realizou um estudo sobre como reconstruir o hospital Hôtel-Dieu, após ter sido danificado por um incêndio, de uma forma que permitisse ventilação adequada e ar limpo por toda parte.

Na época, as prisões de Paris eram conhecidas por serem praticamente impossíveis de viver e o tratamento dispensado aos prisioneiros, desumano. Lavoisier participou de investigações em 1780 (e novamente em 1791) sobre a higiene nas prisões e fez sugestões para melhorar as condições de vida, sugestões que foram amplamente ignoradas.

Depois de fazer parte da Academia, Lavoisier também organizou seus próprios concursos para impulsionar a direção da pesquisa no sentido de melhorar o público e seu próprio trabalho. Um desses projetos que ele propôs em 1793 foi melhorar a saúde pública nas "artes insalubres".

Patrocínio das ciências

Lavoisier tinha uma visão de educação pública com raízes na "sociabilidade científica" e na filantropia.

Lavoisier obteve a maior parte de sua renda comprando ações da Fazenda Geral , o que lhe permitiu trabalhar com ciência em tempo integral, viver confortavelmente e contribuir financeiramente para melhorar a comunidade. (Isso também contribuiria para sua morte durante o Reinado do Terror, muitos anos depois.)

Era muito difícil conseguir financiamento público para as ciências na época e, além disso, não era muito lucrativo financeiramente para o cientista médio, então Lavoisier usou sua fortuna para abrir um laboratório muito caro e sofisticado na França para que os aspirantes a cientistas pudessem estudar sem as barreiras de obter financiamento para suas pesquisas.

Ele também defendeu a educação pública nas ciências. Ele fundou duas organizações, Lycée e Musée des Arts et Métiers , que foram criadas para servir como ferramentas educacionais para o público. Financiado por ricos e nobres, o Lycée ministrava cursos regularmente ao público a partir de 1793.

Ferme générale e casamento

Retrato de Lavoisier explicando para sua esposa o resultado de seus experimentos no ar por Ernest Board

Aos 26 anos, na época em que foi eleito para a Academia de Ciências, Lavoisier comprou uma participação na Ferme générale , uma empresa financeira de agricultura tributária que adiantou a receita tributária estimada ao governo real em troca do direito de cobrar o impostos. Em nome da Ferme générale, Lavoisier encomendou a construção de um muro em torno de Paris para que os direitos alfandegários pudessem ser cobrados daqueles que transportam mercadorias para dentro e para fora da cidade. Sua participação na arrecadação de seus impostos não ajudou sua reputação quando o Reino do Terror começou na França, já que os impostos e a má reforma do governo foram os principais motivadores durante a Revolução Francesa.

Lavoisier consolidou sua posição social e econômica quando, em 1771, aos 28 anos, se casou com Marie-Anne Pierrette Paulze , a filha de 13 anos de um membro sênior da Ferme générale . Ela iria desempenhar um papel importante na carreira científica de Lavoisier - notavelmente, ela traduziu documentos em inglês para ele, incluindo o Essay on Phlogiston de Richard Kirwan e a pesquisa de Joseph Priestley . Além disso, ela o ajudou no laboratório e criou muitos esboços e gravuras esculpidas dos instrumentos de laboratório usados ​​por Lavoisier e seus colegas em seus trabalhos científicos. Madame Lavoisier editou e publicou as memórias de Antoine (se alguma tradução em inglês dessas memórias sobreviveu é desconhecido até hoje) e organizou festas nas quais cientistas eminentes discutiam ideias e problemas relacionados à química.

Um retrato de Antoine e Marie-Anne Lavoisier foi pintado pelo famoso artista Jacques-Louis David . Concluída em 1788, na véspera da Revolução, a pintura foi negada uma exibição pública habitual no Salão de Paris por medo de que pudesse inflamar paixões anti-aristocráticas.

Durante três anos após sua entrada na Ferme générale , a atividade científica de Lavoisier diminuiu um pouco, pois grande parte de seu tempo era ocupado com negócios oficiais da Ferme générale . Ele apresentou, no entanto, um importante livro de memórias para a Academia de Ciências durante esse período, sobre a suposta conversão de água em terra por evaporação. Por um experimento quantitativo muito preciso, Lavoisier mostrou que o sedimento "terroso" produzido após o aquecimento de refluxo prolongado da água em um recipiente de vidro não era devido a uma conversão da água em terra, mas sim à desintegração gradual do interior do recipiente de vidro produzido pela água fervente. Ele também tentou introduzir reformas no sistema monetário e tributário francês para ajudar os camponeses.

