LAVOISIER: BIOGRAFIA, ESPERIMENTI E CONTRIBUTI - SCIENZA - 2024

Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794) è stato un economista, chimico e biologo francese, una figura di spicco nella rivoluzione chimica del XVIII secolo. I suoi contributi più importanti furono, tra gli altri, la legge di conservazione della massa e la scoperta del ruolo dell'ossigeno nella respirazione.

Ha anche studiato la molecola d'acqua, confutato la teoria del flogisto e spiegato la combustione. Inoltre, ha scritto un testo elementare sulla chimica, ha contribuito a introdurre il sistema metrico, ha creato la prima tavola periodica e ha contribuito alla definizione della nomenclatura della chimica moderna.

Figlio di un ricco avvocato parigino, ha completato gli studi in giurisprudenza, anche se la sua vera passione erano le scienze naturali. Ha iniziato i suoi studi nel campo della geologia, grazie al quale è stato proclamato membro della prestigiosa Accademia delle Scienze. Allo stesso tempo, ha sviluppato una carriera come esattore delle tasse per la Corona.

Ha sposato Marie-Anne Pierrette Paulze, che ha collaborato attivamente con Lavoisier ai suoi lavori scientifici, traducendo chimici britannici in francese e imparando l'arte e l'incisione per illustrare gli esperimenti di suo marito.

Nel 1775, Lavoisier fu nominato commissario della Royal Administration of Gunpowder and Saltneter, lavorando per migliorare la polvere da sparo. Ha ricoperto vari incarichi pubblici e, come funzionario della monarchia, è stato condannato a morte e giustiziato con ghigliottina a Parigi.

La scienza di Lavoisier

Il principio cardine degli studi di Antoine Lavoisier è l'importanza da lui attribuita all'esecuzione della misurazione della materia, allo stesso modo in cui veniva effettuata in campi come la fisica.

Questa concezione fece diventare Lavoisier il padre della chimica moderna, fondamentalmente perché fu lui che introdusse il campo quantitativo in questa scienza e che realmente diede a quella disciplina il carattere di scienza.

In questo quadro, si può dire che Lavoisier ha reso molto chiaro in tutte le sue azioni che il caso non aveva posto nel suo lavoro e negli studi. Il caso non è stato concepito come qualcosa che potesse partecipare attivamente ai suoi esperimenti.

Enfasi sulla materia

La materia era l'elemento che generava più preoccupazione e per comprenderne struttura e caratteristiche Lavoisier si concentrò sullo studio dei quattro elementi fino ad allora conosciuti: terra, aria, acqua e fuoco.

Nel bel mezzo di queste dissertazioni, Lavoisier stimava che l'aria avesse un ruolo fondamentale nei processi di combustione.

Per Lavoisier, la chimica era più focalizzata sulla sintesi e sull'analisi della materia. Questo interesse è stato inquadrato proprio in quella nozione quantitativa e che corrisponde alla pietra angolare delle proposte di questo scienziato.

Alcuni autori, come il filosofo, fisico e storico Thomas Kuhn, vedono Lavoisier come un rivoluzionario nel campo della chimica.

Metodologia di Descartes

Antoine Lavoisier è stato caratterizzato dal riconoscere l'importanza di utilizzare un metodo rigoroso per condurre i suoi esperimenti, basato sulla comprensione del contesto di ciò che viene indagato.

Pensava infatti che fosse necessario strutturare un piano globale attraverso il quale il problema potesse essere completamente coperto e ogni azione stabilita in dettaglio, verificando ciò che altri scienziati avevano studiato.

Secondo Lavoisier, solo dopo questa vasta verifica è possibile formulare le proprie ipotesi e stabilire come proseguire l'indagine da lì. Una delle citazioni attribuite a questo personaggio è "la scienza non appartiene a un uomo, ma piuttosto al lavoro di molti".

Collaborazione

Lavoisier credeva con fervore nell'importanza della collaborazione tra i colleghi.

Infatti, ad un certo punto della sua vita aveva un laboratorio dotato degli strumenti più moderni e, inoltre, aveva uno spazio ampio e accogliente pronto ad accogliere scienziati provenienti da altre città o paesi, con i quali Lavoisier aveva rapporti.

Per Lavoisier, lavorare insieme era essenziale per scoprire quelli che chiamava i segreti della natura.

esperimenti

Lavoisier si caratterizzava per essere stato uno dei primi scienziati a mettere in pratica i precetti di quella che oggi è nota come stechiometria, che consiste nel calcolare quanto di ogni elemento viene utilizzato in una reazione chimica.

Lavoisier si è sempre concentrato sulla pesatura e sulla misurazione meticolosa di ogni elemento che ha partecipato a una reazione chimica che stava studiando, che è considerato uno degli elementi più rappresentativi dell'influenza che ha avuto sullo sviluppo della chimica come scienza moderna.

