Антуан Лавуазье

«Лавуазье» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. Лавуазье (значения) .

Антуан-Лоран де Лавуазье
Портрет Антуана-Лорана Лавуазье и его жены работы Жака-Луи Давида
Рожденный	( 1743-08-26 ) 26 августа 1743 г. Париж , Франция
Умер	8 мая 1794 г. ) ( 1794-05-08 ) ( 50 лет Париж, Франция
Причина смерти	Казнь на гильотине
Место отдыха	Катакомбы Парижа
Альма-матер	Колледж четырех наций Парижского университета
Известный	Кислоты и основания Горение Калориметрия Углеродный цикл Элементный анализ газометр Идентифицированный кислород Идентифицированный водород Окислительно-восстановительные реакции Стехиометрия Закон сохранения массы Термохимия
Супруг	Мари-Анн Поль Лавуазье ( м. 1771)
Научная карьера
Поля	Биолог, химик
Известные студенты	Элеутер Ирене дю Пон
Подпись

Антуан-Лоран де Лавуазье ( / lə ˈ ; v w ɑː z i eɪ / lə- VWAH -zee- ay Французский: [ɑ̃twan lɔʁɑ̃ də lavwazje] ; 26 августа 1743 г. - 8 мая 1794 г.), также Антуан Лавуазье после Французской революции был французским дворянином и химиком 18-го века , который сыграл центральную роль в химической революции и оказал большое влияние как на историю химии , так и на историю биологии .

Принято считать, что великие достижения Лавуазье в химии во многом связаны с переходом науки от качественной к количественной . Лавуазье наиболее известен своим открытием роли кислорода в горении . Он назвал кислород (1778), признав его элементом, а также признал водород элементом (1783), выступив против теории флогистона . Лавуазье помог построить метрическую систему , составил первый обширный список элементов и помог реформировать химическую номенклатуру . Он предсказал существование кремния (1787 г.). и обнаружил, что, хотя материя может менять свою форму или форму, ее масса всегда остается неизменной . Его жена и лаборант Мари-Анн Поль Лавуазье сама стала известным химиком.

Лавуазье был влиятельным членом ряда аристократических советов и администратором Ferme Generale . Ferme Generale была одним из самых ненавистных компонентов Ancien Régime из-за прибылей, которые она получала за счет государства, секретности условий своих контрактов и насилия со стороны ее вооруженных агентов. Вся эта политическая и экономическая деятельность позволила ему финансировать свои научные исследования. В разгар Французской революции его обвинили в налоговом мошенничестве и продаже фальсифицированного табака , и он был казнен на гильотине, несмотря на призывы сохранить ему жизнь в знак признания его вклада в науку.

Биография

Колледж четырех наций в Париже.

Ранняя жизнь и образование

Антуан-Лоран Лавуазье родился в богатой дворянской семье в Париже 26 августа 1743 года. Сын поверенного парижского парламента , он унаследовал большое состояние в возрасте пяти лет после смерти своей матери. Лавуазье начал свое обучение в Коллеже четырех наций ( Парижского университета также известном как Коллеж Мазарини) в Париже в 1754 году в возрасте 11 лет. В последние два года (1760–1761) в школе его научные интересы были возбуждены, и он изучал химию , ботанику , астрономию и математику . На уроках философии он находился под опекой аббата Николя Луи де Лакайля , выдающегося математика и астронома-наблюдателя, который пробудил в молодом Лавуазье интерес к метеорологическим наблюдениям, энтузиазм, который никогда не покидал его. Лавуазье поступил в юридическую школу, где получил степень бакалавра в 1763 году и лиценциата в 1764 году. Лавуазье получил юридическую степень и был принят в коллегию адвокатов , но никогда не занимался адвокатской практикой. Однако в свободное время он продолжал свое научное образование.

Ранняя научная работа

Образование Лавуазье было наполнено идеалами французского Просвещения того времени, и он был очарован Пьера Макера химическим словарем . Он посещал лекции по естественным наукам. На преданность и страсть Лавуазье к химии во многом повлиял Этьен Кондильяк , выдающийся французский ученый XVIII века. Его первая химическая публикация появилась в 1764 году. С 1763 по 1767 год он изучал геологию у Жана-Этьена Геттара . В сотрудничестве с Геттаром Лавуазье работал над геологическим исследованием Эльзаса-Лотарингии в июне 1767 года. В 1764 году он прочитал свою первую статью во Французской академии наук , самом элитном научном обществе Франции, о химических и физических свойствах гипса (гидратированного кальция). сульфат ), а в 1766 году он был награжден королем золотой медалью за сочинение о проблемах городского уличного освещения . В 1768 году Лавуазье получил временное назначение в Академию наук. В 1769 году он работал над первой геологической картой Франции.

Лавуазье как социальный реформатор

Лавуазье проводит эксперимент по дыханию в 1770-х годах.

Исследования на благо общества

Хотя Лавуазье широко известен своим вкладом в науку, он также посвятил значительную часть своего состояния и работе на благо общества. Лавуазье был гуманистом — он глубоко заботился о людях в своей стране и часто заботился об улучшении условий жизни населения посредством сельского хозяйства, промышленности и науки. Первый случай этого произошел в 1765 году, когда он представил во Французскую академию наук эссе об улучшении городского уличного освещения.

Три года спустя, в 1768 году, он сосредоточился на новом проекте по проектированию акведука. Целью было доставить воду из реки Иветт в Париж, чтобы горожане могли иметь чистую питьевую воду. Но поскольку строительство так и не началось, вместо этого он сосредоточил свое внимание на очистке воды из Сены. Этот проект заинтересовал Лавуазье в области химии воды и общественной санитарии.

Кроме того, он интересовался качеством воздуха и потратил некоторое время на изучение рисков для здоровья, связанных с воздействием пороха на воздух. В 1772 году он провел исследование о том, как реконструировать больницу Отель-Дье после того, как она пострадала от пожара, таким образом, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию и чистый воздух во всем здании.

В то время было известно, что тюрьмы в Париже по большей части непригодны для жизни, а обращение с заключенными бесчеловечно. Лавуазье принимал участие в исследованиях гигиены в тюрьмах в 1780 году (и снова в 1791 году) и вносил предложения по улучшению условий жизни, предложения, которые по большей части игнорировались.

