Antoine Lavoisier
Antoine-Laurent de Lavoisier (lav-WUZ-ee-ay, lə-VWAH-zee-ay; Francês: [ɑ̃twan lɔʁɑ̃ də lavwazje]; 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 XVIII e que teve uma grande influência tanto na história da química quanto na história da biologia.
É geralmente aceito que as grandes realizações de Lavoisier em 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 o oxigênio (1778) e o hidrogênio (1783), e se opôs à teoria do flogisto. Lavoisier ajudou a construir o sistema métrico, escreveu a primeira lista extensa de elementos e ajudou a reformar a nomenclatura química. Ele previu a existência do silício (1787) e descobriu que, embora a matéria possa mudar de forma ou forma, sua massa sempre permanece a mesma.
Lavoisier era um membro poderoso de vários conselhos aristocráticos e administrador da Ferme générale. A Ferme Générale foi um dos componentes mais odiados do Ancien Régime por causa dos lucros que obteve às custas do Estado, o sigilo dos termos de seus contratos, e a violência de seus agentes armados. Todas essas atividades políticas e econômicas permitiram que ele financiasse sua pesquisa científica. 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 rica família 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 após 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 aos 11 anos de idade. Em seus últimos dois anos (1760–1761) na escola, seus interesses científicos foram despertados, e ele estudou química, botânica, astronomia e matemática. Na aula de filosofia, ele ficou sob a tutela do abade Nicolas Louis de Lacaille, um distinto matemático e astrônomo observacional que incutiu no jovem Lavoisier um interesse pela observação meteorológica, um entusiasmo que nunca o deixou. Lavoisier ingressou na faculdade de direito, onde se formou em 1763 e licenciou-se em 1764. Lavoisier se formou em direito e foi admitido na ordem dos advogados, mas nunca exerceu a advocacia. No entanto, ele continuou sua educação científica em seu tempo livre.
Primeiros trabalhos científicos
A educação de Lavoisier foi repleta dos ideais do Iluminismo francês da época, e ele era fascinado pelo dicionário de química de Pierre Macquer. Ele assistiu a palestras nas ciências naturais. A devoção e a 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 uma pesquisa geológica da Alsácia-Lorena em junho de 1767. Em 1764, ele leu seu primeiro artigo para a Academia Francesa de Ciências, a sociedade científica de elite da França, sobre as propriedades químicas e físicas de gesso (sulfato de cálcio hidratado), e em 1766 recebeu 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 reformador social
Pesquisa que beneficia o bem público
Embora Lavoisier seja comumente conhecido por suas contribuições às ciências, ele também dedicou uma parte significativa de sua fortuna e trabalho para beneficiar o público. Lavoisier era um humanitário - ele se preocupava profundamente com as pessoas de seu país e muitas vezes se preocupava em melhorar a vida da população por meio da agricultura, indústria e ciências. A primeira instância disso ocorreu em 1765, quando ele apresentou um ensaio sobre a melhoria da iluminação pública urbana para a Academia Francesa de Ciências.
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 Lavoisier na química da água e nas tarefas de saneamento público.
Além disso, ele se interessou pela 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 forma que permitisse ventilação adequada e ar puro por toda parte.
Na época, as prisões em Paris eram conhecidas por serem praticamente inabitáveis e os prisioneiros eram inabitáveis. tratamento 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 realizou seus próprios concursos para impulsionar a pesquisa no sentido de melhorar o público e seu próprio trabalho.
Patrocínio das ciências
Lavoisier tinha uma visão de educação pública com raízes na "sociabilidade científica" e filantropia.
Lavoisier obteve a maior parte de sua renda comprando ações da General Farm, o que lhe permitiu trabalhar em ciência em tempo integral, viver confortavelmente e contribuir financeiramente para melhorar a comunidade. (Também contribuiria para sua morte durante o Reinado do Terror muitos anos depois.)
