Antoine Lavoisier
Antoine Lavoisier » Inventores y científicos
| Antoine-Laurent de Lavoisier | |
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 Line grabado por Louis Jean Desire Delaistre, después de un diseño de Julien Leopold Boilly | |
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Antoine-Laurent de Lavoisier (también Antoine Lavoisier después de la Revolución Francesa, francés: [wantwan lɔʁɑ də lavwazje]; 26 de agosto de 1743 - 8 de mayo de 1794) fue un noble francés y químico que fue fundamental para la revolución química del siglo XVIII y que tuvo una gran influencia tanto en la historia de la química como en la historia de la biología. Él es ampliamente considerado en la literatura popular como el "padre de la química moderna".
En general se acepta que los grandes logros de Lavoisier en química provienen principalmente de su cambio de la ciencia de una cualitativa a una cuantitativa. Lavoisier es más conocido por su descubrimiento del papel que juega el oxígeno en la combustión. Reconoció y llamó oxígeno (1778) e hidrógeno (1783) y se opuso a la teoría del flogisto. Lavoisier ayudó a construir el sistema métrico, escribió la primera lista extensa de elementos y ayudó a reformar la nomenclatura química. Predijo la existencia de silicio (1787) y también fue el primero en establecer que el azufre era un elemento (1777) en lugar de un compuesto. Descubrió que, aunque la materia puede cambiar su forma o forma, su masa siempre permanece igual.
Lavoisier fue un poderoso miembro de varios consejos aristocráticos y un administrador de la Ferme Générale . La Ferme générale fue uno de los componentes más odiados del Antiguo Régimen debido a las ganancias que tomó a expensas del Estado, el secreto de los términos de sus contratos y la violencia de sus agentes armados. Todos estos factores políticos y económicos las actividades le permitieron financiar su investigación científica. En el apogeo de la Revolución Francesa, fue acusado de fraude fiscal y venta de tabaco adulterado, y fue guillotinado.
Biografía
Temprana edad y educación
Antoine-Laurent Lavoisier nació en una rica familia de la nobleza en París el 26 de agosto de 1743. Hijo de un abogado en el Parlamento de París, heredó una gran fortuna a la edad de cinco años después de la muerte de su madre. Lavoisier comenzó su educación en el Collège des Quatre-Nations, Universidad de París (también conocido como Collège Mazarin) en París en 1754 a la edad de 11 años. En sus últimos dos años (1760-1761) en la escuela, sus intereses científicos se excitaron y estudió química, botánica, astronomía y matemáticas. En la clase de filosofía estuvo bajo la tutela del abate Nicolás Louis de Lacaille, un distinguido matemático y astrónomo observacional que impregnó al joven Lavoisier de un interés en la observación meteorológica, un entusiasmo que nunca le abandonó. Lavoisier ingresó a la escuela de leyes, donde recibió una licenciatura en 1763 y una licenciatura en 1764. Lavoisier recibió un título en derecho y fue admitido en el colegio de abogados, pero nunca ejerció como abogado. Sin embargo, continuó su educación científica en su tiempo libre.
Primer trabajo científico
La educación de Lavoisier estaba llena de los ideales de la Ilustración francesa de la época, y le fascinaba el diccionario de química de Pierre Macquer. Asistió a conferencias en ciencias naturales. La devoción y la pasión por la química de Lavoisier fueron en gran parte influenciadas por Étienne Condillac, un prominente erudito francés del siglo XVIII. Su primera publicación química apareció en 1764. De 1763 a 1767, estudió geología bajo Jean-Étienne Guettard. En colaboración con Guettard, Lavoisier trabajó en un estudio geológico de Alsacia-Lorena en junio de 1767. En 1764 leyó su primer trabajo en la Academia de Ciencias de Francia, la sociedad científica más elitista de Francia, sobre las propiedades químicas y físicas del yeso (calcio hidratado sulfato), y en 1766 el rey le otorgó una medalla de oro por un ensayo sobre los problemas del alumbrado público urbano. En 1768, Lavoisier recibió un nombramiento provisional en la Academia de Ciencias. En 1769, trabajó en el primer mapa geológico de Francia.
Lavoisier como un reformador social
Investigación que beneficia al bien público
Si bien Lavoisier es comúnmente conocido por sus contribuciones a las ciencias, también dedicó una parte importante de su fortuna y trabajo a beneficio del público. Lavoisier era humanitario: se preocupaba profundamente por la gente de su país y, a menudo, se preocupaba por mejorar el sustento de la población a través de la agricultura, la industria y las ciencias. La primera instancia de esto ocurrió en 1765, cuando presentó un ensayo sobre la mejora del alumbrado público urbano a la Academia de Ciencias francesa.
Tres años después, en 1768, se centró en un nuevo proyecto para diseñar un acueducto. El objetivo era traer agua del río Yvette a París para que los ciudadanos pudieran tener agua potable. Pero, dado que la construcción nunca comenzó, en cambio, centró su atención en la purificación del agua del Sena. Este fue el proyecto que interesó a Lavoisier en la química de los servicios de agua y saneamiento público.