Будучи членом Академии, Лавуазье также проводил свои собственные соревнования, чтобы направить исследования на улучшение общества и своей собственной работы.

Спонсорство науки

Лавуазье имел представление о государственном образовании, уходящем корнями в «научную общительность» и филантропию.

Лавуазье получил большую часть своего дохода за счет покупки акций General Farm , что позволило ему заниматься наукой полный рабочий день, жить комфортно и вносить финансовый вклад в улучшение общества. (Это также способствовало его кончине во время правления террора много лет спустя. )

В то время было очень трудно обеспечить государственное финансирование науки, и, кроме того, это было не очень выгодно с финансовой точки зрения для среднего ученого, поэтому Лавуазье использовал свое богатство, чтобы открыть очень дорогую и сложную лабораторию во Франции, чтобы начинающие ученые могли учиться без препятствий. обеспечения финансирования своих исследований.

Он также выступал за государственное образование в области естественных наук. Он основал две организации: Лицей и Musée des Arts et Métiers , которые были созданы в качестве образовательных инструментов для общественности. Начиная с 1793 года, лицей, финансируемый богатыми и знатными людьми, регулярно преподавал курсы для публики.

Общая ферма и брак

Портрет Лавуазье, объясняющего жене результат своих экспериментов с воздухом работы Эрнеста Борда

В возрасте 26 лет, примерно в то время, когда его избрали в Академию наук, Лавуазье купил долю в Ferme générale , финансовой компании по сбору налогов , которая авансировала предполагаемые налоговые поступления королевскому правительству в обмен на право собирать налоги. От имени Ferme générale Лавуазье поручил построить стену вокруг Парижа, чтобы можно было взимать таможенные пошлины с тех, кто перевозит товары в город и из него. Его участие в сборе налогов не помогло его репутации, когда во Франции началось господство террора , поскольку налоги и плохая государственная реформа были основными мотиваторами во время Французской революции.

Лавуазье укрепил свое социальное и экономическое положение, когда в 1771 году в возрасте 28 лет женился на Мари-Анне Пьеретте Польз , 13-летней дочери старшего члена Ferme générale . Ей предстояло сыграть важную роль в научной карьере Лавуазье, в частности, она перевела для него английские документы, в том числе » Ричарда Кирвана и «Эссе о флогистоне исследования Пристли Джозефа . Кроме того, она помогала ему в лаборатории и создала множество эскизов и резных гравюр лабораторных инструментов, используемых Лавуазье и его коллегами в их научных работах. Мадам Лавуазье редактировала и публиковала мемуары Антуана (сохранились ли какие-либо английские переводы этих мемуаров на сегодняшний день неизвестно) и устраивала вечеринки, на которых выдающиеся ученые обсуждали идеи и проблемы, связанные с химией.

Портрет Антуана и Мари-Анны Лавуазье написал знаменитый художник Жак-Луи Давид . Завершенную в 1788 году, накануне революции, картине было отказано в обычном публичном показе в Парижском салоне из опасения, что она может разжечь антиаристократические страсти.

В течение трех лет после вступления в Ferme générale научная деятельность Лавуазье несколько снизилась, так как большую часть его времени занимали официальные дела Ferme générale . Однако в этот период он представил Академии наук один важный мемуар о предполагаемом превращении воды в землю путем испарения. С помощью очень точного количественного эксперимента Лавуазье показал, что «землистый» осадок, образовавшийся после длительного кипячения воды в стеклянном сосуде, возник не в результате превращения воды в землю, а, скорее, в результате постепенного распада внутренней части сосуда. стеклянный сосуд, добытый кипящей водой. Он также попытался провести реформы во французской денежной и налоговой системе, чтобы помочь крестьянам.

Фальсификация табака

Генеральные фермеры владели монополией на производство, импорт и продажу табака во Франции, а налоги, которые они взимали с табака, приносили доход в размере 30 миллионов ливров в год. Этот доход начал падать из-за растущего черного рынка табака, который ввозился контрабандой и фальсифицировался, чаще всего с пеплом и водой. Лавуазье разработал метод проверки того, была ли зола смешана с табаком: «Когда на золу выливают купоросный спирт , фортисовую воду или какой-либо другой раствор кислоты, происходит немедленная очень интенсивная шипучая реакция, сопровождающаяся легко уловимым шумом. " Лавуазье также заметил, что добавление небольшого количества золы улучшает вкус табака. Об одном продавце, продающем фальсифицированные товары, он написал: «Его табак пользуется очень хорошей репутацией в провинции... очень небольшая доля добавленной золы придает ему особенно острый вкус, который ищут потребители. Возможно, ферма могла бы получить некоторое преимущество. добавляя немного этой жидкой смеси при изготовлении табака». Лавуазье также обнаружил, что, хотя добавление большого количества воды для увеличения объема табака приведет к его брожению и неприятному запаху, добавление очень небольшого количества воды улучшает продукт. После этого фабрики General Farmers добавляли, как он рекомендовал, постоянное количество воды в 6,3% по объему к обрабатываемому табаку. Чтобы учесть это добавление, Генеральная фермерская служба доставила розничным торговцам семнадцать унций табака, взимая только плату за шестнадцать. Чтобы гарантировать добавление только разрешенных объемов и исключить черный рынок, Лавуазье позаботился о том, чтобы надежная система проверок, счетов, надзора и тестирования очень затрудняла розничным продавцам поиск контрабандного табака или увеличение своей прибыли за счет оптовых продаж. это вверх. Он был энергичным и неукоснительным в реализации этой идеи, а внедренные им системы были крайне непопулярны среди табачных ритейлеров по всей стране. Эта непопулярность имела для него последствия во время Французской революции.

Королевская комиссия по сельскому хозяйству

Лавуазье призвал к созданию Королевской комиссии по сельскому хозяйству. Затем он служил его секретарем и потратил значительные суммы своих денег на повышение урожайности сельского хозяйства в Солони , районе, где сельскохозяйственные угодья были низкого качества. Влажность региона часто приводила к поражению урожая ржи, вызывая вспышки эрготизма среди населения. В 1788 году Лавуазье представил комиссии отчет с подробным описанием десятилетних усилий на его экспериментальной ферме по внедрению новых культур и видов домашнего скота. Его вывод заключался в том, что, несмотря на возможности сельскохозяйственных реформ, налоговая система оставила фермерам-арендаторам так мало, что было нереалистично ожидать от них изменения своей традиционной практики.