Adulteração de tabaco

Os Fazendeiros Gerais detinham o monopólio da produção, importação e venda de tabaco na França, e os impostos que cobravam sobre o tabaco geravam receitas de 30 milhões de livres por ano. Essa receita começou a cair por causa de um crescente mercado negro de tabaco contrabandeado e adulterado, mais comumente com cinzas e água. Lavoisier concebeu um método para verificar se as cinzas foram misturadas ao tabaco: “Quando um espírito de vitríolo , aqua fortis ou alguma outra solução ácida é derramado sobre as cinzas, ocorre uma reação efervescente muito intensa imediata, acompanhada por um ruído facilmente detectável. " Lavoisier também notou que a adição de uma pequena quantidade de cinzas melhorava o sabor do tabaco. Sobre um vendedor que vende produtos adulterados, ele escreveu "Seu tabaco goza de uma reputação muito boa na província ... a proporção muito pequena de cinzas que é adicionada dá a ele um sabor particularmente pungente que os consumidores procuram. Talvez a Fazenda pudesse ganhar alguma vantagem adicionando um pouco desta mistura líquida quando o tabaco é fabricado. " Lavoisier também descobriu que, embora adicionar muita água para aumentar o volume do tabaco faria com que ele fermentasse e cheirasse mal, a adição de uma quantidade muito pequena melhorava o produto. Depois disso, as fábricas do Farmers General acrescentaram, como ele recomendou, consistentes 6,3% de água por volume ao tabaco que processavam. Para permitir esse acréscimo, o Farmers General entregou aos varejistas dezessete onças de tabaco, cobrando apenas dezesseis. Para garantir que apenas essas quantias autorizadas fossem adicionadas e para excluir o mercado negro, Lavoisier providenciou para que um sistema estanque de cheques, contas, supervisão e testes tornasse muito difícil para os varejistas obter tabaco contrabandeado ou aumentar seus lucros aumentando isso. Ele foi enérgico e rigoroso na implementação disso, e os sistemas que ele introduziu eram profundamente impopulares entre os varejistas de tabaco em todo o país. Essa impopularidade teria consequências para ele durante a Revolução Francesa.

Comissão Real de Agricultura

Lavoisier pediu o estabelecimento de uma Comissão Real de Agricultura. Ele então serviu como seu secretário e gastou somas consideráveis ​​de seu próprio dinheiro para melhorar os rendimentos agrícolas em Sologne , uma área onde as terras agrícolas eram de má qualidade. A umidade da região freqüentemente causava uma praga na colheita do centeio, causando surtos de ergotismo na população. Em 1788, Lavoisier apresentou um relatório à Comissão detalhando dez anos de esforços em sua fazenda experimental para introduzir novas safras e tipos de gado. Sua conclusão foi que, apesar das possibilidades de reformas agrícolas, o sistema tributário deixava os arrendatários com tão pouco que não era realista esperar que mudassem suas práticas tradicionais.

Comissão de pólvora

Éleuthère Irénée du Pont (à direita) e mentor Antoine Lavoisier

As pesquisas de Lavoisier sobre combustão foram realizadas em meio a uma agenda muito ocupada de tarefas públicas e privadas, especialmente em conexão com a Ferme Générale . Havia também inúmeros relatórios e comitês da Academia de Ciências para investigar problemas específicos por ordem do governo real. Lavoisier, cujas habilidades de organização eram notáveis, freqüentemente recebia a tarefa de redigir esses relatórios oficiais. Em 1775, ele foi nomeado um dos quatro comissários de pólvora nomeados para substituir uma empresa privada, semelhante à Ferme Générale, que se revelou insatisfatória no abastecimento da França com suas necessidades de munições. Como resultado de seus esforços, tanto a quantidade quanto a qualidade da pólvora francesa melhoraram muito, e ela se tornou uma fonte de receita para o governo. Sua nomeação para a Comissão da Pólvora também trouxe um grande benefício para a carreira científica de Lavoisier. Como comissário, ele tinha uma casa e um laboratório no Royal Arsenal. Aqui ele viveu e trabalhou entre 1775 e 1792.

Lavoisier foi uma influência formadora na formação do negócio de pólvora Du Pont porque ele treinou Éleuthère Irénée du Pont , seu fundador, na fabricação de pólvora na França; o último disse que os moinhos de pólvora Du Pont "nunca teriam sido iniciados se não fosse por sua bondade para comigo".

Durante a revolução

Em junho de 1791, Lavoisier fez um empréstimo de 71.000 livres a Pierre Samuel du Pont de Nemours para comprar uma gráfica para que du Pont pudesse publicar um jornal, La Correspondance Patriotique . O plano era incluir tanto relatórios de debates na Assembleia Nacional Constituinte como documentos da Academia de Ciências. A revolução rapidamente interrompeu o primeiro jornal do velho du Pont, mas seu filho EI du Pont logo lançou o Le Republicain e publicou os últimos textos de química de Lavoisier.