Además, estaba interesado en la calidad del aire y pasó algún tiempo estudiando los riesgos para la salud asociados con el efecto de la pólvora en el aire. En 1772, realizó un estudio sobre cómo reconstruir el hospital Hôtel-Dieu, después de haber sido dañado por el fuego, de una manera que permitiera una ventilación adecuada y aire limpio en todo.
En ese momento, se sabía que las prisiones en París eran en gran parte inhabitables y el trato de los prisioneros era inhumano. Lavoisier participó en las investigaciones en 1780 (y nuevamente en 1791) sobre la higiene en las cárceles y había hecho sugerencias para mejorar las condiciones de vida, que fueron ignoradas en gran medida.
Una vez que fue parte de la Academia, Lavoisier también celebró sus propios concursos para impulsar la dirección de la investigación para mejorar el público y su propio trabajo. Uno de esos proyectos que propuso en 1793 fue mejorar la salud pública en las "artes insalubres".
Patrocinio de las ciencias
Lavoisier tuvo una visión de la educación pública que tiene raíces en la "sociabilidad científica" y la filantropía.
Lavoisier obtuvo una gran mayoría de sus ingresos mediante la compra de acciones en General Farm, lo que le permitió trabajar en ciencias a tiempo completo, vivir cómodamente y le permitió contribuir financieramente para mejorar la comunidad. (También contribuiría a su desaparición durante el Reino del Terror muchos años después).
Era muy difícil asegurar fondos públicos para las ciencias en ese momento, y además no era muy rentable económicamente para el científico promedio, entonces Lavoisier usó su riqueza para abrir un laboratorio sofisticado y caro en Francia para que los aspirantes a científicos pudieran estudiar sin las barreras de asegurar fondos para su investigación.
También impulsó la educación pública en las ciencias. Fundó dos organizaciones, Lycée y Musée des Arts et Métiers, que fueron creadas para servir como herramientas educativas para el público. Financiado por los ricos y nobles, el Lycée enseñaba regularmente cursos al público a partir de 1793.
Ferme générale y el matrimonio
A la edad de 26, alrededor del momento en que fue elegido miembro de la Academia de Ciencias, Lavoisier compró una participación en la Ferme Générale , una empresa financiera recaudación de impuestos que avanzó los ingresos fiscales se estima que el gobierno real a cambio del derecho a cobrar el impuestos. En nombre de la Ferme générale, Lavoisier encargó la construcción de un paseo por la ciudad de París para que se pudieran cobrar los derechos de aduana a quienes transporten mercancías dentro y fuera de la ciudad. Su participación en la recaudación de sus impuestos no ayudó a su reputación cuando comenzó el Reino del Terror en Francia, ya que los impuestos y la pobre reforma del gobierno fueron los principales motivadores durante la Revolución Francesa.
Lavoisier consolidó su posición social y económica cuando, en 1771, a la edad de 28 años, se casó con Marie-Anne Pierrette Paulze, la hija de 13 años de un alto miembro de la Ferme générale . Ella iba a desempeñar un papel importante en la carrera científica de Lavoisier, en particular, tradujo documentos en inglés para él, incluido el Essay on Phlogiston deRichard Kirwan.y la investigación de Joseph Priestley. Además, ella lo ayudó en el laboratorio y creó muchos bocetos y grabados tallados de los instrumentos de laboratorio utilizados por Lavoisier y sus colegas para sus trabajos científicos. Madame Lavoisier editó y publicó las memorias de Antoine (hasta el día de hoy se desconoce si alguna traducción al inglés de esas memorias se ha conservado) y organizó fiestas en las cuales científicos eminentes discutieron ideas y problemas relacionados con la química.
Un retrato de Antoine y Marie-Anne Lavoisier fue pintado por el famoso artista Jacques-Louis David. Terminado en 1788 en vísperas de la Revolución, a la pintura se le denegó una exposición pública habitual en el Salón de París por temor a que pudiera inflamar las pasiones anti-aristocráticas.
Durante 3 años después de su ingreso a la Ferme générale , la actividad científica de Lavoisier disminuyó un poco, ya que gran parte de su tiempo fue ocupado con el negocio oficial de Ferme générale . Sin embargo, sí presentó una memoria importante para la Academia de Ciencias durante este período, sobre la supuesta conversión del agua en tierra por evaporación. Mediante un experimento cuantitativo muy preciso, Lavoisier demostró que el sedimento "terroso" producido después del calentamiento prolongado del agua a reflujo en un recipiente de vidrio no se debía a la conversión del agua en tierra sino a la desintegración gradual del interior del vidrio recipiente producido por el agua hirviendo. También intentó introducir reformas en el sistema monetario y tributario francés para ayudar a los campesinos.