Пороховая комиссия

Элетер Ирене дю Пон (справа) и наставник Антуан Лавуазье

Исследования горения Лавуазье проводились в разгар очень плотного графика общественных и частных обязанностей, особенно в связи с Ferme Générale . Существовали также бесчисленные доклады и комитеты Академии наук для исследования конкретных проблем по заказу царского правительства. Лавуазье, чьи организаторские способности были выдающимися, часто получал задание писать такие официальные отчеты. В 1775 году он стал одним из четырех комиссаров по пороху, назначенных на замену частной компании, подобной Ferme Générale, которая оказалась неудовлетворительной в обеспечении Франции ее потребностями в боеприпасах. В результате его усилий количество и качество французского пороха значительно улучшилось, и он стал источником дохода для правительства. Его назначение в Пороховую комиссию также принесло огромную пользу научной карьере Лавуазье. Будучи комиссаром, он пользовался и домом, и лабораторией в Королевском арсенале. Здесь он жил и работал с 1775 по 1792 год.

Лавуазье оказал определяющее влияние на формирование порохового бизнеса Du Pont , поскольку он обучал Элетер Ирене дю Пон , ее основательницу, производству пороха во Франции; последний сказал, что пороховые заводы Дюпона «никогда бы не были запущены, если бы не его доброта ко мне».

Во время революции

В июне 1791 года Лавуазье предоставил ссуду в 71 000 ливров Пьеру Самюэлю дю Пон де Немуру на покупку типографии, чтобы Дюпон мог издавать газету La Correspondance Patriotique . Планировалось, что это будет включать как отчеты о дебатах в Национальном Учредительном собрании , так и документы Академии наук. Революция быстро разрушила первую газету Дюпона-старшего, но его сын Э.И. Дюпон вскоре основал «Республикан» и опубликовал последние тексты Лавуазье по химии.

Лавуазье также возглавлял комиссию, созданную для установления единой системы мер и весов. который в марте 1791 года рекомендовал принять метрическую систему . Новая система мер и весов была принята Конвентом 1 августа 1793 года. Лавуазье был одним из 27 генерал-фермеров , которые по приказу Конвента должны были быть задержаны. Хотя он временно скрывался, 30 ноября 1793 года он явился в монастырь Порт-Рояля для допроса. Он утверждал, что уже много лет не работал в этой комиссии, а вместо этого посвятил себя науке.

Сам Лавуазье был исключен из комиссии по мерам и весам 23 декабря 1793 года вместе с математиком Пьером-Симоном Лапласом и несколькими другими членами по политическим причинам.

Одной из его последних крупных работ было предложение Национальному конвенту о реформе французского образования. Он также выступил от имени ряда ученых иностранного происхождения, включая математика Жозефа Луи Лагранжа , помогая освободить их от мандата, лишающего всех иностранцев имущества и свободы.

Последние дни и казнь

Лавуазье , картина Жака-Леонара Майе , около 1853 года, среди культурных героев в Луврском дворе Наполеона.

По мере того как Французская революция набирала обороты, нападки на крайне непопулярное Ferme générale усилились , и в конце концов в марте 1791 года оно было отменено. В 1792 году Лавуазье был вынужден уйти в отставку со своего поста в Пороховой комиссии и покинуть свой дом и лабораторию в Королевском арсенале. 8 августа 1793 года все научные общества, включая Академию наук, были закрыты по требованию аббата Грегуара .

24 ноября 1793 г. было приказано арестовать всех бывших откупщиков. Лавуазье и другим генеральным фермерам было предъявлено девять обвинений в мошенничестве с причитающимися им деньгами и в добавлении воды в табак перед его продажей. Лавуазье составил свою защиту, опровергнув финансовые обвинения и напомнив суду, как они поддерживали неизменно высокое качество табака. Суд, однако, был склонен полагать, что, осудив их и конфисковав имущество Генеральных фермеров, он вернет государству огромные суммы. Лавуазье был осужден и казнен на гильотине 8 мая 1794 года в Париже в возрасте 50 лет вместе со своими 27 сообвиняемыми.

Согласно популярной легенде, призыв сохранить ему жизнь, чтобы он мог продолжить свои эксперименты, был прерван судьей Коффингалом : «La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes; возможно, это приостановлено». («Республике не нужны ни ученые, ни химики; отправление правосудия не может быть отложено».) Сам судья Коффинхол будет казнен менее чем через три месяца, в результате термидорианской реакции .

Важность Лавуазье для науки выразил Лагранж, который оплакивал обезглавливание, говоря: «Им потребовалось всего мгновение, чтобы заставить эту голову упасть, и, возможно, ста лет будет недостаточно, чтобы воспроизвести подобную». («Им понадобилось всего одно мгновение, чтобы отрубить эту голову, а для того, чтобы воспроизвести подобное, может не хватить и ста лет».)

Оправдание

Через полтора года после казни Лавуазье был полностью реабилитирован французским правительством. Во время Белого террора его вещи были переданы вдове. Была включена краткая записка: «Вдове Лавуазье, ложно осужденной».

Мигающий эксперимент

апокриф ​ Существует история казни Лавуазье, когда ученый моргнул, чтобы продемонстрировать, что голова сохранила некоторое сознание после того, как ее отрубили. В некоторых вариантах истории Жозеф-Луи Лагранж упоминается как ученый, наблюдавший и записывавший моргание Лавуазье. Эта история не была записана в современных отчетах о смерти Лавуазье, а место казни было слишком удалено от публики, чтобы Лагранж мог увидеть предполагаемый эксперимент Лавуазье. Эта история, вероятно, возникла в документальном фильме канала Discovery 1990-х годов о гильотинах, а затем распространилась в Интернете, став тем, что один источник называет городской легендой .

Вклад в химию

Кислородная теория горения

Антуана Лавуазье с флогистоном Опыт . Гравюра мадам Лавуазье 1780-х годов из Traité Élémentaire de Chimie (Элементарный трактат по химии)

Вопреки распространенному в то время мнению, Лавуазье предположил, что обычный воздух или один из его компонентов соединяется с веществами при их сжигании. Он продемонстрировал это посредством эксперимента.