Era muito difícil garantir financiamento público para as ciências na época e, além disso, não era muito lucrativo financeiramente para o cientista médio, então Lavoisier usou sua riqueza para abrir um laboratório muito caro e sofisticado na França para que aspirantes a cientistas pudessem estudar sem as barreiras de garantir financiamento para suas pesquisas.
Ele também pressionou pela 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 pelos ricos e nobres, o Lycée ministrava regularmente cursos ao público a partir de 1793.
Ferme générale e casamento
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 arrecadação de impostos que adiantava a receita tributária estimada para o governo real em troca do direito de recolher os impostos. Em nome da Ferme générale, Lavoisier encomendou a construção de um muro ao redor de Paris para que as taxas alfandegárias pudessem ser cobradas de quem transportava mercadorias para dentro e fora da cidade. Sua participação na arrecadação de seus impostos não ajudou em sua reputação quando o Reinado 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, casou-se com Marie-Anne Pierrette Paulze, filha de 13 anos de um membro sênior da Ferme générale. Ela desempenhou 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 para o inglês dessas memórias sobreviveu é desconhecida 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 a exibição pública habitual no Salão de Paris por medo de que pudesse inflamar as paixões antiaristocráticas.
Durante três anos após sua entrada na Ferme générale, a atividade científica de Lavoisier diminuiu um pouco, pois grande parte de seu tempo foi ocupado com a Ferme générale oficial. negócios. Ele, no entanto, apresentou um importante livro de memórias para a Academia de Ciências durante este período, sobre a suposta conversão de água em terra por evaporação. Por meio de um experimento quantitativo muito preciso, Lavoisier mostrou que o elemento "terroso" O sedimento produzido após um longo e contínuo aquecimento por refluxo de água em um recipiente de vidro não foi devido à conversão da água em terra, mas sim à desintegração gradual do interior do recipiente de vidro produzida pela água fervente. Ele também tentou introduzir reformas no sistema monetário e tributário francês para ajudar os camponeses.
Adulteração de tabaco
O Farmers General detinha o monopólio da produção, importação e venda de tabaco na França, e os impostos que cobravam sobre o tabaco geravam uma receita de 30 milhões de libras por ano. Essa receita começou a cair por causa de um crescente mercado negro de tabaco contrabandeado e adulterado, geralmente com cinzas e água. Lavoisier desenvolveu um método para verificar se as cinzas haviam sido misturadas ao tabaco: “Quando um espírito de vitríolo, aqua fortis ou alguma outra solução ácida é derramado sobre as cinzas, há um efeito imediato muito intenso. reação efervescente, 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 cinza adicionada dá a ele um sabor particularmente pungente que os consumidores procuram”. Talvez a Fazenda pudesse ganhar alguma vantagem acrescentando um pouco dessa mistura líquida na hora de fabricar o tabaco”. Lavoisier também descobriu que, embora adicionar muita água para aumentar o volume do tabaco fizesse com que ele fermentasse e cheirasse mal, a adição de uma quantidade muito pequena melhorava o produto. A partir daí, as fábricas do Farmers General adicionaram, como ele recomendou, consistentes 6,3% de água em volume ao tabaco que processavam. Para permitir esse acréscimo, o Farmers General entregava aos varejistas dezessete onças de tabaco, cobrando apenas dezesseis. Para garantir que apenas essas quantidades autorizadas fossem adicionadas e para excluir o mercado negro, Lavoisier providenciou para que um sistema estanque de verificações, contas, supervisão e testes tornasse muito difícil para os varejistas obter tabaco contrabandeado ou aumentar seus lucros por volume para cima. Ele foi enérgico e rigoroso na implementação disso, e os sistemas que introduziu foram 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 secretário e gastou somas consideráveis de seu próprio dinheiro para melhorar os rendimentos agrícolas em Sologne, uma área onde as terras agrícolas eram de baixa qualidade. A humidade da região provocava muitas vezes uma praga na colheita do centeio, provocando 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 culturas e tipos de gado. Sua conclusão foi que, apesar das possibilidades de reformas agrícolas, o sistema tributário deixou os arrendatários com tão pouco que seria irreal esperar que eles mudassem suas práticas tradicionais.