Adulteración del tabaco
Los agricultores generales tenían el monopolio de la producción, importación y venta de tabaco en Francia, y los impuestos que imponían al tabaco generaban ingresos de 30 millones de libras al año. Sin embargo, estos ingresos comenzaron a disminuir debido a un creciente mercado negro de tabaco que fue contrabandeado y adulterado, más comúnmente con cenizas y agua. Lavoisier ideó un método para verificar si la ceniza se había mezclado con el tabaco: "Cuando un espíritu de vitriolo, aqua fortiso se vierte alguna otra solución ácida sobre las cenizas, hay una reacción efervescente inmediata muy intensa, acompañada de un ruido que se detecta fácilmente. "Lavoisier también notó que la adición de una pequeña cantidad de ceniza mejoró el sabor del tabaco. productos que escribió "Su tabaco goza de una muy buena reputación en la provincia ... la muy pequeña proporción de ceniza que se agrega le da un sabor particularmente picante que los consumidores buscan. Tal vez la Granja podría obtener alguna ventaja al agregar un poco de esta mezcla líquida cuando se fabrica el tabaco ". Lavoisier también descubrió que al agregar mucha agua para hacer bulto, el tabaco podría fermentar y oler mal, la adición de un una cantidad muy pequeña mejoró el producto. A partir de entonces, las fábricas de los Agricultores agregaron, como él recomendó, un consistente 6.3% de agua por volumen para el tabaco que procesaron. Para permitir esta adición, los agricultores generales entregan a los minoristas diecisiete onzas de tabaco mientras cobran solo dieciséis. Para asegurarse de que solo se agregaran estos montos autorizados y para excluir el mercado negro, Lavoisier se aseguró de que un sistema hermético de cheques, cuentas, supervisión y pruebas les dificultara a los minoristas obtener tabaco de contrabando o mejorar sus ganancias mediante el abasto arriba. Fue enérgico y riguroso en la implementación de esto, y los sistemas que presentó fueron profundamente impopulares entre los vendedores de tabaco de todo el país. Esta impopularidad iba a tener consecuencias para él durante la Revolución Francesa. los agricultores generales entregan a los minoristas diecisiete onzas de tabaco mientras cobran solo dieciséis. Para asegurarse de que solo se agregaran estos montos autorizados y para excluir el mercado negro, Lavoisier se aseguró de que un sistema hermético de cheques, cuentas, supervisión y pruebas les dificultara a los minoristas obtener tabaco de contrabando o mejorar sus ganancias mediante el abasto arriba. Fue enérgico y riguroso en la implementación de esto, y los sistemas que presentó fueron profundamente impopulares entre los vendedores de tabaco de todo el país. Esta impopularidad iba a tener consecuencias para él durante la Revolución Francesa. los agricultores generales entregan a los minoristas diecisiete onzas de tabaco mientras cobran solo dieciséis. Para asegurarse de que solo se agregaran estos montos autorizados y para excluir el mercado negro, Lavoisier se aseguró de que un sistema hermético de cheques, cuentas, supervisión y pruebas les dificultara a los minoristas obtener tabaco de contrabando o mejorar sus ganancias mediante el abasto arriba. Fue enérgico y riguroso en la implementación de esto, y los sistemas que presentó fueron profundamente impopulares entre los vendedores de tabaco de todo el país. Esta impopularidad iba a tener consecuencias para él durante la Revolución Francesa. la supervisión y las pruebas dificultaron que los minoristas compraran tabaco de contrabando o mejoraran sus ganancias al aumentarlo. Fue enérgico y riguroso en la implementación de esto, y los sistemas que presentó fueron profundamente impopulares entre los vendedores de tabaco de todo el país. Esta impopularidad iba a tener consecuencias para él durante la Revolución Francesa. la supervisión y las pruebas dificultaron que los minoristas compraran tabaco de contrabando o mejoraran sus ganancias al aumentarlo. Fue enérgico y riguroso en la implementación de esto, y los sistemas que presentó fueron profundamente impopulares entre los vendedores de tabaco de todo el país. Esta impopularidad iba a tener consecuencias para él durante la Revolución Francesa.
Real Comisión de Agricultura
Lavoisier instó al establecimiento de una Comisión Real de Agricultura. Luego sirvió como su Secretario y gastó sumas considerables de su propio dinero para mejorar los rendimientos agrícolas en Sologne, un área donde las tierras agrícolas eran de mala calidad. La humedad de la región a menudo conducía a una plaga de la cosecha de centeno, lo que causaba brotes de ergotismo entre la población. En 1788, Lavoisier presentó un informe a la Comisión detallando diez años de esfuerzos en su granja experimental para introducir nuevos cultivos y tipos de ganado. Su conclusión fue que a pesar de las posibilidades de las reformas agrícolas, el sistema tributario dejó a los arrendatarios con tan poco que no era realista esperar que cambiaran sus prácticas tradicionales.
Comisión de pólvora
Las investigaciones de Lavoisier sobre la combustión se llevaron a cabo en medio de un apretado programa de tareas públicas y privadas, especialmente en relación con la Ferme Générale. También hubo innumerables informes y comités de la Academia de Ciencias para investigar problemas específicos por orden del gobierno real. Lavoisier, cuyas habilidades organizativas eran sobresalientes, frecuentemente tuvo la tarea de redactar tales informes oficiales. En 1775 fue nombrado uno de los cuatro comisarios de pólvora designados para reemplazar a una compañía privada, similar a Ferme générale, que había demostrado ser insatisfactoria en el suministro a Francia de sus requisitos de municiones. Como resultado de sus esfuerzos, tanto la cantidad como la calidad de la pólvora francesa mejoraron enormemente, y se convirtió en una fuente de ingresos para el gobierno. Su nombramiento en la Comisión de la Pólvora trajo un gran beneficio para la carrera científica de Lavoisier también. Como comisionado, disfrutó tanto de una casa como de un laboratorio en el Arsenal Real.