В конце 1772 года Лавуазье обратил свое внимание на явление горения , тему, в которую ему предстояло внести свой наиболее значительный вклад в науку. О результатах своих первых экспериментов по горению он сообщил в записке Академии от 20 октября, в которой сообщил, что при сгорании фосфора он соединяется с большим количеством воздуха, образуя кислый спирт фосфора , и что содержание фосфора увеличивается в тяжесть при горении. Во второй запечатанной записке, переданной в Академию несколько недель спустя (1 ноября), Лавуазье распространил свои наблюдения и выводы на горение серы и добавил, что «то, что наблюдается при горении серы и фосфора, вполне может иметь место в Так обстоит дело со всеми веществами, которые увеличиваются в весе при сгорании и кальцинировании: и я убежден, что увеличение веса металлических тел происходит по той же причине».

«Неподвижный воздух» Джозефа Блэка

В 1773 году Лавуазье решил тщательно просмотреть литературу о эфире, особенно о «фиксированном эфире», и повторить многие эксперименты других исследователей в этой области. Он опубликовал отчет об этом обзоре в 1774 году в книге под названием Opuscules Physiques et Chimiques (Физические и химические очерки). В ходе этого обзора он провел свое первое полное исследование работ Джозефа Блэка , шотландского химика, который провел серию классических количественных экспериментов с мягкими и едкими щелочами. Блэк показал, что разница между слабой щелочью, например, мелом ( СаСО ₃ ), и едкой формой, например, негашеной известью ( СаО ), заключается в том, что первая содержит «неподвижный воздух», а не обычный воздух, фиксированный. в меле, а представляет собой отдельный химический вид, который теперь считается углекислым газом (CO ₂ ), который был составной частью атмосферы. Лавуазье признал, что фиксированный воздух Блэка идентичен воздуху, образующемуся при восстановлении металлических извести древесным углем, и даже предположил, что воздух, который соединялся с металлами при прокаливании и увеличивал вес, мог быть фиксированным воздухом Блэка, то есть CO. ₂ .

Джозеф Пристли

Основная статья: Джозеф Пристли

Джозеф Пристли , английский химик, известный тем, что выделил кислород , который он назвал «дефлогистизированным воздухом».

Оглавление к 1-му тому «Элементарного трактата по химии» (1789 г.)

Весной 1774 года Лавуазье провел опыты по прокаливанию олова и свинца в запечатанных сосудах, результаты которых убедительно подтвердили, что увеличение массы металлов при горении происходит за счет соединения с воздухом. Но оставался вопрос, было ли это в сочетании с общим атмосферным воздухом или только с частью атмосферного воздуха. В октябре английский химик Джозеф Пристли посетил Париж, где встретился с Лавуазье и рассказал ему о воздухе, который он получил путем нагревания красной ртутной окалины зажигательным стеклом и который с чрезвычайной энергией поддерживал горение. Пристли в то время не был уверен в природе этого газа, но чувствовал, что это особенно чистая форма обычного воздуха. Лавуазье провел собственное исследование этого своеобразного вещества. Результатом стали его мемуары « О природе принципа, который соединяется с металлами во время их обжига и увеличивает их вес» , прочитанные в Академии 26 апреля 1775 года (обычно называемые «Пасхальными мемуарами»). В оригинальных мемуарах Лавуазье показал, что ртутная накипь является настоящей металлической накипью, поскольку ее можно восстановить с помощью древесный уголь , выделяя при этом фиксированный воздух Блэка. При восстановлении без древесного угля он выделял воздух, который усиленно поддерживал дыхание и горение. Он пришел к выводу, что это была просто чистая форма обычного воздуха и что именно воздух «неразделенный, без изменений, без разложения» соединялся с металлами при прокаливании.

Вернувшись из Парижа, Пристли вновь приступил к исследованию воздуха, содержащего ртутные отложения. Его результаты теперь показали, что этот воздух был не просто особенно чистой формой обычного воздуха, но был «в пять или шесть раз лучше, чем обычный воздух, для дыхания, воспаления и... любого другого использования обычного воздуха». Он назвал воздух дефлогистизированным воздухом, так как считал его обычным воздухом, лишенным флогистона . Поскольку он был, следовательно, в состоянии поглощать гораздо большее количество флогистона, выделяемого горящими телами и дышащими животными, то было объяснено значительно усиленное горение веществ и большая легкость дыхания этим воздухом.

Пионер стехиометрии

Исследования Лавуазье включали одни из первых по-настоящему количественных химических экспериментов . Он тщательно взвешивал реагенты и продукты химической реакции в герметично закрытом стеклянном сосуде, чтобы газы не могли выйти наружу, что стало решающим шагом в развитии химии. В 1774 году он показал, что, хотя материя и может менять свое состояние в ходе химической реакции, общая масса материи в конце и в начале каждого химического превращения одинакова. Так, например, если кусок дерева сгорает дотла, общая масса при включении газообразных реагентов и продуктов не изменится. Эксперименты Лавуазье подтвердили закон сохранения массы . Во Франции его преподают как закон Лавуазье, и он перефразируется из утверждения в его «Элементарном трактате о химии» : «Ничто не потеряно, ничего не создано, все трансформируется». Михаил Ломоносов (1711–1765) ранее высказал подобные идеи в 1748 году и доказал их в опытах; Среди других, чьи идеи предшествовали работам Лавуазье, - Жан Рей (1583–1645), Джозеф Блэк (1728–1799) и Генри Кавендиш (1731–1810).

Химическая номенклатура

Первая страница экземпляра «Méthode de Nomenclature Chimique» 1787 года.

Лавуазье вместе с Луи-Бернаром Гитоном де Морво , Клодом-Луи Бертолле и Антуаном Франсуа де Фуркруа новую программу реформ химической номенклатуры представили в Академию в 1787 году , ибо рациональной системы химической номенклатуры в ней практически не существовало. время. Эта работа под названием » « Метод химической номенклатуры , 1787 г., представила новую систему, которая была неразрывно связана с новой кислородной теорией химии Лавуазье.

