LAVOISIER: BIOGRAFIE, EXPERIMENTEN EN BIJDRAGEN - WETENSCHAP - 2024

Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794) was een Franse econoom, chemicus en bioloog, een leidende figuur in de chemische revolutie van de 18e eeuw. Zijn belangrijkste bijdragen waren onder meer de wet van behoud van massa en de ontdekking van de rol van zuurstof bij de ademhaling.

Hij bestudeerde ook het watermolecuul, weerlegde de phlogistontheorie en legde verbranding uit. Bovendien schreef hij een elementaire tekst over scheikunde, hielp hij bij de introductie van het metrieke stelsel, creëerde hij het eerste periodiek systeem en droeg hij bij aan de totstandkoming van de nomenclatuur van de moderne scheikunde.

Als zoon van een rijke Parijse advocaat voltooide hij zijn rechtenstudie, hoewel zijn ware passie natuurwetenschappen was. Hij begon zijn studie op het gebied van geologie, waardoor hij werd uitgeroepen tot lid van de prestigieuze Academie van Wetenschappen. Tegelijkertijd ontwikkelde hij een carrière als belastinginner voor de Kroon.

Hij trouwde met Marie-Anne Pierrette Paulze, die actief samenwerkte met Lavoisier in zijn wetenschappelijke werken, Britse scheikundigen vertaalde in het Frans en kunst en prentkunst leerde om de experimenten van haar man te illustreren.

In 1775 werd Lavoisier benoemd tot commissaris van de Koninklijke Administratie van Buskruit en Salpeter, die werkte aan de verbetering van buskruit. Hij bekleedde verschillende openbare ambten, en als ambtenaar van de monarchie werd hij ter dood veroordeeld en geëxecuteerd door guillotine in Parijs.

Lavoisier's wetenschap

Het hoofdprincipe van de studies van Antoine Lavoisier is het belang dat hij hechtte aan het meten van materie, op dezelfde manier als op gebieden zoals de natuurkunde.

Door deze opvatting werd Lavoisier de vader van de moderne scheikunde, in wezen omdat hij degene was die het kwantitatieve veld in deze wetenschap introduceerde en die discipline echt het karakter van wetenschap gaf.

Binnen dit kader kan worden gezegd dat Lavoisier in al zijn acties heel duidelijk maakte dat toeval geen plaats had in zijn werk en studies. Het toeval was niet bedoeld als iets dat actief kon deelnemen aan zijn experimenten.

Nadruk op materie

Materie was het element dat de meeste zorgen baarde, en om de structuur en kenmerken ervan te begrijpen, concentreerde Lavoisier zich op het bestuderen van de vier elementen die tot dan toe bekend waren: aarde, lucht, water en vuur.

In het midden van deze dissertaties schatte Lavoisier dat lucht een fundamentele rol speelde in verbrandingsprocessen.

Voor Lavoisier was chemie meer gericht op de synthese en analyse van materie. Deze interesse werd precies in dat kwantitatieve begrip gekaderd en dat komt overeen met de hoeksteen van de voorstellen van deze wetenschapper.

Sommige auteurs, zoals de filosoof, natuurkundige en historicus Thomas Kuhn, zien Lavoisier als een revolutionair op het gebied van scheikunde.

Descartes-methodologie

Antoine Lavoisier werd gekenmerkt door het belang te erkennen van het gebruik van een rigoureuze methode om zijn experimenten uit te voeren, gebaseerd op het begrijpen van de context van wat er wordt onderzocht.

Hij dacht zelfs dat het nodig was om een ​​globaal plan op te stellen waarmee het probleem volledig kon worden gedekt en elke actie in detail kon worden vastgesteld, waarbij werd geverifieerd wat andere wetenschappers hadden bestudeerd.

Volgens Lavoisier is het pas na deze uitgebreide verificatie mogelijk om eigen hypothesen te formuleren en te bepalen hoe het onderzoek van daaruit voort kan gaan. Een van de citaten die aan dit personage worden toegeschreven, is: "wetenschap behoort niet toe aan één man, maar aan het werk van velen."

Samenwerking

Lavoisier geloofde vurig in het belang van samenwerking tussen collega's.

In feite had hij op een bepaald moment in zijn leven een laboratorium dat was uitgerust met de modernste gereedschappen en bovendien had hij een ruime en gastvrije ruimte klaar om wetenschappers te ontvangen die uit andere steden of landen kwamen, met wie Lavoisier communiceerde.

Voor Lavoisier was samenwerking essentieel om te ontdekken wat hij de geheimen van de natuur noemde.

Experimenten

Lavoisier werd gekenmerkt doordat hij een van de eerste wetenschappers was die de voorschriften van wat nu bekend staat als stoichiometrie, in praktijk bracht, dat gaat over het berekenen van hoeveel van elk element wordt gebruikt in een chemische reactie.

Lavoisier concentreerde zich altijd op het zorgvuldig wegen en meten van elk element dat deelnam aan een chemische reactie die hij bestudeerde, wat wordt beschouwd als een van de meest representatieve elementen van de invloed die het had op de ontwikkeling van de chemie als een moderne wetenschap.