Lavoisier fue una influencia formativa en la formación del negocio de pólvora de Du Pont porque él entrenó a Éleuthère Irénée du Pont, su fundador, en la fabricación de pólvora en Francia; este último dijo que las fábricas de pólvora de Du Pont "nunca habrían comenzado, pero por su amabilidad hacia mí".
Durante la Revolución
En junio de 1791, Lavoisier hizo un préstamo de 71,000 libras a Pierre Samuel du Pont de Nemours para comprar una imprenta para que du Pont publicara un periódico, La Correspondance Patriotique . El plan era que esto incluyera tanto informes de debates en la Asamblea Nacional Constituyente como documentos de la Academia de Ciencias. La revolución interrumpió rápidamente el primer periódico del élder du Pont, pero su hijo EI du Pont pronto lanzó Le Republicainy publicó los últimos textos de química de Lavoisier. Lavoisier también presidió la comisión establecida para establecer un sistema uniforme de pesos y medidas que en marzo de 1791 recomendó la adopción del sistema métrico. El nuevo sistema de pesos y medidas fue adoptado por la Convención el 1 de agosto de 1793. El propio Lavoisier fue retirado del comisión de pesas y medidas el 23 de diciembre de 1793, junto con Laplace y varios otros miembros, por razones políticas. Una de sus últimas obras importantes fue una propuesta a la Convención Nacional para la reforma de la educación francesa. También intervino en nombre de una serie de científicos nacidos en el extranjero, incluido el matemático Joseph Louis Lagrange, que ayudó a eximirlos de un mandato de despojar a todos los extranjeros de las posesiones y la libertad.
Últimos días y ejecución
Cuando la Revolución Francesa cobró impulso, los ataques se acumularon sobre la profundamente impopular Ferme Générale , y finalmente fue abolida en marzo de 1791. En 1792, Lavoisier se vio obligado a renunciar a su puesto en la Comisión de la Pólvora y trasladarse de su casa y laboratorio al Real Arsenal. El 8 de agosto de 1793, todas las sociedades eruditas, incluida la Academia de Ciencias, fueron suprimidas a petición del Abbé Grégoire.
El 24 de noviembre de 1793, se ordenó el arresto de todos los exaltadores de impuestos. Lavoisier y los otros granjeros general enfrentan nueve acusaciones de defraudar al estado se le deben a él, y de la adición de agua al tabaco antes de venderlo. Lavoisier redactó su defensa, refutando las acusaciones financieras, recordándole a la corte cómo habían mantenido una alta calidad constante del tabaco. El tribunal, sin embargo, estaba inclinado a creer que, al condenarlos y confiscar sus bienes, recuperaría enormes sumas para el estado. Lavoisier fue condenado y guillotinado el 8 de mayo de 1794 en París, a la edad de 50 años, junto con sus 27 codemandados.
De acuerdo con una historia (probablemente apócrifa), el juez Coffinhal interrumpió el llamamiento para perdonarle la vida para que pudiera continuar con sus experimentos: "La République n'a pas besoin savants ni de chimistes; le cours de la justice ne peut être suspendu ". ("La República no tiene necesidad de científicos o químicos, el curso de la justicia no se puede retrasar.") Lavoisier fue condenado con justicia sumaria por haber saqueado al pueblo y al tesoro de Francia, por haber adulterado el tabaco del país con agua, y por habiendo abastecido a los enemigos de Francia con enormes sumas de dinero del tesoro nacional.
Lagrange expresó la importancia de Lavoisier para la ciencia y lamentó la decapitación diciendo: "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". ("Les tomó solo un instante cortar esta cabeza, y cien años podrían no ser suficientes para reproducirla de la misma manera").
Post mortem
Un año y medio después de su muerte, Lavoisier fue exonerado por el gobierno francés. Durante el Terror Blanco, sus pertenencias fueron entregadas a su viuda. Se incluyó una breve nota, que decía "A la viuda de Lavoisier, que fue falsamente condenado".
Alrededor de un siglo después de su muerte, se erigió una estatua de Lavoisier en París. Más tarde se descubrió que el escultor no había copiado realmente la cabeza de Lavoisier para la estatua, pero usó una cabeza de repuesto del Marqués de Condorcet, el Secretario de la Academia de Ciencias durante los últimos años de Lavoisier. La falta de dinero evitó que se realizaran modificaciones. La estatua fue derretida durante la Segunda Guerra Mundial y no ha sido reemplazada. Sin embargo, uno de los principales "lycées" (escuelas secundarias) en París y una calle en el 8vo arrondissement llevan el nombre de Lavoisier, y sus estatuas se encuentran en el Hôtel de Ville y en la fachada del Cour Napoléon.del Louvre. Su nombre es uno de los 72 nombres de eminentes científicos, ingenieros y matemáticos franceses inscritos en la Torre Eiffel, así como en edificios alrededor de Killian Court en el MIT en Cambridge, MA, EE. UU.