Классические элементы земли, воздуха, огня и воды были отброшены, и вместо них в качестве элементов были предварительно перечислены около 33 веществ, которые нельзя было разложить на более простые вещества никакими известными химическими способами. Элементы включали свет; калорический (вещество тепла); принципы кислорода, водорода и азота ( азота ); углерод; сера; фосфор; еще неизвестные «радикалы» соляной кислоты ( соляной кислоты ), борной кислоты и «фтористой» кислоты; 17 металлов; 5 земли (главным образом оксиды еще неизвестных металлов, таких как магнезия , барий и стронций ); три щелочи ( калий , сода и аммиак ); и «радикалы» 19 органических кислот.

Кислотам, рассматриваемым в новой системе как соединения различных элементов с кислородом, были присвоены названия, обозначающие участвующий в них элемент, а также степень его оксигенации, например серная и сернистая кислоты, фосфорная и фосфористая кислоты, азотная и азотистая кислоты. окончание «ic» указывает на кислоты с более высоким содержанием кислорода, чем кислоты с окончанием «ous».

Точно так же солям «ic» кислот были присвоены концевые буквы «ate», как в сульфате меди, тогда как соли «ous» кислот заканчивались суффиксом «ite», как в сульфите меди.

Общий эффект новой номенклатуры можно оценить, сравнив новое название « сульфат меди » со старым термином «купорос Венеры». Новая номенклатура Лавуазье распространилась по Европе и Соединенным Штатам и стала широко использоваться в области химии. Это положило начало противовоспалительному подходу к этой области.

Химическая революция и оппозиция

Лавуазье обычно называют одним из главных участников химической революции . Его точные измерения и тщательное ведение балансов на протяжении всего эксперимента были жизненно важны для широкого признания закона сохранения массы. Его введение новой терминологии, биномиальной системы, смоделированной по образцу системы Линнея , также помогает отметить драматические изменения в этой области, которые обычно называют химической революцией. Пытаясь изменить эту область, Лавуазье столкнулся с большим сопротивлением, особенно со стороны британских ученых-флогистик. Джозеф Пристли, Ричард Кирван , Джеймс Кейр и Уильям Николсон , среди прочих, утверждали, что количественное определение веществ не подразумевает сохранение массы. Вместо того чтобы представить фактические доказательства, оппозиция заявила, что Лавуазье неверно истолковал выводы своего исследования. Один из союзников Лавуазье, Жан Батист Био , писал о методологии Лавуазье: «Чувствовалась необходимость связать точность экспериментов со строгостью рассуждений». Его оппоненты утверждали, что точность экспериментов не означает точности выводов и рассуждений. Несмотря на сопротивление, Лавуазье продолжал использовать точные приборы, чтобы убедить других химиков в своих выводах, которые часто дают результаты с точностью до пяти-восьми десятичных знаков. Николсон, который подсчитал, что только три из этих десятичных знаков имеют значение, заявил:

Если отрицать, что эти результаты претендуют на истинность в последних рисунках, я должен попросить позволения заметить, что эти длинные ряды цифр, которые в некоторых случаях в тысячу раз превосходят точность эксперимента, служат только для того, чтобы продемонстрировать парад, в котором истинная наука не нуждается; и, более того, когда реальная степень точности экспериментов таким образом скрыта от нашего созерцания, мы в некоторой степени склонны сомневаться в том, что точность экспериментов действительно такова, что делает доказательства de l'ordre demostratif .

Известные работы

Лаборатория Лавуазье, Музей искусств и ремесел , Париж.

Пасхальные мемуары

«Официальная» версия «Пасхальных мемуаров» Лавуазье появилась в 1778 году. За прошедший период у Лавуазье было достаточно времени, чтобы повторить некоторые из последних экспериментов Пристли и провести несколько новых собственных. Помимо изучения дефлогистированного воздуха Пристли более тщательно изучил остаточный воздух после прокаливания металлов. Он показал, что этот остаточный воздух не поддерживает ни горение, ни дыхание и что примерно пять объемов этого воздуха, добавленные к одному объему дефлогистированного воздуха, дают обычный атмосферный воздух. Обычный воздух тогда представлял собой смесь двух различных химических соединений с совершенно разными свойствами. Таким образом, когда в 1778 году была опубликована переработанная версия «Пасхальных мемуаров», Лавуазье больше не утверждал, что принцип, который сочетается с металлами при прокаливании, — это просто обычный воздух, а «не что иное, как самая здоровая и чистая часть воздуха» или «в высшей степени пригодная для дыхания». часть воздуха». В том же году он придумал название «кислород» для этого компонента воздуха, от греческого слова, означающего «образующий кислоту». Его поразило то, что продукты сгорания таких неметаллов, как сера, фосфор, древесный уголь и азот, имеют кислотную реакцию. Он считал, что все кислоты содержат кислород и, следовательно, кислород является подкисляющим началом.

Разрушение теории флогистона

Дополнительная информация: теория флогистона.

Химические исследования Лавуазье между 1772 и 1778 годами были в основном связаны с разработкой его собственной новой теории горения. В 1783 году он прочитал академии свою статью под названием «Réflexions sur le phlogysique» («Размышления о флогистоне»), полномасштабную атаку на современную теорию горения флогистона. В том же году Лавуазье также начал серию экспериментов по составу воды, которые должны были стать важным краеугольным камнем его теории горения и привлечь к ней множество сторонников. Многие исследователи экспериментировали с комбинацией горючего воздуха Генри Кавендиша, теперь известного как водород , с «дефлогистизированным воздухом» (воздухом в процессе сгорания, который теперь известен как кислород) путем электрического искрообразования смесей газов. Все исследователи отметили получение Кавендишем чистой воды путем сжигания водорода в кислороде, но они по-разному интерпретировали реакцию в рамках теории флогистона. Лавуазье узнал об эксперименте Кавендиша в июне 1783 года от Чарльза Благдена. до публикации результатов в 1784 г.) и сразу же признал воду оксидом гидроэнергетического газа ( .