Comissão da Pólvora
As pesquisas de Lavoisier sobre combustão foram realizadas em meio a uma agenda muito ocupada de deveres públicos e privados, especialmente em conexão com a Ferme Générale. Houve também inúmeros relatórios e comissões da Academia de Ciências para investigar problemas específicos por ordem do governo real. Lavoisier, cujas habilidades de organização eram notáveis, frequentemente recebia a tarefa de redigir tais 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 mostrou insatisfatória em fornecer à França suas necessidades de munições. Como resultado de seus esforços, tanto a quantidade quanto a qualidade da pólvora francesa melhoraram muito, tornando-se 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 desfrutou de uma casa e de um laboratório no Royal Arsenal. Aqui viveu e trabalhou entre 1775 e 1792.
Lavoisier foi uma influência formativa na formação do negócio de pólvora Du Pont porque 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 começado se não fosse por sua bondade para comigo".
Durante a Revolução
Em junho de 1791, Lavoisier fez um empréstimo de 71.000 libras 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 que isso incluísse tanto relatórios de debates na Assembleia Nacional Constituinte quanto trabalhos da Academia de Ciências. A revolução rapidamente interrompeu o primeiro jornal do velho du Pont, mas seu filho E.I. du Pont logo lançou 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 1º de agosto de 1793. Lavoisier foi um dos 27 Agricultores Gerais que, por ordem da Convenção, deveriam ser todos detidos. Embora temporariamente escondido, em 30 de novembro de 1793 ele se entregou ao convento de Port Royal para interrogatório. Ele alegou que não operava nessa comissão há muitos anos, tendo se dedicado à ciência.
O próprio Lavoisier foi afastado da comissão de pesos e medidas em 23 de dezembro de 1793, juntamente com o matemático Pierre-Simon Laplace e vários outros membros, por motivos políticos.
Uma de suas últimas grandes obras foi uma proposta à Convenção Nacional para a reforma da educação francesa. Ele também interveio em nome de vários cientistas estrangeiros, incluindo o matemático Joseph Louis Lagrange, ajudando a isentá-los de um mandato que priva todos os estrangeiros de posses e liberdade.
Dias finais e execução
À medida que a Revolução Francesa ganhava força, aumentavam os ataques à profundamente impopular Ferme générale, que acabou sendo abolida em março de 1791. Em 1792, Lavoisier foi forçado a renunciar ao cargo na Comissão da Pólvora e para 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 decretada a prisão de todos os ex-taxistas. Lavoisier e o outro Farmers General enfrentaram nove acusações de fraudar o estado do dinheiro devido a ele 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 alta qualidade consistente de tabaco. O tribunal, no entanto, estava inclinado a acreditar que, ao condená-los e apreender seus bens, recuperaria enormes somas 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 ele pudesse continuar seus experimentos foi interrompido 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.") 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 reproduzir algo parecido." 34;)
Post-mortem
Um ano e meio após sua execução, Lavoisier foi totalmente exonerado pelo governo francês. Durante o Terror Branco, seus pertences foram entregues à viúva. Uma breve nota foi incluída, lendo "Para a viúva de Lavoisier, que foi falsamente condenada".
Contribuições para a química
Teoria da combustão do oxigênio
Durante o 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, combinava-se 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 do enxofre e acrescentou que "o que é observado na combustão do enxofre e do fósforo pode muito bem ocorrem no caso de todas as substâncias que ganham peso por combustão e calcinação: e estou convencido de que o aumento de peso de calcários metálicos se deve à mesma causa."