Lavoisier também presidiu a comissão criada para estabelecer um sistema uniforme de pesos e medidas que, em março de 1791, recomendou a adoção do sistema métrico . O novo sistema de pesos e medidas foi adotado pela Convenção em 1 de agosto de 1793. O próprio Lavoisier foi removido da comissão de pesos e medidas em 23 de dezembro de 1793, junto com o matemático Pierre-Simon Laplace e vários outros membros, por razões políticas.

Uma de suas últimas grandes obras foi uma proposta à Convenção Nacional para a reforma da educação francesa. Ele também interveio em nome de uma série de cientistas nascidos no exterior, incluindo o matemático Joseph Louis Lagrange , ajudando a isentá-los de um mandato privando todos os estrangeiros de posses e liberdade.

Últimos dias e execução

Lavoisier , de Jacques-Léonard Maillet , por volta de 1853, entre os heróis da cultura no Cour Napoléon do Louvre

À medida que a Revolução Francesa ganhou impulso, os ataques aumentaram contra a profundamente impopular Ferme générale , e ela foi finalmente abolida em março de 1791. Em 1792, Lavoisier foi forçado a renunciar ao cargo na Comissão da Pólvora e a se mudar de sua casa e laboratório no Royal Arsenal. Em 8 de agosto de 1793, todas as sociedades científicas, incluindo a Academia de Ciências, foram suprimidas a pedido do Abade Grégoire .

Em 24 de novembro de 1793, foi ordenada a prisão de todos os ex-fazendeiros fiscais. Lavoisier e os outros Fazendeiros Gerais enfrentaram nove acusações de fraudar o estado do dinheiro devido e de adicionar água ao tabaco antes de vendê-lo. Lavoisier redigiu sua defesa, refutando as acusações financeiras, lembrando ao tribunal como eles haviam mantido uma qualidade consistentemente alta de tabaco. O tribunal, entretanto, estava inclinado a acreditar que, ao condená-los e confiscar seus bens, recuperaria somas enormes para o estado. Lavoisier foi condenado e guilhotinado em 8 de maio de 1794 em Paris, aos 50 anos, junto com seus 27 co-réus.

Segundo a lenda popular, o apelo para poupar sua vida para que pudesse continuar seus experimentos foi abreviado pelo juiz Coffinhal : "La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes; le cours de la justice ne peut être suspendu . " ("A República não precisa de estudiosos nem de químicos; o curso da justiça não pode ser adiado.") O próprio juiz Coffinhal seria executado menos de três meses depois, na esteira da reação termidoriana .

A importância de Lavoisier para a ciência foi expressa por Lagrange, que lamentou a decapitação dizendo: "Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête, et cent années peut-être ne suffiront pas pour en reproduire une semblable." ("Eles levaram apenas um instante para cortar esta cabeça, e cem anos podem não ser suficientes para reproduzi-la.")

Post-mortem

Um ano e meio após sua execução, Lavoisier foi completamente exonerado pelo governo francês. Durante o Terror Branco , seus pertences foram entregues à sua viúva. Uma breve nota foi incluída, lendo "Para a viúva de Lavoisier, que foi falsamente condenada".

Cerca de um século após sua morte, uma estátua de Lavoisier foi erguida em Paris. Mais tarde, foi descoberto que o escultor não tinha realmente copiado a cabeça de Lavoisier para a estátua, mas usado uma cabeça sobressalente do Marquês de Condorcet , o Secretário da Academia de Ciências durante os últimos anos de Lavoisier. A falta de dinheiro impediu que as alterações fossem feitas. A estátua foi derretida durante a Segunda Guerra Mundial e não foi substituída. Um dos principais " lycées " (escolas secundárias) de Paris e uma rua no 8º arrondissement têm o nome de Lavoisier, e estátuas dele foram encontradas no Hôtel de Ville e na fachada do Cour Napoléon do Louvre . Seu nome é um dos 72 nomes de eminentes cientistas, engenheiros e matemáticos franceses inscritos na Torre Eiffel , bem como em edifícios ao redor de Killian Court no MIT em Cambridge, MA .