Contribuciones a la química
Teoría de oxígeno de la combustión
A finales de 1772, Lavoisier dirigió su atención al fenómeno de la combustión, el tema sobre el cual debía hacer su contribución más significativa a la ciencia. Informó de los resultados de sus primeros experimentos sobre la combustión en una nota a la Academia el 20 de octubre, en la que informó que cuando se quemaba fósforo, se combinaba con una gran cantidad de aire para producir un espíritu ácido de fósforo, y que el fósforo aumentaba en peso en la quema. En una segunda nota sellada depositada en la Academia unas semanas más tarde (1 de noviembre) Lavoisier extendió sus observaciones y conclusiones a la quema de azufre y añadió que "lo que se observa en la combustión de azufre y fósforo bien puede tener lugar en el caso de todas las sustancias que aumentan de peso por combustión y calcinación:
"Aire fijo" de Joseph Black
Durante 1773, Lavoisier determinó revisar minuciosamente la literatura en el aire, particularmente "aire fijo", y repetir muchos de los experimentos de otros trabajadores en el campo. Publicó una cuenta de esta revisión en 1774 en un libro titulado Opuscules physiques et chimiques (Ensayos físicos y químicos). En el transcurso de esta revisión realizó su primer estudio completo del trabajo de Joseph Black, el químico escocés que había llevado a cabo una serie de experimentos cuantitativos clásicos sobre los álcalis suaves y cáusticos. Black había demostrado que la diferencia entre un álcali suave, por ejemplo, tiza (CaCO
3), y la forma cáustica, por ejemplo, cal viva (CaO), radica en el hecho de que el primero contenía "aire fijo", aire no común fijado en la tiza, pero una especie química distinta, ahora entendida como dióxido de carbono (CO 2 ), que era un constituyente de la atmósfera. Lavoisier reconoció que el aire fijo de Black era idéntico al aire que se desarrollaba cuando los metales se reducían con carbón e incluso sugirió que el aire que combinaba con metales en la calcinación y aumentaba el peso podría ser el aire fijo de Black, es decir, CO 2 .
3), y la forma cáustica, por ejemplo, cal viva (CaO), radica en el hecho de que el primero contenía "aire fijo", aire no común fijado en la tiza, pero una especie química distinta, ahora entendida como dióxido de carbono (CO 2 ), que era un constituyente de la atmósfera. Lavoisier reconoció que el aire fijo de Black era idéntico al aire que se desarrollaba cuando los metales se reducían con carbón e incluso sugirió que el aire que combinaba con metales en la calcinación y aumentaba el peso podría ser el aire fijo de Black, es decir, CO 2 .
Joseph Priestley
En la primavera de 1774, Lavoisier llevó a cabo experimentos sobre la calcinación del estaño y el plomo en recipientes sellados que confirmaron de manera concluyente que el aumento de peso de los metales en la combustión se debía a la combinación con el aire. Pero la pregunta seguía siendo si era una combinación con aire atmosférico común o con solo una parte del aire atmosférico. En octubre, el químico inglés Joseph Priestley visitó París, donde se encontró con Lavoisier y le contó sobre el aire que había producido al calentar el calix rojo del mercurio con un vidrio encendido y que había soportado la combustión con extremo vigor. Priestley en este momento no estaba seguro de la naturaleza de este gas, pero sintió que era una forma especialmente pura de aire común. Lavoisier llevó a cabo sus propias investigaciones sobre esta peculiar sustancia. El resultado fue su memoriaSobre la naturaleza del principio que se combina con los metales durante su calcinación y aumenta su peso , lea en la Academia el 26 de abril de 1775 (comúnmente conocida como la Memoria de Pascua). En la memoria original, Lavoisier demostró que el mercurio calx era un verdadero calix metálico en el sentido de que podía reducirse con carbón, emitiendo el aire fijo de Black en el proceso. Cuando se redujo sin carbón, emitió un aire que favorecía la respiración y la combustión de una manera mejorada. Llegó a la conclusión de que se trataba simplemente de una forma pura de aire común, y que era el aire mismo "indiviso, sin alteración, sin descomposición" que se combinaba con metales en la calcinación.
Después de regresar de París, Priestley retomó una vez más su investigación sobre el mercurio en el aire. Sus resultados ahora demostraban que este aire no era solo una forma especialmente pura de aire común sino que era "cinco o seis veces mejor que el aire común, con el propósito de respirar, inflamar y ... cualquier otro uso del aire común". Llamó al aire aire deflogistizado, ya que pensó que era aire común privado de su flogisto. Dado que, por lo tanto, estaba en condiciones de absorber una cantidad mucho mayor de flogisto emitido por los cuerpos en llamas y los animales que respiraban, se explicó la gran mejora en la combustión de las sustancias y la mayor facilidad para respirar en este aire.