O "ar fixo" de Joseph Black
Durante 1773, Lavoisier decidiu revisar minuciosamente a literatura sobre o ar, particularmente o "ar fixo" e repetir muitos dos experimentos de outros pesquisadores no campo. Ele publicou um relato dessa revisão em 1774 em um livro intitulado Opuscules physiques et chimiques (Ensaios físicos e químicos). No decorrer desta revisão, ele fez seu primeiro estudo completo do trabalho de Joseph Black, o químico escocês que realizou uma série de experimentos quantitativos clássicos sobre os álcalis suaves e cáusticos. Black havia mostrado que a diferença entre um álcali suave, por exemplo, giz (CaCO3), e a forma cáustica, por exemplo, cal virgem (CaO), residia no fato de que o primeiro continha "ar fixo",; não ar comum fixado no giz, mas uma espécie química distinta, agora entendida como dióxido de carbono (CO2), que era um constituinte da atmosfera. Lavoisier reconheceu que o ar fixo de Black era idêntico ao ar formado quando calces metálicos 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, que é, CO2.
Joseph Priestley
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 se devia à combinação com o ar. Mas ficou a dúvida se era 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 lhe contou sobre o ar que ele havia produzido aquecendo o calx vermelho de mercúrio com um vidro em chamas e que havia mantido a combustão com extremo vigor. Priestley nessa época não tinha certeza da natureza desse gás, mas sentiu que era uma forma especialmente pura de ar comum. Lavoisier realizou sua própria pesquisa 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 na Academia em 26 de abril de 1775 (comumente chamado de Memórias da Páscoa). No livro de memórias original, Lavoisier mostrou que a cal de mercúrio era uma verdadeira cal metálica, pois podia ser reduzida com carvão, liberando o ar fixo de Black no processo. Quando reduzido sem carvão, emitia um ar que sustentava a respiração e a combustão de maneira aprimorada. Ele concluiu que esta era apenas uma forma pura de ar comum e que era o próprio ar "indiviso, sem alteração, sem decomposição" que combinado com metais em calcinação.
Depois de retornar de Paris, Priestley retomou sua investigação sobre o ar a partir de calcário de mercúrio. Seus resultados agora mostraram que este ar não era apenas uma forma especialmente pura de ar comum, mas era "cinco ou seis vezes melhor que o ar comum, para fins de respiração, inflamação e... todos os outros usos do ar comum". #34;. Ele chamou o ar de ar desflogisticado, pois pensava que era ar comum privado de seu flogisto. Como estava, portanto, em estado de absorver uma quantidade muito maior de flogisto liberado por corpos em chamas e animais respirando, explicava-se a combustão muito aumentada de substâncias e a maior facilidade de respirar nesse ar.
Pioneiro 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 de estado em uma reação química, a massa total da matéria é a mesma no final e no início de cada transformação química. Assim, por exemplo, se um pedaço de madeira for reduzido a cinzas, a massa total permanece inalterada se forem incluídos reagentes e produtos gasosos. 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.' 34; Mikhail Lomonosov (1711–1765) já havia expressado ideias semelhantes em 1748 e as provou 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 química nomenclatura neste momento. Este trabalho, intitulado Méthode de nomenclature chimique (Método de nomenclatura química, 1787), introduziu um novo sistema que estava inextricavelmente 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 33 substâncias que não podiam ser decompostas em substâncias mais simples por qualquer meio químico conhecido foram provisoriamente listadas como elementos. Os elementos incluíam luz; calórico (matéria de calor); os princípios de oxigênio, hidrogênio e azoto (nitrogênio); carbono; enxofre; fósforo; os ainda desconhecidos "radicais" de ácido muriático (ácido clorídrico), ácido bórico e "fluórico" ácido; 17 metais; 5 terras (principalmente óxidos de metais ainda desconhecidos, como magnésia, bária e estrôntia); três álcalis (potassa, soda 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 junto com o grau de oxigenação desse elemento, por exemplo ácidos sulfúrico e sulfuroso, ácidos fosfórico e fosforoso, ácidos nítrico e ácidos nitrosos, o "ic" terminação indicando ácidos com maior proporção de oxigênio do que aqueles com o "ous" final.