Contribuições para a química

Teoria da combustão do oxigênio

Experiência do flogisto de Antoine Lavoisier . Gravura de Mme Lavoisier na década de 1780 retirada do Traité Élémentaire de Chimie (tratado elementar de química)

No final de 1772, Lavoisier voltou sua atenção para o fenômeno da combustão , o tópico sobre o qual ele faria sua contribuição mais significativa para a ciência. Ele relatou os resultados de seus primeiros experimentos sobre combustão em uma nota à Academia em 20 de outubro, na qual relatou que quando o fósforo queimava, ele se combinava com uma grande quantidade de ar para produzir álcool ácido de fósforo , e que o fósforo aumentava em peso na queima. Em uma segunda nota lacrada depositada na Academia algumas semanas depois (1º de novembro), Lavoisier estendeu suas observações e conclusões à queima de enxofre e acrescentou que "o que é observado na combustão de enxofre e fósforo pode muito bem acontecer em o caso de todas as substâncias que ganham peso por combustão e calcinação: e estou convencido de que o aumento de peso dos cálculos metálicos se deve à mesma causa. "

O "ar fixo" de Joseph Black

Durante 1773, Lavoisier decidiu revisar minuciosamente a literatura sobre ar, particularmente "ar fixo", e repetir muitos dos experimentos de outros pesquisadores da área. Ele publicou um relato dessa revisão em 1774 em um livro intitulado Opuscules physiques et chimiques (Physical and Chemical Essays). No decorrer dessa revisão, ele fez seu primeiro estudo completo do trabalho de Joseph Black , o químico escocês que havia realizado uma série de experimentos quantitativos clássicos com os álcalis suaves e cáusticos. Black havia mostrado que a diferença entre um álcali suave, por exemplo, giz ( CaCO 3 ), e a forma cáustica, por exemplo, cal viva ( CaO ), estava no fato de que o primeiro continha "ar fixo", e não ar fixo comum no giz, mas uma espécie química distinta, agora entendida como dióxido de carbono (CO 2 ), que era um constituinte da atmosfera. Lavoisier reconheceu que o ar fixo de Black era idêntico ao ar evoluído quando os cálculos de metal foram reduzidos com carvão e até sugeriu que o ar que se combinava com metais na calcinação e aumentava o peso poderia ser o ar fixo de Black, isto é, CO 2 .

Joseph Priestley

Joseph Priestley , um químico inglês conhecido por isolar o oxigênio , que ele chamou de "ar deflogisticado"

Na primavera de 1774, Lavoisier realizou experimentos sobre a calcinação de estanho e chumbo em recipientes selados, cujos resultados confirmaram conclusivamente que o aumento do peso dos metais na combustão era devido à combinação com o ar. Mas a questão permanecia sobre se ele estava em combinação com o ar atmosférico comum ou apenas com uma parte do ar atmosférico. Em outubro, o químico inglês Joseph Priestley visitou Paris, onde conheceu Lavoisier e contou-lhe sobre o ar que ele produzira aquecendo o cálice vermelho de mercúrio com um vidro aceso e que suportava a combustão com extremo vigor. Nessa época, Priestley não tinha certeza da natureza desse gás, mas sentiu que era uma forma especialmente pura de ar comum. Lavoisier realizou suas próprias pesquisas sobre essa substância peculiar. O resultado foi seu livro de memórias Sobre a natureza do princípio que se combina com os metais durante sua calcinação e aumenta seu peso , lido para a Academia em 26 de abril de 1775 (comumente referido como o livro de memória da Páscoa). No livro de memórias original, Lavoisier mostrou que o calcário de mercúrio era um calcário metálico verdadeiro, pois poderia ser reduzido com carvão , liberando o ar fixo de Black no processo. Quando reduzido sem carvão, ele exalava um ar que apoiava a respiração e a combustão de uma forma aprimorada. Ele concluiu que se tratava apenas de uma forma pura de ar comum e que era o próprio ar "indiviso, sem alteração, sem decomposição" que se combinava com os metais na calcinação.

Depois de voltar de Paris, Priestley retomou sua investigação do ar do calcário de mercúrio. Seus resultados agora mostraram que esse ar não era apenas uma forma especialmente pura de ar comum, mas era "cinco ou seis vezes melhor do que o ar comum, para fins de respiração, inflamação e ... todos os outros usos do ar comum". Ele chamou o ar de ar deflogisticado, por considerá-lo ar comum privado de seu flogisto . Como estava, portanto, em um estado de absorver uma quantidade muito maior de flogisto liberado por corpos em chamas e animais que respiravam, a combustão muito intensificada de substâncias e a maior facilidade de respirar nesse ar foram explicadas.

Pioneira da estequiometria

As pesquisas de Lavoisier incluíram alguns dos primeiros experimentos químicos verdadeiramente quantitativos . Ele pesou cuidadosamente os reagentes e produtos de uma reação química em um recipiente de vidro selado para que nenhum gás pudesse escapar, o que foi um passo crucial no avanço da química. Em 1774, ele mostrou que, embora a matéria possa mudar seu estado em uma reação química, a massa total da matéria é a mesma no final e no início de cada mudança química. Assim, por exemplo, se um pedaço de madeira é reduzido a cinzas, a massa total permanece inalterada se os reagentes e produtos gasosos forem incluídos. Os experimentos de Lavoisier apoiaram a lei da conservação da massa . Na França, é ensinado como a Lei de Lavoisier e é parafraseado de uma declaração em seu Traité Élémentaire de Chimie : "Nada se perde, nada se cria, tudo se transforma." Mikhail Lomonosov (1711–1765) já havia expressado ideias semelhantes em 1748 e as provado em experimentos; outros cujas ideias são anteriores à obra de Lavoisier incluem Jean Rey (1583–1645), Joseph Black (1728–1799) e Henry Cavendish (1731–1810).