La non trasmutazione della materia

Fin dai tempi antichi c'era una nozione generale negli alchimisti secondo la quale era possibile trasformare e creare materia.

Il desiderio di convertire metalli di basso valore come il piombo in altri metalli di alto valore come l'oro era sempre presente, e questa preoccupazione era basata sul concetto di trasmutazione della materia.

Usando il suo instancabile rigore, Lavoisier ha voluto sperimentare questa concezione in mente, ma assicurandosi di misurare assolutamente tutti gli elementi coinvolti nella sua sperimentazione.

Ha misurato un volume specifico e poi lo ha inserito in uno strumento, che era stato anche misurato in precedenza. Lasciò che l'acqua rifluisse per 101 giorni e poi distillò il liquido, lo pesò e lo misurò. Il risultato ottenuto è stato che la misura e il peso iniziali corrispondevano alla misura e al peso finali.

La fiaschetta che hai usato aveva un elemento polveroso sul fondo. Lavoisier ha pesato questo pallone e anche il peso coincideva con quello registrato all'inizio, che serviva a dimostrare che questa polvere proveniva dal pallone e non corrispondeva ad una trasformazione dell'acqua.

In altre parole, la materia rimane immutata: nulla viene creato o trasformato. Altri scienziati europei avevano già adottato questo approccio, come nel caso del botanico e medico Herman Boerhaave. Tuttavia, è stato Lavoisier a verificare quantitativamente questa affermazione.

Aria e combustione

Ai tempi di Lavoisier, era ancora in vigore la cosiddetta teoria del flogisto, che faceva riferimento a una sostanza che portava quel nome e che era responsabile della generazione della combustione negli elementi.

Cioè, si pensava che qualsiasi sostanza che avesse la predisposizione a subire una combustione avesse il flogisto nella sua composizione.

Lavoisier ha voluto approfondire questa concezione e si è basata sugli esperimenti dello scienziato Joseph Priestley. La scoperta di Lavoisier è stata che ha identificato un'aria che è rimasta non combinata dopo la combustione - che era azoto - e un'altra aria che si è combinata. Ha chiamato questo ultimo elemento ossigeno.

La conformazione dell'acqua

Allo stesso modo, Lavoisier scoprì che l'acqua era un elemento costituito da due gas: idrogeno e ossigeno.

Alcuni precedenti esperimenti di vari scienziati, tra cui spicca il chimico e fisico Henry Cavendish, avevano indagato su questo argomento, ma non erano stati conclusivi.

Nel 1783 sia Lavoisier che il matematico e fisico Pierre-Simon Laplace effettuarono esperimenti considerando la combustione dell'idrogeno. Il risultato ottenuto, approvato dall'Accademia delle Scienze, è stata l'acqua allo stato puro.

Respirazione

Un'altra area di interesse per Lavoisier era quella della respirazione e della fermentazione degli animali. Secondo vari esperimenti da lui condotti, anche loro insoliti e avanzati per l'epoca, la respirazione corrisponde ad un processo di ossidazione molto simile a quello della combustione del carbonio.

Come parte di queste lezioni, Lavoisier e Laplace hanno condotto un esperimento in cui hanno preso una cavia e l'hanno posta in un contenitore di vetro con ossigeno per circa 10 ore. Hanno quindi misurato la quantità di anidride carbonica prodotta.

Allo stesso modo, hanno preso come riferimento un uomo in attività ea riposo e hanno misurato la quantità di ossigeno di cui aveva bisogno in ogni momento.

Questi esperimenti hanno permesso a Lavoisier di affermare che la combustione generata dalla reazione tra carbonio e ossigeno è ciò che genera calore negli animali. Inoltre, ha anche dedotto che durante il lavoro fisico è necessario un maggiore consumo di ossigeno.

Principali contributi alla scienza

La legge di conservazione della massa

Lavoisier ha dimostrato che la massa dei prodotti in una reazione chimica è uguale alla massa dei reagenti. In altre parole, nessuna massa viene persa in una reazione chimica.

Secondo questa legge, la massa in un sistema isolato non viene creata né distrutta da reazioni chimiche o trasformazioni fisiche. Questa è una delle leggi più importanti e basilari della chimica e della fisica moderne.

La natura della combustione

Una delle principali teorie scientifiche del tempo di Lavoisier era la teoria del flogisto, che affermava che la combustione era costituita da un elemento chiamato flogisto.

Si credeva che le cose in fiamme liberassero il flogisto nell'aria. Lavoisier ha confutato questa teoria, dimostrando che un altro elemento, l'ossigeno, ha svolto un ruolo importante nella combustione.

L'acqua è un composto

Lavoisier, durante i suoi esperimenti, scoprì che l'acqua era un composto composto da idrogeno e ossigeno. Prima di questa scoperta, gli scienziati nel corso della storia avevano pensato che l'acqua fosse un elemento.