Da mesma forma, os sais do "ic" ácidos receberam as letras terminais "ate," como no sulfato de cobre, enquanto os sais do "ous" ácidos terminados com o sufixo "ite," como no sulfito de cobre.
O efeito total da nova nomenclatura pode ser avaliado 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 de uso comum no campo da química. Isso marcou o início da abordagem antiflogística no 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 ampla aceitação da lei da conservação da massa. Sua introdução de uma nova terminologia, um sistema binomial modelado após o de Linnaeus, também ajuda a marcar as mudanças dramáticas no campo que geralmente são referidas como a revolução química. Lavoisier encontrou muita oposição ao tentar mudar o campo, especialmente por parte de cientistas flogísticos britânicos. Joseph Priestley, Richard Kirwan, James Keir e William Nicholson, entre outros, argumentaram que a quantificação de substâncias não implicava na conservação da 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, "sentiu-se a necessidade de vincular a precisão nos experimentos ao rigor do raciocínio". Sua oposição argumentou que a precisão na experimentação não implicava precisão nas inferências e no raciocínio. Apesar da oposição, Lavoisier continuou a usar instrumentação precisa para convencer outros químicos de suas conclusões, muitas vezes com resultados de cinco a oito casas decimais. Nicholson, que estimou que apenas três dessas casas decimais eram significativas, declarou:
Se for negado que estes resultados se pretendem ser verdadeiros nas últimas figuras, devo pedir licença para observar, que estas longas filas de figuras, que em alguns casos se estendem a mil vezes a bondade da experiência, servem apenas para exibir um desfile que a verdadeira ciência não tem necessidade de: e, mais do que isso, que quando o verdadeiro grau de precisão em experimentos é assim escondido de nossa contemplação, estamos um tanto dispostos a duvidar se a escrupuloso de precisão dos experimentos são, de fato, tais como renderizar as provas de l'ordre demonstratif.
Trabalhos notáveis
Memórias de Páscoa
O "oficial" A versão das Memórias de Páscoa de Lavoisier apareceu em 1778. No período intermediário, Lavoisier teve muito tempo para repetir alguns dos últimos experimentos de Priestley e realizar alguns novos de sua autoria. Além de estudar o ar deflogisticado de Priestley, ele estudou mais profundamente o ar residual após a calcinação dos metais. Ele mostrou que esse ar residual não sustentava combustão nem respiração e que aproximadamente cinco volumes desse ar adicionados a um volume de 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 da Páscoa foi publicada em 1778, Lavoisier não afirmou mais que o princípio que combinava com os metais na calcinação era apenas ar comum, mas "nada mais do que a parte mais saudável e pura do ar" ou a "parte do ar eminentemente respirável". No mesmo ano, ele cunhou o nome de oxigênio para este constituinte do ar, 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 acidificante.
Desmontando a teoria do flogisto
A pesquisa química de Lavoisier entre 1772 e 1778 foi 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 flogisto), um ataque em grande escala à atual teoria da combustão do flogisto. Naquele ano, Lavoisier também deu início a uma série de experimentos sobre a composição da água, que viriam a revelar-se uma importante pedra angular de sua teoria da combustão e conquistar muitos adeptos para ela. Muitos investigadores têm feito experiências com a combinação do ar inflamável de Henry Cavendish, que Lavoisier denominou hidrogênio (grego para "formador de água"), com "ar desflogisticado" (ar em processo de combustão, agora conhecido como oxigênio) por misturas eletricamente faíscas dos gases. Todos os pesquisadores observaram a produção de Cavendish de água pura pela queima de hidrogênio em oxigênio, mas interpretaram a reação de várias maneiras dentro da estrutura da teoria do flogisto. Lavoisier soube do experimento de Cavendish em junho de 1783 por meio de Charles Blagden (antes de os resultados serem 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 de vidro sobre mercúrio. Os resultados quantitativos foram bons o suficiente para sustentar a afirmação de que a água não era um elemento, como se pensava há mais de 2.000 anos, mas um composto de dois gases, hidrogênio e oxigênio. A interpretação da água como um composto explicava o ar inflamável gerado pela dissolução de metais em ácidos (hidrogênio produzido quando a água se decompõe) e a redução de calcários pelo ar inflamável (uma combinação de gás de cal com oxigênio para formar água).