Nomenclatura química

Lavoisier, junto com Louis-Bernard Guyton de Morveau , Claude-Louis Berthollet e Antoine François de Fourcroy , apresentou um novo programa para as reformas da nomenclatura química à Academia em 1787, pois não havia praticamente nenhum sistema racional de nomenclatura química neste Tempo. Este trabalho, intitulado Méthode de nomenclature chimique ( Método de Nomenclatura Química , 1787), introduziu um novo sistema que estava intimamente ligado à nova teoria química do oxigênio de Lavoisier. Os elementos clássicos de terra, ar, fogo e água foram descartados e, em vez disso, cerca de 55 substâncias que não podiam ser decompostas em substâncias mais simples por nenhum meio químico conhecido foram provisoriamente listadas como elementos. Os elementos incluíam luz; calórico (matéria de calor); os princípios de oxigênio, hidrogênio e azote ( nitrogênio ); carbono; enxofre; fósforo; os ainda desconhecidos "radicais" de ácido muriático ( ácido clorídrico ), ácido bórico e ácido "fluorico"; 17 metais; 5 terras (principalmente os óxidos de metais ainda desconhecidas, tais como magnésia , Baria , e strontia ); três álcalis ( potássio , refrigerante e amônia ); e os "radicais" de 19 ácidos orgânicos. Os ácidos, considerados no novo sistema como compostos de vários elementos com oxigênio, receberam nomes que indicavam o elemento envolvido juntamente com o grau de oxigenação desse elemento, por exemplo, ácidos sulfúrico e sulfuroso, ácidos fosfórico e fosforoso, ácidos nítrico e nitroso , a terminação "ic" indicando ácidos com uma proporção maior de oxigênio do que aqueles com a terminação "ous". Similarmente, os sais dos ácidos "ic" recebiam as letras terminais "ate", como no sulfato de cobre, enquanto os sais dos ácidos "ous" terminavam com o sufixo "ite", como no sulfito de cobre. O efeito total da nova nomenclatura pode ser medido comparando o novo nome " sulfato de cobre " com o antigo termo "vitríolo de Vênus". A nova nomenclatura de Lavoisier se espalhou pela Europa e pelos Estados Unidos e tornou-se comum no campo da química. Isso marcou o início da abordagem antiflogística ao campo.

Revolução química e oposição

Lavoisier é comumente citado como um contribuinte central para a revolução química . Suas medições precisas e manutenção meticulosa de balanços ao longo de seu experimento foram vitais para a aceitação generalizada da lei da conservação da massa. Sua introdução de uma nova terminologia, um sistema binomial modelado a partir de Lineu , também ajuda a marcar as mudanças dramáticas no campo, geralmente chamadas de revolução química. Lavoisier encontrou muita oposição ao tentar mudar o campo, especialmente por parte dos cientistas flogísticos britânicos. Joseph Priestley, Richard Kirwan , James Keir e William Nicholson , entre outros, argumentaram que a quantificação de substâncias não implicava conservação de massa. Em vez de relatar evidências factuais, a oposição alegou que Lavoisier estava interpretando mal as implicações de sua pesquisa. Um dos aliados de Lavoisier, Jean Baptiste Biot , escreveu sobre a metodologia de Lavoisier: "sentia-se a necessidade de vincular a precisão dos experimentos ao rigor do raciocínio". Sua oposição argumentou que precisão na experimentação não implica precisão em inferências e raciocínio. Apesar da oposição, Lavoisier continuou a usar instrumentação precisa para convencer outros químicos de suas conclusões, geralmente com resultados de cinco a oito casas decimais. Nicholson, que estimou que apenas três dessas casas decimais eram significativas, afirmou:

Se for negado que esses resultados pretendem ser verdadeiros nas últimas figuras, devo pedir licença para observar que essas longas fileiras de figuras, que em alguns casos se estendem a mil vezes a sutileza do experimento, servem apenas para exibir um desfile de que a verdadeira ciência não precisa: e, mais do que isso, que quando o grau real de precisão em experimentos é assim escondido de nossa contemplação, estamos um tanto dispostos a duvidar se a exatidão escrupulosa do uso dos experimentos seja de fato tal que as provas de l'ordre demonstratif .