Lavoisier ha riferito che l'acqua era circa l'85% di ossigeno e il 15% di idrogeno in peso. Pertanto, l'acqua sembrava contenere 5,6 volte più ossigeno in peso rispetto all'idrogeno.

Gli elementi e la nomenclatura chimica

Lavoisier pose le basi della chimica moderna, incorporando una "Tabella delle sostanze semplici", il primo elenco moderno di elementi allora conosciuti.

Ha definito l'elemento come "l'ultimo punto che l'analisi è in grado di raggiungere" o, in termini moderni, una sostanza che non può essere ulteriormente scomposta nelle sue componenti.

Gran parte del loro sistema di denominazione dei composti chimici è ancora in uso oggi. Inoltre, ha chiamato l'elemento idrogeno e ha identificato lo zolfo come elemento, osservando che non poteva essere scomposto in sostanze più semplici.

Il primo libro di testo di chimica

Nel 1789, Lavoisier scrisse l'Elementary Treatise on Chemistry, diventando il primo libro di chimica, che conteneva l'elenco degli elementi, le teorie più recenti e le leggi della chimica (inclusa la conservazione della massa), e in cui ha anche confutato l'esistenza del flogisto.

La teoria calorica

Lavoisier ha svolto ricerche approfondite sulla teoria della combustione, in cui, ha sostenuto, il processo di combustione ha portato al rilascio di particelle caloriche.

È partito dall'idea che in ogni combustione vi sia un distacco della materia di calore (o fluido igneo) o di luce, per dimostrare successivamente che la "materia di calore" è priva di peso quando si verifica che il fosforo bruciava nell'aria in un beuta chiusa, senza apprezzabili variazioni di peso.

Respirazione animale

Lavoisier scoprì che un animale in una camera chiusa consumava "aria eminentemente respirabile" (ossigeno) e produceva "acido di calcio" (anidride carbonica).

Attraverso i suoi esperimenti sulla respirazione, Lavoisier ha invalidato la teoria del flogisto e ha sviluppato indagini sulla chimica della respirazione. I suoi esperimenti vitali con le cavie quantificarono l'ossigeno consumato e l'anidride carbonica prodotta dal metabolismo.

Usando un calorimetro di ghiaccio, Lavoisier ha dimostrato che la combustione e la respirazione erano la stessa cosa.

Ha anche misurato l'ossigeno consumato durante la respirazione e ha concluso che la quantità cambia a seconda delle attività umane: esercizio, alimentazione, digiuno o posizione seduta in una stanza calda o fredda. Inoltre, ha trovato variazioni nel polso e nella frequenza respiratoria.

Contributo al sistema metrico

Durante il suo periodo nel comitato dell'Accademia francese delle scienze, Lavoisier, insieme ad altri matematici, contribuì alla creazione del sistema metrico di misurazione, attraverso il quale veniva assicurata l'uniformità di tutti i pesi e le misure in Francia.

Contributo allo studio della fotosintesi

Lavoisier ha dimostrato che le piante ricevono dall'acqua, dalla terra o dall'aria il materiale necessario per la loro crescita e che la luce, il gas CO2, l'acqua, il gas O2 e l'energia esercitano un'influenza diretta sul processo di fotosintesi. parte verde delle piante.

Riferimenti

1. Donovan, A. "Antoine-Laurent Lavoisier" Encyclopædia Britannica, (marzo 2017)
   Encyclopædia Britannica, inc. Estratto da: britannica.com.
2. "Panopticon Lavoisier" Estratto da: Pinakes (2017) moro.imss.fi.it.
3. Biografie storiche "Antoine-Laurent Lavoisier" (2017) Chemical Heritage Foundation US Recuperato da: chemheritage.org.
4. Noble, G. "Antoine Laurent Lavoisier: A Study of Achievement" School Science and Mathematics (novembre 1958) Wiley Online Library Estratto da: onlinelibrary.wiley.com.
5. "La rivoluzione chimica di Antoine-Laurent Lavoisier" (giugno 1999) Parigi. Monumenti chimici storici internazionali della società chimica americana. Recupero da: acs.org.
6. Katch, F. "Antoine Laurent Lavoisier" (1998) History Makers. Recuperato da sportsci.org.
7. Scienziati famosi di "Antoine Lavoisier". 29 agosto 2015. 4/5/2017 Estratto da: famousscientists.org.
8. Govindjee, JT Beatty, H. Gest, JF Allen "Discoveries in Photosynthesis" Springer Science & Business Media, (luglio 2006).
9. New World Encyclopedia "Antoine Lavoisier" (novembre 2016) Estratto da: newworldencyclopedia.org.
10. Curtis, Barnes, Schnek, Massarini. 1783. Lavoisier e gli studi sulla combustione degli animali ”(2007) Editoriale Médica Panamericana. Estratto da: curtisbiologia.com.