De niet-transmutatie van materie

Vanaf de oudheid was er bij alchemisten een algemeen idee volgens welke het mogelijk was om materie te transformeren en te creëren.

De wens om laagwaardige metalen zoals lood om te zetten in andere hoogwaardige metalen zoals goud was altijd aanwezig, en deze zorg was gebaseerd op het concept van de transmutatie van materie.

Met zijn onvermoeibare strengheid wilde Lavoisier experimenteren met deze opvatting in gedachten, maar hij zorgde ervoor dat hij absoluut alle elementen meet die bij zijn experimenten betrokken waren.

Hij mat een bepaald volume en stopte dat vervolgens in een instrument, dat ook al eerder was gemeten. Hij liet het water 101 dagen terugvloeien en destilleerde vervolgens de vloeistof, woog het en mat het af. Het resultaat dat hij behaalde was dat de oorspronkelijke maat en het gewicht overeenkwamen met de uiteindelijke maat en het gewicht.

De fles die je gebruikte had een stoffig element op de bodem. Lavoisier woog deze kolf en het gewicht viel ook samen met het gewicht dat aan het begin was genoteerd, waaruit bleek dat dit poeder uit de kolf kwam en niet overeenkwam met een wateromzetting.

Met andere woorden, materie blijft ongewijzigd: er wordt niets gecreëerd of getransformeerd. Andere Europese wetenschappers hadden dit al gedaan, zoals de botanicus en arts Herman Boerhaave. Het was echter Lavoisier die deze bewering kwantitatief bevestigde.

Lucht en verbranding

In de tijd van Lavoisier was de zogenaamde flogistontheorie nog van kracht, die verwees naar een stof die die naam droeg en die verantwoordelijk was voor het opwekken van verbranding in de elementen.

Dat wil zeggen, men dacht dat elke stof die de aanleg had om verbrand te worden, flogiston in zijn samenstelling had.

Lavoisier wilde zich verdiepen in deze opvatting en was gebaseerd op de experimenten van de wetenschapper Joseph Priestley. De bevinding van Lavoisier was dat hij een lucht identificeerde die na verbranding niet gecombineerd bleef - wat stikstof was - en een andere lucht die wel combineerde. Hij noemde dit laatste element zuurstof.

De conformatie van water

Evenzo ontdekte Lavoisier dat water een element is dat uit twee gassen bestaat: waterstof en zuurstof.

Enkele eerdere experimenten van verschillende wetenschappers, waaronder de scheikundige en natuurkundige Henry Cavendish, hadden dit onderwerp onderzocht, maar waren niet sluitend geweest.

In 1783 voerden zowel Lavoisier als de wiskundige en natuurkundige Pierre-Simon Laplace experimenten uit met betrekking tot de verbranding van waterstof. Het verkregen resultaat, onderschreven door de Academie van Wetenschappen, was water in zijn puurste staat.

Ademen

Een ander interessegebied voor Lavoisier was dat van de ademhaling en fermentatie van dieren. Volgens verschillende door hem uitgevoerde experimenten, die voor die tijd ook ongebruikelijk en geavanceerd waren, komt ademhaling overeen met een oxidatieproces dat sterk lijkt op dat van koolstofverbranding.

Als onderdeel van deze lezingen voerden Lavoisier en Laplace een experiment uit waarbij ze een cavia namen en deze ongeveer 10 uur in een glazen bak met zuurstof plaatsten. Vervolgens maten ze hoeveel kooldioxide er was geproduceerd.

Evenzo namen ze als referentie een man in activiteit en in rust, en maten de hoeveelheid zuurstof die hij op elk moment nodig had.

Deze experimenten maakten het voor Lavoisier mogelijk om te bevestigen dat de verbranding die wordt gegenereerd door de reactie tussen koolstof en zuurstof, warmte genereert bij dieren. Daarnaast concludeerde hij ook dat er midden in het fysieke werk een hoger zuurstofverbruik nodig is.

Belangrijkste bijdragen aan de wetenschap

De wet van behoud van massa

Lavoisier toonde aan dat de massa van producten in een chemische reactie gelijk is aan de massa van de reactanten. Met andere woorden: er gaat geen massa verloren bij een chemische reactie.

Volgens deze wet wordt massa in een geïsoleerd systeem niet gecreëerd of vernietigd door chemische reacties of fysieke transformaties. Dit is een van de belangrijkste en meest fundamentele wetten van de moderne scheikunde en natuurkunde.

De aard van verbranding

Een van de belangrijkste wetenschappelijke theorieën uit de tijd van Lavoisier was de phlogiston-theorie, die stelde dat verbranding bestond uit een element dat phlogiston wordt genoemd.

Men geloofde dat brandende dingen phlogiston in de lucht vrijkwamen. Lavoisier weerlegde deze theorie en toonde aan dat een ander element, zuurstof, een belangrijke rol speelde bij verbranding.

Water is een verbinding

Lavoisier ontdekte tijdens zijn experimenten dat water een verbinding was die was gemaakt van waterstof en zuurstof. Vóór deze ontdekking hadden wetenschappers door de geschiedenis heen gedacht dat water een element was.