В сотрудничестве с Лапласом Лавуазье синтезировал воду, сжигая струи водорода и кислорода в колпакове над ртутью. Количественные результаты были достаточно хороши, чтобы поддержать утверждение о том, что вода — это не элемент, как считалось на протяжении более 2000 лет, а соединение двух газов, водорода и кислорода. Интерпретация воды как соединения объяснила легковоспламеняющийся воздух, образующийся в результате растворения металлов в кислотах (водород, образующийся при разложении воды), и восстановление известкового налета горючим воздухом (сочетание газа из известкового налета с кислородом с образованием воды).

Несмотря на эти эксперименты, противовоспалительный подход Лавуазье остался непринятым многими другими химиками. Лавуазье постарался предоставить окончательные доказательства состава воды, пытаясь использовать это в поддержку своей теории. Работая с Жаном-Батистом Менье , Лавуазье пропускал воду через раскаленный докрасна железный ствол пушки, позволяя кислороду образовывать оксид с железом, а водороду выходить из конца трубы. Он представил свои выводы о составе воды в Академию наук в апреле 1784 года, сообщив свои цифры с точностью до восьми десятичных знаков. Оппозиция отреагировала на эти дальнейшие эксперименты, заявив, что Лавуазье продолжал делать неверные выводы и что его эксперимент продемонстрировал вытеснение флогистона из железа за счет соединения воды с металлом. Лавуазье разработал новый аппарат, в котором использовались пневматическая корыта, набор весов, термометр и барометр, тщательно откалиброванные. Тридцать ученых были приглашены стать свидетелями разложения и синтеза воды с помощью этого аппарата, что убедило многих присутствовавших в правильности теорий Лавуазье. Эта демонстрация с большой уверенностью доказала, что вода является соединением кислорода и водорода для тех, кто ее видел. Однако распространение эксперимента оказалось некачественным, поскольку в нем не хватало деталей, чтобы правильно отобразить степень точности измерений. Статья заканчивалась поспешным заявлением о том, что эксперимента «более чем достаточно, чтобы убедиться в достоверности предположений» о составе воды, и утверждалось, что методы, использованные в эксперименте, объединят химию с другими физическими науками и будут способствовать открытиям. .

Элементарный трактат по химии

Лавуазье и Бертолле, Chimistes Celebres, мясной компании «Экстракт Либиха» , 1929 г. Коллекционная карточка

Лавуазье использовал новую номенклатуру в своем » « Элементарном трактате по химии , опубликованном в 1789 году. Эта работа представляет собой синтез вклада Лавуазье в химию и может считаться первым современным учебником по этому предмету. Ядром работы была кислородная теория, и эта работа стала наиболее эффективным средством передачи новых доктрин. Он представил единый взгляд на новые теории химии, содержал четкое изложение закона сохранения массы и отрицал существование флогистона. Этот текст уточнил представление об элементе как о веществе, которое невозможно расщепить ни одним известным методом химического анализа, и представил теорию Лавуазье об образовании химических соединений из элементов. Это остается классикой в ​​истории науки. Хотя многие ведущие химики того времени отказывались принять новые идеи Лавуазье, спрос на «Элементарный трактат» в качестве учебника в Эдинбурге был достаточным, чтобы заслужить перевод на английский язык в течение примерно года после его публикации на французском языке. В любом случае «Элементарный трактат» оказался достаточно убедительным, чтобы убедить следующее поколение.

Физиологическая работа

Лавуазье (в очках) управляет своей солнечной печью, чтобы предотвратить загрязнение продуктами сгорания.

Взаимосвязь между горением и дыханием уже давно была признана благодаря той важной роли, которую воздух играл в обоих процессах. Поэтому Лавуазье был почти вынужден расширить свою новую теорию горения, включив в нее область физиологии дыхания . Его первые мемуары на эту тему были прочитаны Академии наук в 1777 году, но наиболее значительный вклад в эту область он сделал зимой 1782–1783 годов совместно с Лапласом. Результат этой работы был опубликован в мемуарах «О жаре». Лавуазье и Лаплас разработали ледяной калориметр для измерения количества тепла, выделяющегося при горении или дыхании. Внешняя оболочка калориметра была заполнена снегом, который таял, поддерживая постоянную температуру 0 °C вокруг внутренней оболочки, заполненной льдом. Измеряя количество углекислого газа и тепла, выделяемого при нахождении живой морской свинки в этом аппарате, и сравнивая количество тепла, выделяемого при сжигании достаточного количества углерода в ледяном калориметре для получения того же количества углекислого газа, что и морская свинка. Свинья выдыхала, они пришли к выводу, что дыхание на самом деле представляет собой медленный процесс сгорания. Лавуазье заявил: «la дыхания est donc une горения», то есть дыхательный газообмен представляет собой горение, подобное горению свечи.

Это непрерывное медленное горение, которое, как они предполагали, происходило в легких, позволяло живому животному поддерживать температуру своего тела выше температуры окружающей среды, что объясняет загадочный феномен животного тепла. Лавуазье продолжил эти дыхательные эксперименты в 1789–1790 годах в сотрудничестве с Арманом Сегеном . Они разработали амбициозную серию экспериментов для изучения всего процесса метаболизма и дыхания в организме, используя Сегена в качестве морской свинки. Их работа была лишь частично завершена и опубликована из-за революции, но новаторская работа Лавуазье в этой области вдохновила на подобные исследования физиологических процессов на протяжении нескольких поколений.

Наследие

Антуан-Лоран Лавуазье, Жюль Далу , 1866 г.

Фундаментальный вклад Лавуазье в химию стал результатом сознательного стремления уместить все эксперименты в рамки единой теории. Он установил последовательное использование химического баланса , использовал кислород, чтобы опровергнуть теорию флогистона, и разработал новую систему химической номенклатуры, которая утверждала, что кислород является неотъемлемой частью всех кислот (которая позже оказалась ошибочной).

Лавуазье также провел ранние исследования в области физической химии и термодинамики в совместных экспериментах с Лапласом. Они использовали калориметр для оценки количества тепла, выделяемого на единицу произведенного углекислого газа, и в конечном итоге обнаружили одинаковое соотношение для пламени и животных, что указывает на то, что животные производят энергию посредством определенного типа реакции горения.

Лавуазье также внес свой вклад в ранние идеи о составе и химических изменениях, сформулировав радикальную теорию, полагая, что радикалы , которые действуют как единая группа в химическом процессе, соединяются с кислородом в реакциях. Он также представил возможность аллотропии химических элементов, когда обнаружил, что алмаз представляет собой кристаллическую форму углерода .