Obras notáveis

Laboratório de Lavoisier, Musée des Arts et Métiers , Paris

Memória da páscoa

A versão "oficial" das Memórias da Páscoa de Lavoisier apareceu em 1778. No período intermediário, Lavoisier teve tempo suficiente para repetir alguns dos últimos experimentos de Priestley e realizar alguns novos por conta própria. Além de estudar o ar deflogisticado de Priestley, ele estudou mais profundamente o ar residual depois que os metais foram calcinados. Ele mostrou que esse ar residual não suportava nem combustão nem respiração e que aproximadamente cinco volumes desse ar somados a um volume do ar deflogisticado davam ar atmosférico comum. O ar comum era então uma mistura de duas espécies químicas distintas com propriedades bastante diferentes. Assim, quando a versão revisada das Memórias de Páscoa foi publicada em 1778, Lavoisier não afirmou mais que o princípio que se combinava com os metais na calcinação era apenas o ar comum, mas "nada mais do que a parte mais saudável e pura do ar" ou "eminentemente respirável parte do ar ". No mesmo ano, ele cunhou o nome de oxigênio para esse constituinte do ar, a partir das palavras gregas que significam "formador de ácido". Ele ficou impressionado com o fato de que os produtos da combustão de não metais como enxofre, fósforo, carvão e nitrogênio eram ácidos. Ele sustentava que todos os ácidos continham oxigênio e que o oxigênio era, portanto, o princípio de acidificação.

Desmantelando a teoria do flogisto

A pesquisa química de Lavoisier entre 1772 e 1778 estava amplamente preocupada com o desenvolvimento de sua própria nova teoria da combustão. Em 1783, ele leu para a academia seu artigo intitulado Réflexions sur le phlogistique (Reflexões sobre o flogístico ), um ataque em grande escala à atual teoria da combustão do flogístico. Naquele ano, Lavoisier também deu início a uma série de experimentos sobre a composição da água que viriam a ser um marco importante para sua teoria da combustão e ganhar muitos convertidos a ela. Muitos investigadores estavam experimentando a combinação do ar inflamável de Henry Cavendish, que Lavoisier chamou de hidrogênio ( grego para "formador de água"), com "ar deflogisticado" (ar em processo de combustão, agora conhecido como oxigênio) por faíscas elétricas misturas dos gases. Todos os pesquisadores observaram a produção de água pura de Cavendish pela queima de hidrogênio no oxigênio, mas interpretaram a reação de várias maneiras dentro da estrutura da teoria do flogisto. Lavoisier soube da experiência de Cavendish em junho de 1783 por meio de Charles Blagden (antes que os resultados fossem publicados em 1784) e imediatamente reconheceu a água como o óxido de um gás hidrelétrico .

Em cooperação com Laplace, Lavoisier sintetizou água queimando jatos de hidrogênio e oxigênio em uma redoma sobre o mercúrio. Os resultados quantitativos foram bons o suficiente para apoiar a alegação de que a água não era um elemento, como se pensava por mais de 2.000 anos, mas um composto de dois gases, hidrogênio e oxigênio. A interpretação da água como composto explicava o ar inflamável gerado a partir da dissolução de metais em ácidos (hidrogênio produzido quando a água se decompõe) e a redução dos cálculos pelo ar inflamável (combinação de gás de cálcio com oxigênio para formar água).

Apesar desses experimentos, a abordagem antiflogística de Lavoisier não foi aceita por muitos outros químicos. Lavoisier trabalhou para fornecer uma prova definitiva da composição da água, tentando usar isso para apoiar sua teoria. Trabalhando com Jean-Baptiste Meusnier , Lavoisier passou água por um cano de ferro em brasa, permitindo que o oxigênio formasse um óxido com o ferro e o hidrogênio emergisse da extremidade do tubo. Ele apresentou suas descobertas sobre a composição da água à Académie des Sciences em abril de 1784, relatando seus números com oito casas decimais. A oposição respondeu a essa nova experimentação afirmando que Lavoisier continuou a tirar conclusões incorretas e que sua experiência demonstrou o deslocamento do flogisto do ferro pela combinação da água com o metal. Lavoisier desenvolveu um novo aparelho que utilizava uma calha pneumática, um conjunto de balanças, um termômetro e um barômetro, todos calibrados cuidadosamente. Trinta sábios foram convidados a testemunhar a decomposição e síntese da água usando esse aparato, convencendo muitos dos presentes da correção das teorias de Lavoisier. Essa demonstração estabeleceu a água como um composto de oxigênio e hidrogênio com grande certeza para aqueles que a viram. A divulgação do experimento, no entanto, mostrou-se insatisfatória, pois faltou detalhes para mostrar de maneira adequada a precisão das medições. O artigo terminou com uma declaração apressada de que o experimento era "mais do que suficiente para garantir a certeza da proposição" da composição da água e afirmava que os métodos usados ​​no experimento uniriam a química com as outras ciências físicas e avançariam as descobertas. .