Lavoisier meldde dat het water ongeveer 85 gew.% Zuurstof en 15 gew.% Waterstof bevatte. Daarom bleek water 5,6 keer meer zuurstof te bevatten dan waterstof.

De elementen en chemische nomenclatuur

Lavoisier legde de basis van de moderne chemie en nam een ​​"Tabel van eenvoudige stoffen" op, de eerste moderne lijst van toen bekende elementen.

Hij definieerde het element als het "laatste punt dat door analyse kan worden bereikt" of, in moderne termen, een substantie die niet verder kan worden opgesplitst in zijn componenten.

Een groot deel van hun systeem voor het benoemen van chemische verbindingen is nog steeds in gebruik. Bovendien noemde hij het element waterstof en identificeerde hij zwavel als een element, waarbij hij opmerkte dat het niet kon worden afgebroken tot eenvoudiger stoffen.

Het eerste scheikundeboek

In 1789 schreef Lavoisier de Elementaire verhandeling over scheikunde, waarmee hij het eerste scheikundeboek werd, dat de lijst van elementen, de meest recente theorieën en de wetten van de scheikunde (inclusief het behoud van massa) bevatte, en waarin het weerlegde ook het bestaan ​​van phlogiston.

De calorietheorie

Lavoisier deed uitgebreid onderzoek naar de verbrandingstheorie, waarbij, zo betoogde hij, het verbrandingsproces resulteerde in het vrijkomen van calorische deeltjes.

Hij ging uit van het idee dat er bij elke verbranding een onthechting is van de kwestie van warmte (of stollingsvloeistof) of van licht, om later aan te tonen dat de 'kwestie van warmte' gewichtloos is bij het verifiëren dat de fosfor in de lucht verbrandde in een gesloten kolf, zonder noemenswaardige gewichtsverandering.

Dierlijke ademhaling

Lavoisier ontdekte dat een dier in een gesloten kamer "uitstekend ademende lucht" (zuurstof) consumeerde en "calciumzuur" (koolstofdioxide) produceerde.

Door zijn ademhalingsexperimenten ontkrachtte Lavoisier de phlogistontheorie en ontwikkelde hij onderzoeken naar de chemie van ademhaling. Zijn vitale experimenten met cavia's kwantificeerden de verbruikte zuurstof en de kooldioxide die door metabolisme werd geproduceerd.

Met behulp van een ijscalorimeter liet Lavoisier zien dat verbranding en ademhaling hetzelfde waren.

Hij mat ook het zuurstofverbruik tijdens de ademhaling en concludeerde dat de hoeveelheid verandert afhankelijk van menselijke activiteiten: sporten, eten, vasten of zitten in een warme of koude kamer. Bovendien vond hij variaties in hartslag en ademhalingsfrequentie.

Bijdrage aan het metrieke stelsel

Tijdens zijn periode in het comité van de Franse Academie van Wetenschappen heeft Lavoisier, samen met andere wiskundigen, bijgedragen aan de totstandkoming van het metrische meetsysteem, waardoor de uniformiteit van alle gewichten en maten in Frankrijk werd verzekerd.

Bijdrage aan de studie van fotosynthese

Lavoisier toonde aan dat planten het voor hun groei noodzakelijke materiaal ontvangen uit water, aarde of lucht, en dat licht, CO2-gas, water, O2-gas en energie een directe invloed hebben op het fotosyntheseproces. groen deel van planten.

Referenties

1. Donovan, A. "Antoine-Laurent Lavoisier" Encyclopædia Britannica, (maart 2017)
   Encyclopædia Britannica, inc. Hersteld van: britannica.com.
2. "Panopticon Lavoisier" Hersteld van: Pinakes (2017) moro.imss.fi.it.
3. Historische biografieën van "Antoine-Laurent Lavoisier" (2017) Chemical Heritage Foundation US Hersteld van: chemheritage.org.
4. Noble, G. "Antoine Laurent Lavoisier: A Study of Achievement" School Science and Mathematics (nov. 1958) Wiley Online Library Teruggeplaatst van: onlinelibrary.wiley.com.
5. "De chemische revolutie van Antoine-Laurent Lavoisier" (juni 1999) Parijs. American Chemical Society International historische chemische monumenten. Hersteld van: acs.org.
6. Katch, F. "Antoine Laurent Lavoisier" (1998) History Makers. Opgehaald van sportsci.org.
7. "Antoine Lavoisier" Beroemde wetenschappers. 29 aug. 2015. 4/5/2017 Hersteld van: famousscientists.org.
8. Govindjee, JT Beatty, H. Gest, JF Allen "Ontdekkingen in fotosynthese" Springer Science & Business Media, (juli 2006).
9. "Antoine Lavoisier" New World Encyclopedia (nov. 2016) Hersteld van: newworldencyclopedia.org.
10. Curtis, Barnes, Schnek, Massarini. 1783. Lavoisier en studies over dierlijke verbranding ”(2007) Redactioneel Médica Panamericana. Hersteld van: curtisbiologia.com.