LAVOISIER: BIOGRAPHIE, EXPÉRIENCES ET CONTRIBUTIONS - SCIENCE - 2024

Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794) était un économiste, chimiste et biologiste français, figure de proue de la révolution chimique du XVIIIe siècle. Ses contributions les plus importantes ont été la loi de conservation de la masse et la découverte du rôle de l'oxygène dans la respiration, entre autres.

Il a également étudié la molécule d'eau, réfuté la théorie du phlogistique et expliqué la combustion. En outre, il a écrit un texte élémentaire sur la chimie, a aidé à introduire le système métrique, a créé le premier tableau périodique et a contribué à l'établissement de la nomenclature de la chimie moderne.

Fils d'un riche avocat parisien, il a terminé ses études de droit, même si sa véritable passion était les sciences naturelles. Il a commencé ses études dans le domaine de la géologie, grâce auxquelles il a été proclamé membre de la prestigieuse Académie des sciences. En même temps, il a développé une carrière de percepteur d'impôts pour la Couronne.

Il épouse Marie-Anne Pierrette Paulze, qui collabore activement avec Lavoisier dans ses travaux scientifiques, traduisant des chimistes britanniques en français et apprenant l'art et la gravure pour illustrer les expériences de son mari.

En 1775, Lavoisier est nommé commissaire de l'Administration royale de la poudre à canon et du salpêtre, travaillant à l'amélioration de la poudre à canon. Il a occupé diverses fonctions publiques et, en tant que fonctionnaire de la monarchie, il a été condamné à mort et exécuté par guillotine à Paris.

La science de Lavoisier

Le principe de base des études d'Antoine Lavoisier est l'importance qu'il accorde à la réalisation de la mesure de la matière, de la même manière qu'elle a été menée dans des domaines tels que la physique.

Cette conception a fait de Lavoisier le père de la chimie moderne, essentiellement parce que c'est lui qui a introduit le champ quantitatif dans cette science et qui a vraiment donné à cette discipline le caractère de science.

Dans ce cadre, on peut dire que Lavoisier a clairement indiqué dans toutes ses actions que le hasard n'avait pas sa place dans son travail et ses études. Le hasard n'a pas été conçu comme quelque chose qui pourrait participer activement à ses expériences.

Accent sur la matière

La matière a été l'élément qui a suscité le plus d'inquiétude, et pour comprendre sa structure et ses caractéristiques, Lavoisier s'est concentré sur l'étude des quatre éléments connus jusqu'alors: la terre, l'air, l'eau et le feu.

Au milieu de ces dissertations, Lavoisier a estimé que l'air avait un rôle fondamental dans les processus de combustion.

Pour Lavoisier, la chimie était davantage axée sur la synthèse et l'analyse de la matière. Cet intérêt a été formulé précisément dans cette notion quantitative et qui correspond à la pierre angulaire des propositions de ce scientifique.

Certains auteurs, comme le philosophe, physicien et historien Thomas Kuhn, voient Lavoisier comme un révolutionnaire dans le domaine de la chimie.

Méthodologie Descartes

Antoine Lavoisier s'est caractérisé en reconnaissant l'importance d'utiliser une méthode rigoureuse pour mener ses expériences, basée sur la compréhension du contexte de ce qui est enquêté.

En fait, il pense qu'il est nécessaire de structurer un plan global à travers lequel le problème pourrait être complètement couvert et chaque action établie en détail, en vérifiant ce que les autres scientifiques ont étudié.

Selon Lavoisier, ce n'est qu'après cette vaste vérification qu'il est possible de formuler ses propres hypothèses et de déterminer comment poursuivre l'enquête à partir de là. L'une des citations attribuées à ce personnage est «la science n'appartient pas à un seul homme, mais plutôt à l'œuvre de plusieurs».

Collaboration

Lavoisier croyait fermement à l'importance de la collaboration entre collègues.

En effet, à un moment de sa vie, il avait un laboratoire équipé des outils les plus modernes et, en plus, il avait un espace spacieux et accueillant prêt à recevoir des scientifiques venus d'autres villes ou pays, avec lesquels Lavoisier avait des relations.

Pour Lavoisier, travailler ensemble était essentiel pour découvrir ce qu'il appelait les secrets de la nature.

Expériences

Lavoisier a été caractérisé en étant l'un des premiers scientifiques à mettre en pratique les préceptes de ce que l'on appelle maintenant la stoechiométrie, qui consiste à calculer la quantité de chaque élément utilisée dans une réaction chimique.

Lavoisier s'est toujours concentré sur la pesée et la mesure méticuleuse de chaque élément qui a participé à une réaction chimique qu'il étudiait, qui est considérée comme l'un des éléments les plus représentatifs de l'influence qu'elle a eue sur le développement de la chimie en tant que science moderne.

La non-transmutation de la matière

Depuis les temps anciens, il y avait une notion générale chez les alchimistes selon laquelle il était possible de transformer et de créer de la matière.

Le désir de convertir des métaux de faible valeur comme le plomb en d'autres métaux de grande valeur tels que l'or a toujours été présent, et cette préoccupation reposait sur le concept de la transmutation de la matière.