Apesar desses experimentos, a abordagem antiflogística de Lavoisier permaneceu inaceitável por muitos outros químicos. Lavoisier trabalhou para fornecer provas definitivas 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 cano. 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 seu experimento 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 cuidadosamente calibrados. Trinta sábios foram convidados a testemunhar a decomposição e síntese da água por meio desse aparato, convencendo muitos que compareceram da correção das teorias de Lavoisier. Esta demonstração estabeleceu a água como um composto de oxigênio e hidrogênio com grande certeza para aqueles que a observaram. A divulgação do experimento, no entanto, mostrou-se inferior, pois carecia de detalhes para exibir adequadamente a quantidade de precisão obtida nas medições. O artigo terminava com uma declaração apressada de que o experimento era "mais do que suficiente para obter a certeza da proposição" da composição da água e afirmou que os métodos usados no experimento uniriam a química com as demais ciências físicas e avançariam nas descobertas.
Tratado Elementar de Química
Lavoisier empregou a nova nomenclatura em seu Traité élémentaire de chimie (Tratado Elementar de Química), publicado em 1789. Este trabalho representa a síntese do trabalho de Lavoisier contribuição 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 muito eficaz para a transmissão das novas doutrinas. Apresentava uma visão unificada das novas teorias da química, continha uma declaração clara da lei de conservação da massa e negava a existência do flogisto. Este texto esclareceu o conceito de elemento como uma substância que não pode 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 a ser um clássico na história da ciência. Embora muitos dos principais químicos da época se recusassem a aceitar as novas ideias de Lavoisier, a demanda pelo Traité élémentaire como livro didático em Edimburgo foi suficiente para merecer a tradução para o inglês cerca de um ano após sua publicação na França. De qualquer forma, o Traité élémentaire era suficientemente sólido para convencer a próxima geração.
Trabalho fisiológico
A relação entre combustão e respiração há muito foi reconhecida pelo 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 este tópico foram lidas para a Academia de Ciências em 1777, mas sua contribuição mais significativa para este campo foi feita no inverno de 1782-1783 em associação com Laplace. O resultado desse trabalho foi publicado em um livro de memórias, "On Heat." Lavoisier e Laplace projetaram um aparelho calorímetro de gelo para medir a quantidade de calor liberada durante a combustão ou respiração. A casca externa do calorímetro estava cheia de neve, que derreteu para manter uma temperatura constante de 0 °C em torno de uma casca interna cheia de gelo. Medindo a quantidade de dióxido de carbono e calor produzido 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 cobaia porco exalado, eles concluíram que a respiração era, de fato, um processo lento de combustão. Lavoisier afirmou, "la respiration est donc une combustão", ou seja, a troca gasosa respiratória é uma combustão, como a de uma vela queimando.
Essa combustão lenta e contínua, que eles supunham ocorrer nos pulmões, permitia que o animal vivo mantivesse sua temperatura corporal acima da temperatura ambiente, explicando assim o enigmático fenômeno 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 de metabolismo e respiração do corpo usando Seguin como uma cobaia humana nos experimentos. Seu trabalho foi apenas parcialmente concluído e publicado por causa da interrupção da Revolução, mas o trabalho pioneiro de Lavoisier nesse campo inspirou pesquisas semelhantes sobre processos fisiológicos por gerações.