Pionero de la estequiometría
Las investigaciones de Lavoisier incluyeron algunos de los primeros experimentos químicos verdaderamente cuantitativos. Pesó cuidadosamente los reactivos y los productos de una reacción química en un recipiente de vidrio sellado para que no pudieran escapar los gases, lo que fue un paso crucial en el avance de la química. En 1774, demostró que, aunque la materia puede cambiar su estado en una reacción química, la masa total de materia es la misma al final que al comienzo de cada cambio químico. Así, por ejemplo, si una pieza de madera se quema hasta las cenizas, la masa total permanece sin cambios si se incluyen reactivos y productos gaseosos. Los experimentos de Lavoisier apoyaron la ley de conservación de la masa. En Francia se enseña como la Ley de Lavoisier y se parafrasea de una declaración en su "Traité Élémentaire de Chimie" a"Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme". ( "Nada se pierde, nada se crea, todo se transforma" ). Mikhail Lomonosov (1711-1765) había expresado anteriormente ideas similares en 1748 y las había probado en experimentos; otros cuyas ideas son anteriores a la obra de Lavoisier incluyen a Jean Rey (1583-1645), Joseph Black (1728-1799) y Henry Cavendish (1731-1810). (Véase una nota histórica sobre la conservación de la misa)
Nomenclatura química
Lavoisier, junto con Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet y Antoine François de Fourcroy, presentaron un nuevo programa para las reformas de la nomenclatura química a la Academia en 1787, ya que prácticamente no existía un sistema racional de nomenclatura química en este hora. Este trabajo, titulado Méthode de nomenclature chimique ( Método de nomenclatura química), 1787), introdujo un nuevo sistema que estaba ligado inextricablemente a la nueva teoría de la química del oxígeno de Lavoisier. Se descartaron los elementos clásicos de tierra, aire, fuego y agua, y en su lugar se incluyeron provisionalmente como elementos 55 sustancias que no pudieron descomponerse en sustancias más simples por ningún medio químico conocido. Los elementos incluyen luz; calórico (materia de calor); los principios de oxígeno, hidrógeno y azote (nitrógeno); carbón; azufre; fósforo; los "radicales" aún desconocidos de ácido muriático (ácido clorhídrico), ácido bórico y ácido "fluorico"; 17 metales; 5 tierras (principalmente óxidos de metales aún desconocidos como magnesia, barita y estroncia); tres álcalis (potasa, soda y amoníaco); y los "radicales" de 19 ácidos orgánicos. Los ácidos, considerados en el nuevo sistema como compuestos de diversos elementos con oxígeno, se les dieron nombres que indicaban el elemento involucrado junto con el grado de oxigenación de ese elemento, por ejemplo ácidos sulfúricos y sulfurosos, ácidos fosfórico y fosforoso, ácidos nítrico y nitroso, el " ic "terminación que indica ácidos con una mayor proporción de oxígeno que aquellos con el final" ous ". De manera similar, las sales de los ácidos "ic" recibieron las letras terminales "ate", como en el sulfato de cobre, mientras que las sales de los ácidos "ous" terminaron con el sufijo "ite", como en el sulfito de cobre. El efecto total de la nueva nomenclatura puede medirse comparando el nuevo nombre "sulfato de cobre" con el antiguo término "vitriolo de Venus". Lavoisier ' s nueva nomenclatura se extendió por Europa y los Estados Unidos y se convirtió en uso común en el campo de la química. Esto marcó el comienzo del enfoque antiflogístico en el campo.
Revolución química y oposición
Antoine Lavoisier se cita comúnmente como un contribuyente central a la revolución química. Sus medidas precisas y el mantenimiento meticuloso de los balances a lo largo de su experimento fueron vitales para la amplia aceptación de la ley de conservación de la masa. Su introducción de una nueva terminología, un sistema binomial basado en el modelo de Linnaeus, también ayuda a marcar los cambios dramáticos en el campo que se conocen generalmente como la revolución química. Sin embargo, Lavoisier encontró mucha oposición al tratar de cambiar el campo, especialmente de los científicos flogísticos británicos. Joseph Priestley, Richard Kirwan, James Keir y William Nicholson, entre otros, argumentaron que la cuantificación de sustancias no implicaba la conservación de la masa. En lugar de reportar evidencia objetiva, La oposición afirmó que Lavoisier estaba malinterpretando las implicaciones de su investigación. Uno de los aliados de Lavoisier, Jean Baptiste Biot, escribió sobre la metodología de Lavoisier, "uno sentía la necesidad de vincular la precisión en los experimentos con el rigor del razonamiento". Su oposición, sin embargo, argumentó que la precisión en la experimentación no implicaba precisión en las inferencias y el razonamiento. A pesar de la oposición, Lavoisier continuó usando instrumentación precisa para convencer a otros químicos de sus conclusiones, a menudo los resultados a cinco u ocho lugares decimales. Nicholson, que calculó que solo tres de estos lugares decimales eran significativos, declaró: argumentó que la precisión en la experimentación no implicaba precisión en las inferencias y el razonamiento. A pesar de la oposición, Lavoisier continuó usando instrumentación precisa para convencer a otros químicos de sus conclusiones, a menudo los resultados a cinco u ocho lugares decimales. Nicholson, que calculó que solo tres de estos lugares decimales eran significativos, declaró: argumentó que la precisión en la experimentación no implicaba precisión en las inferencias y el razonamiento. A pesar de la oposición, Lavoisier continuó usando instrumentación precisa para convencer a otros químicos de sus conclusiones, a menudo los resultados a cinco u ocho lugares decimales. Nicholson, que calculó que solo tres de estos lugares decimales eran significativos, declaró:
Trabajos notables
Memoria de Pascua
La versión "oficial" de Easter Memoir de Lavoisier apareció en 1778. En el período intermedio, Lavoisier tuvo tiempo suficiente para repetir algunos de los últimos experimentos de Priestley y realizar algunos nuevos. Además de estudiar el aire desflogistizado de Priestley, estudió más a fondo el aire residual después de que los metales habían sido calcinados. Mostró que este aire residual no soporta ni la combustión ni la respiración y que aproximadamente cinco volúmenes de este aire añadidos a un volumen del aire desflogistizado dieron aire atmosférico común. El aire común era entonces una mezcla de dos especies químicas distintas con propiedades bastante diferentes. Así, cuando se publicó la versión revisada de Easter Memoir en 1778, Lavoisier ya no afirmó que el principio que combinaba los metales con la calcinación era solo aire común, pero "
Desmantelando la teoría del flogisto
La investigación química de Lavoisier entre 1772 y 1778 se centró en gran medida en el desarrollo de su propia teoría de la combustión. En 1783 leyó a la academia su trabajo titulado Réflexions sur le phlogistique(Reflexiones sobre el flogisto), un ataque a gran escala sobre la teoría actual de la combustión del flogisto. Ese año, Lavoisier también comenzó una serie de experimentos sobre la composición del agua que probarían ser una importante piedra angular de su teoría de la combustión y ganaría muchos conversos. Muchos investigadores habían estado experimentando con la combinación del aire inflamable de Henry Cavendish, que Lavoisier denominó hidrógeno (en griego, "formador de agua"), con aire deflogistizado (oxígeno) al generar chispas eléctricas de las mezclas de los gases. Todos los investigadores notaron la producción de agua, pero todos interpretaron la reacción de diferentes maneras en el marco de la teoría del flogisto. En cooperación con el matemático Pierre Simon de Laplace, Lavoisier sintetizó agua quemando chorros de hidrógeno y oxígeno en una campana sobre mercurio. Los resultados cuantitativos fueron lo suficientemente buenos para apoyar la opinión de que el agua no era un elemento, como se había pensado durante más de 2.000 años, sino un compuesto de dos gases, hidrógeno y oxígeno. La interpretación del agua como compuesto explica el aire inflamable generado por la disolución de los metales en los ácidos (hidrógeno producido cuando el agua se descompone) y la reducción de los calces por el aire inflamable (combinación de gas de Calx con oxígeno para formar agua).
A pesar de estos experimentos, el enfoque antiflogístico de Lavoisier no fue aceptado por muchos otros químicos. Lavoisier trabajó para proporcionar pruebas definitivas de la composición del agua, tratando de usar esto en apoyo de su teoría. Trabajando con Jean-Baptiste Meusnier, Lavoisier pasó el agua a través de un cañón de hierro al rojo vivo, permitiendo que el oxígeno formara un óxido con el hierro y el hidrógeno para emerger del extremo de la tubería. Presentó sus conclusiones sobre la composición del agua a la Académie des Sciences en abril de 1784, informando sus cifras con ocho decimales. La oposición respondió a esta nueva experimentación al afirmar que Lavoisier siguió sacando conclusiones incorrectas, y que su experimento demostró el desplazamiento del flogisto del hierro por la combinación del agua con el metal. Lavoisier desarrolló un nuevo aparato que utilizaba una artesa neumática, un conjunto de balanzas, un termómetro y un barómetro, todo calibrado cuidadosamente. Treinta sabios fueron invitados a presenciar la descomposición y síntesis del agua usando este aparato, convenciendo a muchos de los que asistieron a la corrección de las teorías de Lavoisier. Esta demostración estableció el agua como un compuesto de oxígeno e hidrógeno con gran certeza para aquellos que lo vieron. La diseminación del experimento, sin embargo, resultó insatisfactoria, ya que carecía de los detalles para mostrar adecuadamente la cantidad de precisión que se toma en las mediciones. El documento finalizó con una declaración apresurada de que el experimento fue "más que suficiente para echar mano de la certeza de la proposición".
Tratado elemental de química
Lavoisier empleó la nueva nomenclatura en su Traité élémentaire de chimie ( Tratado elemental sobre química), publicado en 1789. Este trabajo representa la síntesis de la contribución de Lavoisier a la química y puede considerarse el primer libro de texto moderno sobre el tema. El núcleo del trabajo fue la teoría del oxígeno, y el trabajo se convirtió en el vehículo más eficaz para la transmisión de las nuevas doctrinas. Presentó una visión unificada de las nuevas teorías de la química, contenía una declaración clara de la ley de conservación de la masa y negaba la existencia del flogisto. Este texto clarificaba el concepto de un elemento como una sustancia que no podía descomponerse mediante ningún método conocido de análisis químico, y presentaba la teoría de Lavoisier sobre la formación de compuestos químicos a partir de elementos. Sigue siendo un clásico en la historia de la ciencia. Si bien muchos de los principales químicos de la época se negaron a aceptar las nuevas ideas de Lavoisier,como un libro de texto en Edimburgo fue suficiente para merecer la traducción al inglés dentro de aproximadamente un año de su publicación en francés. En cualquier caso, el Traité élémentaire era lo suficientemente sólido como para convencer a la próxima generación.