Tratado Elementar de Química

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

Lavoisier empregou a nova nomenclatura em seu Traité élémentaire de chimie ( Tratado Elementar sobre Química ), publicado em 1789. Este trabalho representa a síntese da contribuição de Lavoisier para a química e pode ser considerado o primeiro livro moderno sobre o assunto. O núcleo do trabalho era a teoria do oxigênio, e o trabalho tornou-se um veículo mais eficaz para a transmissão das novas doutrinas. Apresentava uma visão unificada das novas teorias da química, continha uma declaração clara da lei da conservação da massa e negava a existência do flogisto. Este texto esclareceu o conceito de elemento como uma substância que não poderia ser decomposta por nenhum método conhecido de análise química e apresentou a teoria de Lavoisier sobre a formação de compostos químicos a partir de elementos. Continua sendo um clássico na história da ciência. Embora muitos químicos importantes da época se recusassem a aceitar as novas idéias de Lavoisier, a demanda pelo Traité élémentaire como livro didático em Edimburgo foi suficiente para merecer tradução para o inglês cerca de um ano após sua publicação em francês. Em qualquer caso, o Traité élémentaire era suficientemente sólido para convencer a próxima geração.

Trabalho fisiológico

Lavoisier (usando óculos de proteção) opera seu forno solar para evitar a contaminação de produtos de combustão.

A relação entre combustão e respiração há muito foi reconhecida a partir do papel essencial que o ar desempenhou em ambos os processos. Lavoisier foi quase obrigado, portanto, a estender sua nova teoria da combustão para incluir a área da fisiologia da respiração . Suas primeiras memórias sobre o assunto foram lidas para a Academia de Ciências em 1777, mas sua contribuição mais significativa para esse campo foi feita no inverno de 1782/1783, em associação com Laplace. O resultado deste trabalho foi publicado em um livro de memórias, "On Heat". Lavoisier e Laplace projetaram um aparelho de calorímetro de gelo para medir a quantidade de calor emitida durante a combustão ou respiração. A camada externa do calorímetro foi preenchida com neve, que derreteu para manter uma temperatura constante de 0 ° C em torno de uma camada interna cheia de gelo. Medindo a quantidade de dióxido de carbono e calor produzidos pelo confinamento de uma cobaia viva neste aparelho, e comparando a quantidade de calor produzida quando carbono suficiente foi queimado no calorímetro de gelo para produzir a mesma quantidade de dióxido de carbono que a porco exalado, eles concluíram que a respiração era, na verdade, um processo de combustão lento. Lavoisier afirmou, "la respiração est donc une combustion", isto é, a troca de gases respiratórios é uma combustão, como a de uma vela acesa.

Essa combustão lenta e contínua, que eles supunham ter ocorrido nos pulmões, permitia ao animal vivo manter sua temperatura corporal acima da de seu entorno, o que explicava o fenômeno intrigante do calor animal. Lavoisier continuou esses experimentos de respiração em 1789-1790 em cooperação com Armand Seguin . Eles projetaram um ambicioso conjunto de experimentos para estudar todo o processo do metabolismo do corpo e da respiração usando Seguin como uma cobaia humana nos experimentos. Seu trabalho foi apenas parcialmente concluído e publicado devido ao rompimento da Revolução; mas o trabalho pioneiro de Lavoisier neste campo serviu para inspirar pesquisas semelhantes sobre processos fisiológicos para as gerações vindouras.

Legado

Antoine-Laurent Lavoisier por Jules Dalou 1866

As contribuições fundamentais de Lavoisier para a química foram o resultado de um esforço consciente para encaixar todos os experimentos na estrutura de uma única teoria. Ele estabeleceu o uso consistente do equilíbrio químico , usou o oxigênio para derrubar a teoria do flogisto e desenvolveu um novo sistema de nomenclatura química que afirmava que o oxigênio era um constituinte essencial de todos os ácidos (que mais tarde se revelaram errôneos).

Lavoisier também fez pesquisas iniciais em físico-química e termodinâmica em experimentos conjuntos com Laplace. Eles usaram um calorímetro para estimar o calor desenvolvido por unidade de dióxido de carbono produzida, eventualmente encontrando a mesma proporção para uma chama e animais, indicando que os animais produziram energia por um tipo de reação de combustão.

Lavoisier também contribuiu para as primeiras idéias sobre composição e mudanças químicas ao afirmar a teoria dos radicais, acreditando que os radicais , que funcionam como um único grupo em um processo químico, se combinam com o oxigênio nas reações. Ele também introduziu a possibilidade de alotropia em elementos químicos quando descobriu que o diamante é uma forma cristalina de carbono .