Legado
As contribuições fundamentais de Lavoisier para a química foram 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 sustentava que o oxigênio era um constituinte essencial de todos os ácidos (o que mais tarde se revelou errôneo).
Lavoisier também fez pesquisas iniciais em físico-química e termodinâmica em experimentos conjuntos com Laplace. Eles usaram um calorímetro para estimar o calor envolvido por unidade de dióxido de carbono produzido, eventualmente encontrando a mesma proporção para uma chama e animais, indicando que os animais produziam energia por um tipo de reação de combustão.
Lavoisier também contribuiu para as primeiras ideias 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.
Também foi responsável pela construção do gasômetro, instrumento caro que utilizava em suas manifestações. Enquanto ele usava 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.
No geral, suas contribuições são consideradas as mais importantes no avanço da química para o nível alcançado na física e na matemática durante o século XVIII.
O Monte Lavoisier na Cordilheira Paparoa da Nova Zelândia recebeu seu nome em 1970 pelo Departamento de Pesquisa Científica e Industrial.
Prêmios e homenagens
Durante sua vida, Lavoisier recebeu uma medalha de ouro do rei da França por seu trabalho sobre iluminação pública urbana (1766) e foi nomeado para a Academia Francesa de Ciências (1768). 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 pela Société Chimique de France em 1999. Antoine Laurent Lavoisier's A publicação de Louis 1788 intitulada Méthode de Nomenclature Chimique, publicada com os colegas Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet e Antoine François, comte de Fourcroy, foi homenageada com o prêmio Citation for Chemical Breakthrough Award da Divisão of History of Chemistry da American Chemical Society, apresentado na Académie des Sciences (Paris) em 2015.
Várias medalhas Lavoisier foram nomeadas e dadas 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 comemorado pelo Franklin-Lavoisier Prêmio, 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, na França, e pelo Science History Institute, na Filadélfia, PA, EUA.
Escritos selecionados
- Opuscules físicos et chimiques (Paris: Chez Durand, Didot, Esprit, 1774). (Segunda edição, 1801)
- L'art de fabriquer le salin et la potasse, publié par ordre du Roi, par les régisseurs-généraux des Poudres & Salpêtres (Paris, 1779).
- Instrução sur les moyens de suppléer à la disette des fourrages, et d'augmenter la subsistência des bestiaux, Supplément à l'instruction sur les moyens de pourvoir à la disette des fourrages, publiée par ordre du Roi le 31 mai 1785 (Instrução sobre os meios de compensação para a escassez de alimentos com forragem, e de aumentar a subsistência do gado, Suplemento à instrução sobre os meios de prover para a escassez de alimentos com forragem, publicada por ordem do rei em 31 de maio de 1785).
- (com Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet, Antoine Fourcroy) Método de nomenclatura chimique (Paris: Chez Cuchet, 1787)
- (com Fourcroy, Morveau, Cadet, Baumé, d'Arcet e Sage) Nomenclatura chimique, ou sinônimoie ancienne et moderne, pour servir à l'intelligence des auteurs. (Paris: Chez Cuchet, 1789)
- Traité élémentaire de chimie, présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes (Paris: Chez Cuchet, 1789; Bruxelles: Cultures et Civilisations, 1965) (lit. Elementary Treatise on Chemistry, apresentado em uma nova ordem e ao lado de descobertas modernas) também aqui
- (com Pierre-Simon Laplace) "Mémoire sur la chaleur," Mémoires de l'Académie des sciences (1780), pp. 355–408.