Trabajo fisiológico
La relación entre la combustión y la respiración ha sido reconocida desde hace mucho tiempo por el papel esencial que desempeña el aire en ambos procesos. Lavoisier estaba casi obligado, por lo tanto, a extender su nueva teoría de la combustión para incluir el área de la fisiología de la respiración. Sus primeras memorias sobre este tema fueron leídas a la Academia de Ciencias en 1777, pero su contribución más importante a este campo se realizó en el invierno de 1782/1783 en asociación con Laplace. El resultado de este trabajo fue publicado en una memoria, "On Heat". Lavoisier y Laplace diseñaron un aparato de calorímetro de hielo para medir la cantidad de calor emitido durante la combustión o la respiración. La cubierta exterior del calorímetro se rellenó con nieve, que se fundió para mantener una temperatura constante de 0 ° C.alrededor de un caparazón interior lleno de hielo. Al medir la cantidad de dióxido de carbono y el calor producido al confinar un conejillo de Indias vivo en este aparato, y al comparar la cantidad de calor producido cuando se quemó suficiente carbono en el calorímetro de hielo para producir la misma cantidad de dióxido de carbono que el guinea el cerdo exhalado, concluyeron que la respiración era de hecho un proceso de combustión lento. Lavoisier afirmó, "la respiración es donc une combustion", es decir, el intercambio de gases respiratorios es una combustión, como la de una vela encendida.
Esta combustión lenta y continua, que supuestamente tuvo lugar en los pulmones, permitió al animal vivo mantener su temperatura corporal por encima de la de su entorno, lo que explica el enigmático fenómeno del calor animal. Lavoisier continuó estos experimentos de respiración en 1789-1790 en cooperación con Armand Seguin. Diseñaron un conjunto ambicioso de experimentos para estudiar todo el proceso del metabolismo corporal y la respiración usando Seguin como conejillo de indias humano en los experimentos. Su trabajo fue parcialmente completado y publicado debido a la interrupción de la Revolución; pero el trabajo pionero de Lavoisier en este campo sirvió para inspirar investigaciones similares sobre procesos fisiológicos para las generaciones venideras.
Legado
Las contribuciones fundamentales de Lavoisier a la química fueron el resultado de un esfuerzo consciente para encajar todos los experimentos en el marco de una teoría única. Estableció el uso constante del equilibrio químico, utilizó oxígeno para derrocar la teoría del flogisto y desarrolló un nuevo sistema de nomenclatura química que sostenía que el oxígeno era un constituyente esencial de todos los ácidos (que más tarde resultó ser erróneo).
Lavoisier también hizo una investigación temprana en química física y termodinámica en experimentos conjuntos con Laplace. Utilizaron un calorímetro para estimar el calor generado por unidad de dióxido de carbono producido, encontrando finalmente la misma proporción para una llama y animales, lo que indica que los animales producen energía por un tipo de reacción de combustión.
Lavoisier también contribuyó a las primeras ideas sobre la composición y los cambios químicos al afirmar la teoría radical, creyendo que los radicales, que funcionan como un solo grupo en un proceso químico, se combinan con el oxígeno en las reacciones. También introdujo la posibilidad de la alotropía en los elementos químicos cuando descubrió que el diamante es una forma cristalina de carbono.
También fue responsable de la construcción del gasómetro, un costoso instrumento que usó en sus demostraciones. Mientras usaba su gasómetro exclusivamente para estos, también creó gasómetros más pequeños, más baratos y más prácticos que funcionaban con un grado suficiente de precisión que los químicos podían recrear.
Era esencialmente un teórico, y su gran mérito radicaba en su capacidad de asumir el trabajo experimental que otros habían llevado a cabo sin reconocer adecuadamente sus pretensiones, y mediante un procedimiento lógico riguroso, reforzado por sus propios experimentos cuantitativos, exponiendo la verdadera explicación de los resultados. Completó el trabajo de Black, Priestley y Cavendish, y dio una explicación correcta de sus experimentos.
En general, sus contribuciones se consideran las más importantes en el avance de la química al nivel alcanzado en la física y las matemáticas durante el siglo XVIII.
Premios y honores
Durante su vida, Lavoisier fue galardonado con una medalla de oro por el rey de Francia por su trabajo en alumbrado público urbano (1766), y fue nombrado miembro de la Academia de Ciencias de Francia (1768).
El trabajo de Lavoisier fue reconocido como un hito químico histórico internacional por la American Chemical Society, la Académie des sciences de l'institut de France y la Société Chimique de France en 1999. La publicación de Louis 1788 de Antoine Laurent Lavoisier titulada Méthode de Nomenclature Chimique , publicada con colegas Louis -Bernard Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet, y Antoine François, comte de Fourcroy, fueron honrados con un Premio a la cita de la División Química de la División de Química de la American Chemical Society, presentado en la Académie des Sciences (París) en 2015.
Varias de las Medallas Lavoisier han sido nombradas y entregadas en honor de Lavoisier por organizaciones que incluyen la Société Chimique de France, la International Society for Biological Calorimetry y la compañía DuPont.
Obtenido de: Antoine_Lavoisier