Ele também foi o responsável pela construção do gasômetro, um instrumento caro que usava em suas demonstrações. Embora usasse seu gasômetro exclusivamente para isso, ele também criou gasômetros menores, mais baratos e mais práticos, que funcionavam com um grau de precisão suficiente para que mais químicos pudessem recriar.

Ele era essencialmente um teórico, e seu grande mérito estava em sua capacidade de assumir o trabalho experimental que outros realizaram - sem sempre reconhecer adequadamente suas afirmações - e por um procedimento lógico rigoroso, reforçado por seus próprios experimentos quantitativos, expondo a verdadeira explicação dos resultados. Ele completou o trabalho de Black, Priestley e Cavendish e deu uma explicação correta de seus experimentos.

No geral, suas contribuições são consideradas as mais importantes no avanço da química até o nível alcançado na física e na matemática durante o século XVIII.

Prêmios e honras

Durante sua vida, Lavoisier foi premiado com uma medalha de ouro pelo Rei da França por seu trabalho em iluminação pública urbana (1766) e foi nomeado para a Academia Francesa de Ciências (1768). Ele foi eleito membro da American Philosophical Society em 1775.

O trabalho de Lavoisier foi reconhecido como um Marco Químico Histórico Internacional pela American Chemical Society , Académie des sciences de L'institut de France e da Société Chimique de France em 1999. Publicação Louis 1788 de Antoine Laurent Lavoisier intitulada Méthode de Nomenclature Chimique , publicada com colegas Louis -Bernard Guyton de Morveau , Claude Louis Berthollet e Antoine François, conde de Fourcroy , foi homenageado com um prêmio Citation for Chemical Breakthrough da Divisão de História da Química da American Chemical Society, apresentado na Académie des Sciences (Paris) em 2015

Medalha em homenagem a Franklin e Lavoisier, 2018

Várias medalhas de Lavoisier foram nomeadas e entregues em homenagem a Lavoisier por organizações como a Société chimique de France , a Sociedade Internacional de Calorimetria Biológica e a empresa DuPont. Ele também é homenageado com o Prêmio Franklin-Lavoisier, marcando a amizade de Antoine -Laurent Lavoisier e Benjamin Franklin . O prêmio, que inclui uma medalha, é concedido em conjunto pela Fondation de la Maison de la Chimie, em Paris, França, e pelo Science History Institute, na Filadélfia, PA, EUA.

Escritos selecionados

A obra de Lavoisier foi traduzida no Japão na década de 1840, através do processo de Rangaku . Página de Udagawa Yōan é 1840 Seimi kaiso

Em tradução

  1. "Experimentos sobre a respiração de animais e sobre as mudanças efetuadas no ar ao passar por seus pulmões." (Leia para a Académie des Sciences, 3 de maio de 1777)
  2. "Sobre a combustão de velas no ar atmosférico e no ar deflogistado." (Comunicado à Académie des Sciences, 1777)
  3. "Sobre a combustão do fósforo de Kunckel."
  4. "Sobre a existência de ar no ácido nitroso e sobre os meios de decomposição e recomposição desse ácido."
  5. "On the Solution of Mercury in Vitriolic Acid."
  6. "Experimentos sobre a combustão de alumínio com substâncias flogísticas e sobre as mudanças efetuadas no ar em que o Piróforo foi queimado."
  7. "On the Vitriolisation of Martial Pyrites."
  8. "Considerações gerais sobre a natureza dos ácidos e sobre os princípios de que são compostos."
  9. "Sobre a combinação da matéria de fogo com fluidos evaporáveis; e sobre a formação de fluidos ariformes elásticos."
  • “Reflections on Phlogiston”, tradução de Nicholas W. Best de “Réflexions sur le phlogistique, pour servir de suite à la théorie de la combustion et de la calcination” (leia para a Académie Royale des Sciences durante duas noites, 28 de junho e 13 Julho de 1783). Publicado em duas partes:
  1. Best, Nicholas W. (2015). "Reflexões sobre o flogisto" de Lavoisier "I: Contra a teoria do flogisto". Fundamentos da Química . 17 (2): 361–378. doi : 10.1007 / s10698-015-9220-5 . S2CID  170422925 .
  2. Best, Nicholas W. (2016). "Reflexões sobre o flogisto" II de Lavoisier: Sobre a natureza do calor. Fundamentos da Química . 18 (1): 3–13. doi : 10.1007 / s10698-015-9236-x . S2CID  94677080 .

Veja também

Notas

Leitura adicional

links externos

Sobre o trabalho dele
Seus escritos