- Mémoire contenant les expériences faites sur la chaleur, pendente l'hiver de 1783 à 1784, par P.S. de Laplace & A. K. Lavoisier (1792)
- Mémoires de Physique et de Chimie, de la Société d'Arcueil (1805: póstumo)
Na tradução
- Ensaios Física e Química (London: for Joseph Johnson, 1776; London: Frank Cass and Company Ltd., 1970) Tradução de Thomas Henry de Opuscules físicos et chimiques
- A Arte de Manufatura Sals e Potáses, Publicado pela Ordem de Sua Majestade Mais Cristã, e aprovado pela Academia Real de Ciências (1784) trans. por Charles Williamos de L'art de fabriquer le salin et la potasse
- (com Pierre-Simon Laplace) Memoir on Heat: Read to the Royal Academy of Sciences, 28 de junho de 1783, de Messrs. Lavoisier & De La Place da mesma Academia. (Nova Iorque: Neale Watson Academic Publications, 1982) trans. por Henry Guerlac de Mémoire sur la chaleur
- Ensaios, sobre os efeitos produzidos por vários processos no ar atmosférico; Com uma visão particular para uma investigação da Constituição de ácidos, trans. Thomas Henry (London: Warrington, 1783) recolhe estes ensaios:
- "Experiments on the Respiration of Animals, and on the Changes effected on the Air in pass through their Lungs." (Leia à Academia de Ciências, 3 de maio de 1777)
- "Sobre a combustão das velas no ar atmosférico e no ar deflogista." (Comunicado à Academia de Ciências, 1777)
- "Sobre a combustão do fósforo de Kunckel."
- "Na Existência do Ar no Ácido Nitroso, e nos Meios de decomposição e recomposição desse Ácido."
- "Sobre a Solução de Mercúrio em Ácido Vitriolic."
- "Experiments on the Combustion of Alum with Phlogistic Substances, and on the Changes effected on Air in which the Pyrophorus was burn."
- "Sobre a Vitriolização dos Piritas Marciais."
- "As considerações gerais sobre a natureza dos ácidos, e sobre os princípios dos quais são compostos."
- "Na Combinação da Matéria de Fogo com Fluidos Evaporáveis; e na Formação de Fluidos Elásticos Aëriformes."
- “Reflexões sobre Phlogiston”, tradução de Nicholas W. Best of “Réflexions sur le phlogistique, pour servir de suite à la théorie de la combustão et de la calcination” (leia a Académie Royale des Sciences ao longo de duas noites, 28 de junho e 13 de julho de 1783). Publicado em duas partes:
- Best, Nicholas W. (2015). «Lavoisier's "Reflections on phlogiston" I: Against phlogiston theory» (em inglês). Fundações de Química. 17. (2): 361–378. doi:10.1007/s10698-015-9220-5. S2CID 170422925.
- Best, Nicholas W. (2016). "Reflexões sobre o phlogiston" II: Sobre a natureza do calor". Fundações de Química. 18. (1): 3-13. doi:10.1007/s10698-015-9236-x. S2CID 94677080.
- Método de nomenclatura chymical: proposto por Messrs. De Moreau, Lavoisier, Bertholet e De Fourcroy (1788) Dicionário
- Elementos de Química, em uma Nova Ordem Sistemática, contendo todas as descobertas modernas (Edinburgh: William Creech, 1790; Nova Iorque: Dover, 1965) tradução de Robert Kerr de Traité élémentaire de chimie. ISBN 978-0-486-64624-4 (Dover).
- 1799 edição
- 1802 edição: volume 1, volume 2
- Algumas ilustrações de 1793 edição
- Algumas mais ilustrações do Instituto de História da Ciência
- Mais ilustrações (de Collected Works) do Instituto de História da Ciência
Cópia de 1790 de "Elementos de Química em uma Ordem Sistemática que contém todos os Descobrimentos Modernos"
Título página para "Elementos de Química em uma Ordem Sistemática que contém todos os Descobrimentos Modernos" (1790)
Prefácio a "Elementos de Química em uma Ordem Sistemática que contém todos os Descobrimentos Modernos" (1790)
Primeira página de "Elementos de Química em uma Ordem Sistemática que contém todos os Descobrimentos Modernos" (1790)
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