Он также отвечал за создание газометра, дорогого прибора, который он использовал на своих демонстрациях. Хотя он использовал свой газометр исключительно для этих целей, он также создал меньшие по размеру, более дешевые и более практичные газометры, которые работали с достаточной степенью точности, которую могло воссоздать большее количество химиков.

В целом его вклад считается наиболее важным в продвижении химии до уровня, достигнутого физикой и математикой в ​​18 веке.

После его смерти его родственники создали коллекцию, включающую большую часть его научных рукописей и инструментов, в замке Каньер в Пюи-де-Дом.

Новой Зеландии Гора Лавуазье в хребте Папароа была названа в его честь в 1970 году Департаментом научных и промышленных исследований .

Награды и почести

При жизни Лавуазье был награжден золотой медалью короля Франции за работу по городскому уличному освещению (1766 г.) и был назначен членом Французской академии наук (1768 г.). В 1775 году он был избран членом Американского философского общества .

Работа Лавуазье была признана международным историческим памятником химии Американским химическим обществом , Академией наук Института Франции и Химическим обществом Франции в 1999 году. Публикация Антуана Лорана Лавуазье в 1788 году под названием «Метод химической номенклатуры» , опубликованная совместно с коллегами Луи-Бернаром Гайтоном де Морво , Клодом Луи Бертолле и Антуаном Франсуа, графом де Фуркруа , был удостоен награды «Citation for Chemical Breakthrough» от Отдела истории химии Американского химического общества, врученной в Академии наук (Париж) в 2015 году.

Медаль в память Франклина и Лавуазье, 2018 г.

Ряд медалей Лавуазье был назван и вручен в честь Лавуазье такими организациями, как Химическое общество Франции , Международное общество биологической калориметрии и DuPont . компания Он также отмечен премией Франклина-Лавуазье, отмечающей дружбу Антуана-Лорана Лавуазье и Бенджамина Франклина . Премия, включающая медаль, вручается совместно Фондом Дома Химии в Париже, Франция, и Институтом истории науки в Филадельфии, Пенсильвания, США.

Избранные произведения

Произведения Лавуазье были переведены в Японии в 1840-х годах в процессе Рангаку . Страница из книги Удагавы Ёана « » 1840 года. Сэйми Кайсо

• Физико-химические брошюры (Париж: Chez Durand, Didot, Esprit, 1774). ( Второе издание, 1801 г. )
• Искусство изготовления соли и поташа, опубликованное по приказу короля генеральными управляющими Poudres & Salpetres (Париж, 1779 г.).
• Инструкция о способах обеспечения недостатка кормов и увеличения пропитания скота, Дополнение к инструкции о способах обеспечения недостатка кормов, изданной по указу короля 31 мая 1785 г. (Инструкция о средства восполнения недостатка продовольствия фуражами и увеличения пропитания скота, Дополнение к инструкции о способах обеспечения недостатка продовольствия фуражами, изданной по указу короля 31 мая 1785 г.).
• (совместно с Гайтоном де Морво, Клодом-Луи Бертолле, Антуаном Фуркрой) Метод химической номенклатуры (Париж: Chez Cuchet, 1787)
• (совместно с Фуркруа, Морво, Кадетом, Боме, д'Арсе и Сейджем) Химическая номенклатура, или древняя и современная синонимия, на службе интеллекта авторов. (Париж: Ше Кюше, 1789 г.)
• Элементарный трактат по химии, представленный в новом порядке и рядом с современными открытиями (Париж: Chez Cuchet, 1789; Брюссель: Cultures et Civilizations, 1965)), также здесь
• (совместно с Пьером-Симоном Лапласом) « Мемуары о жаре », Мемуары Академии наук (1780), стр. 355–408.
• Мемуары, содержащие эксперименты, проведенные на жаре зимой 1783–1784 годов П. С. де Лапласом и А. К. Лавуазье (1792).
• Мемуары физики и химии Общества Аркейля (1805: посмертно)

В переводе

• Эссе Physical and Chemical (Лондон: для Джозефа Джонсона, 1776; Лондон: Frank Cass and Company Ltd., 1970) перевод Томаса Генри из Opuscules Physiques et Chimiques
• «Искусство изготовления щелочных солей и поташей», изданное по приказу Его Христианнейшего Величества и одобренное Королевской академией наук (1784 г.), пер. Чарльз Уильямос Искусство изготовления соли и поташа
• (совместно с Пьером-Симоном Лапласом) Мемуары о жаре: прочитаны в Королевской академии наук 28 июня 1783 года господами Лавуазье и Де Ла Пласом из той же Академии. (Нью-Йорк: Академические публикации Нила Уотсона, 1982) пер. Анри Герлак из Mémoire sur la chaleur
• Очерки о влиянии различных процессов на атмосферный воздух; С особым взглядом на исследование состава кислот , пер. Томас Генри (Лондон: Уоррингтон, 1783) собирает эти эссе:

1. «Опыты дыхания животных и изменений, происходящих с воздухом при прохождении через их легкие». (Прочитано в Академии наук, 3 мая 1777 г.)
2. «О горении свечей в атмосферном и дефлогистированном воздухе». (Сообщено в Академию наук, 1777 г.)
3. «О горении фосфора Кункеля».
4. «О существовании воздуха в азотистой кислоте и о способах разложения и восстановления этой кислоты».
5. «О растворе ртути в купоросной кислоте».
6. «Опыты по сжиганию квасцов с флогистическими веществами и по изменениям, произошедшим с воздухом, в котором сгорал пирофор».
7. «О купоросности боевых пиритов».
8. «Общие соображения о природе кислот и принципах, из которых они состоят».
9. «О сочетании материи огня с испаряющимися жидкостями и об образовании эластичных воздухообразных жидкостей».

• «Размышления о флогистоне», перевод Николаса У. Беста из «Размышлений о флогистоне, которые послужат продолжением теории горения и прокаливания» (прочитано в Королевской академии наук в течение двух вечеров, 28 июня и 13 июля 1783 г.) . Опубликовано в двух частях:

1. Лучший, Николас В. (2015). «Размышления Лавуазье о флогистоне» I: Против теории флогистона» . Основы химии . 17 (2): 361–378. дои : 10.1007/s10698-015-9220-5 . S2CID   170422925 .
2. Лучший, Николас В. (2016). «Размышления Лавуазье о флогистоне» II: О природе тепла». Основы химии . 18 (1): 3–13. дои : 10.1007/s10698-015-9236-x . S2CID   94677080 .

• Метод химической номенклатуры: предложен господами Де Моро, Лавуазье, Бертоле и Де Фуркруа (1788 г.) . Словарь.
• Элементы химии в новом систематическом порядке, содержащие все современные открытия (Эдинбург: Уильям Крич, 1790; Нью-Йорк: Дувр, 1965), перевод Роберта Керра из Traité élémentaire de chimie . ISBN   978-0-486-64624-4 (Дувр).
  • издание 1799 года
  • Издание 1802 года: том 1 , том 2.
  • Некоторые иллюстрации из издания 1793 года.
  • Еще несколько иллюстраций из Института истории науки.
  • Еще иллюстрации (из собрания сочинений) Института истории науки .

• 
  Копия 1790 года «Элементы химии в систематическом порядке, содержащие все современные открытия».
• 
  Титульный лист книги «Элементы химии в систематическом порядке, содержащие все современные открытия» (1790 г.)
• 
  Предисловие к «Элементам химии в систематическом порядке, содержащим все современные открытия» (1790 г.)
• 
  Первая страница «Элементов химии в систематическом порядке, содержащих все современные открытия» (1790 г.)

См. также

• Королевская комиссия по животному магнетизму

Дальнейшее чтение

• Герберманн, Чарльз, изд. (1913). «Антуан-Лоран Лавуазье» . Католическая энциклопедия . Нью-Йорк: Компания Роберта Эпплтона.
• Байи, Ж.-С., «Секретный отчет о месмеризме или животном магнетизме», Международный журнал клинического и экспериментального гипноза , Vol. 50, № 4 (октябрь 2002 г.), стр. 364–368. дои : 10.1080/00207140208410110
• Бертло, М. (1890). Химическая революция: Лавуазье . Париж: Алкан.
• Каталог печатных произведений и памятных вещей Антуана Лорана Лавуазье, 1743–1794 гг. Выставлен в Клубе Гролье (Нью-Йорк, 1952).
• Даумас, М. (1955). Лавуазье, теоретик и экспериментатор . Париж: Press Universitaires de France.
• Донован, Артур (1993). Антуан Лавуазье: Наука, управление и революция . Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета.
• Дювин, Д.И. и Х.С. Кликштейн, Библиография произведений Антуана Лорана Лавуазье, 1743–1794 (Лондон, 1954)
• Франклин, Б., Мажо, М.Дж., Ле Рой, Ж.Б., Саллин, К.Л., Байи, Ж.-С., д'Арсе, Ж., де Бори, Ж., Гильотен, Ж.-И. И Лавуазье, А., «Отчет комиссаров, которым король поручил исследование магнетизма животных», Международный журнал клинического и экспериментального гипноза , том 50, № 4 (октябрь 2002 г.), стр. 332–363. дои : 10.1080/00207140208410109
• Грей, Вивиан (1982). Химик, потерявший голову: История Антуана Лавуазье . Coward, McCann & Geoghegan, Inc. ISBN  9780698205598 .
• Герлак, Генри (1961). Лавуазье – Решающий год . Итака, Нью-Йорк: Издательство Корнельского университета.
• Холмс, Фредерик Лоуренс (1985). Лавуазье и химия жизни . Мэдисон, Висконсин: Издательство Висконсинского университета.
• Холмс, Фредерик Лоуренс (1998). Антуан Лавуазье – Следующий решающий год, или Истоки его количественного метода в химии . Издательство Принстонского университета.
• Джексон, Джо (2005). Мир в огне: еретик, аристократ и гонка за открытием кислорода . Викинг.
• Джонсон, Хортон А. (2008). «Революционные инструменты, инструменты Лавуазье как предметы искусства» . Журнал «Химическое наследие» . 26 (1): 30–35.
• Келли, Джек (2004). Порох: алхимия, бомбарды и пиротехника . Основные книги. ISBN  978-0-465-03718-6 .
• Маккай, Дуглас (1935). Антуан Лавуазье: отец современной химии . Филадельфия: JB Lippincott & Co.
• Маккай, Дуглас (1952). Антуан Лавуазье: учёный, экономист, социальный реформатор . Нью-Йорк: Генри Шуман.
• Пуарье, Жан-Пьер (1996). Лавуазье (английское изд.). Издательство Пенсильванского университета.
• Шерри, Эрик (2007). Таблица Менделеева: ее история и значение . Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-530573-9 .
• Смартт Белл, Мэдисон (2005). Лавуазье в первый год: рождение новой науки в эпоху революции . Атлас Букс, WW Нортон.

Внешние ссылки

• Архивы: Фонд Антуана-Лорана Лавуазье , Комитет Лавуазье, Академия наук.
• Паноптикум Лавуазье - виртуальный музей Антуана Лавуазье.
• Библиография в Паноптикуме Лавуазье
• Работы Лавуазье

О своей работе

• Расположение лаборатории Лавуазье в Париже.
• 4 об открытии кислорода BBC Программа Radio
• Кто первым отнес материалы к «соединениям»? — Фред Сенезе
• Коллекция Лавуазье Корнельского университета

Его сочинения

• Работы Антуана Лавуазье в Project Gutenberg
• Работы Антуана Лавуазье или о нем в Internet Archive
• Les Œuvres de Lavoisier (Полное собрание сочинений Лавуазье) под редакцией Пьетро Корси (Оксфордский университет) и Патриса Брета (CNRS) (на французском языке)
• Oeuvres de Lavoisier (Произведения Лавуазье) в Gallica BnF в шести томах. (на французском языке)
• Страница автора WorldCat
• Титульный лист, гравюры на дереве и медные гравюры мадам Лавуазье из первого издания Traité élémentaire de chimie 1789 года (все изображения свободно доступны для скачивания в различных форматах из Института истории науки цифровых коллекций на сайте digital.sciencehistory.org .