Utilisant sa rigueur infatigable, Lavoisier a voulu expérimenter cette conception en tête, mais en veillant à mesurer absolument tous les éléments impliqués dans son expérimentation.

Il a mesuré un volume spécifique et l'a ensuite mis dans un outil, qui avait également été mesuré auparavant. Il a laissé l'eau refluer pendant 101 jours, puis a distillé le liquide, l'a pesé et l'a mesuré. Le résultat qu'il a obtenu était que la mesure initiale et le poids correspondaient à la mesure et au poids finaux.

Le flacon que vous avez utilisé avait un élément poussiéreux sur le fond. Lavoisier a pesé ce flacon et le poids a également coïncidé avec celui enregistré au début, ce qui a permis de montrer que cette poudre provenait du ballon et ne correspondait pas à une transformation d'eau.

En d'autres termes, la matière reste inchangée: rien n'est créé ni transformé. D'autres scientifiques européens avaient déjà fait cette démarche, c'est le cas du botaniste et médecin Herman Boerhaave. Cependant, c'est Lavoisier qui a vérifié quantitativement cette affirmation.

Air et combustion

Au temps de Lavoisier, la théorie dite du phlogistique était toujours en vigueur, qui faisait référence à une substance qui portait ce nom et qui était responsable de la combustion des éléments.

Autrement dit, on pensait que toute substance qui avait la prédisposition à subir une combustion avait du phlogistique dans sa composition.

Lavoisier a voulu approfondir cette conception et s'est basé sur les expériences du scientifique Joseph Priestley. La conclusion de Lavoisier était qu'il a identifié un air qui est resté non combiné après la combustion - qui était de l'azote - et un autre air qui s'est combiné. Il a appelé ce dernier élément oxygène.

La conformation de l'eau

De même, Lavoisier a découvert que l'eau était un élément composé de deux gaz: l'hydrogène et l'oxygène.

Certaines expériences antérieures de divers scientifiques, parmi lesquelles le chimiste et physicien Henry Cavendish se distingue, avaient étudié ce sujet, mais n'avaient pas été concluantes.

En 1783, Lavoisier et le mathématicien et physicien Pierre-Simon Laplace ont mené des expériences sur la combustion de l'hydrogène. Le résultat obtenu, approuvé par l'Académie des sciences, était l'eau dans son état le plus pur.

Respiration

Un autre domaine d'intérêt pour Lavoisier était celui de la respiration animale et de la fermentation. Selon diverses expériences menées par lui, qui étaient également inhabituelles et avancées pour l'époque, la respiration correspond à un processus d'oxydation très similaire à celui de la combustion du carbone.

Dans le cadre de ces conférences, Lavoisier et Laplace ont réalisé une expérience dans laquelle ils ont pris un cobaye et l'ont placé dans un récipient en verre avec de l'oxygène pendant environ 10 heures. Ils ont ensuite mesuré la quantité de dioxyde de carbone produite.

De même, ils ont pris comme référence un homme en activité et au repos, et ont mesuré la quantité d'oxygène dont il avait besoin à chaque instant.

Ces expériences ont permis à Lavoisier d'affirmer que la combustion engendrée par la réaction entre le carbone et l'oxygène est ce qui génère de la chaleur chez les animaux. De plus, il a également déduit qu'au milieu du travail physique, une consommation d'oxygène plus élevée est nécessaire.

Principales contributions à la science

La loi de conservation de la masse

Lavoisier a montré que la masse de produits dans une réaction chimique est égale à la masse des réactifs. En d'autres termes, aucune masse n'est perdue lors d'une réaction chimique.

Selon cette loi, la masse dans un système isolé n'est ni créée ni détruite par des réactions chimiques ou des transformations physiques. C'est l'une des lois les plus importantes et fondamentales de la chimie et de la physique modernes.

La nature de la combustion

L'une des principales théories scientifiques de l'époque de Lavoisier était la théorie du phlogistique, qui déclarait que la combustion était composée d'un élément appelé phlogistique.

On croyait que des choses brûlantes libéraient du phlogistique dans l'air. Lavoisier a réfuté cette théorie, montrant qu'un autre élément, l'oxygène, jouait un rôle important dans la combustion.

L'eau est un composé

Lavoisier, au cours de ses expériences, a découvert que l'eau était un composé d'hydrogène et d'oxygène. Avant cette découverte, les scientifiques à travers l'histoire avaient pensé que l'eau était un élément.

Lavoisier a indiqué que l'eau contenait environ 85% d'oxygène et 15% d'hydrogène en poids. Par conséquent, l'eau semble contenir 5,6 fois plus d'oxygène en poids que l'hydrogène.

Les éléments et la nomenclature chimique

Lavoisier a jeté les bases de la chimie moderne, incorporant un "Tableau des substances simples", la première liste moderne d'éléments alors connus.

Il a défini l'élément comme «le dernier point que l'analyse est capable d'atteindre» ou, en termes modernes, une substance qui ne peut pas être davantage décomposée en ses composants.

Une grande partie de leur système de dénomination des composés chimiques est encore utilisée aujourd'hui. De plus, il a nommé l'élément hydrogène et identifié le soufre comme un élément, observant qu'il ne pouvait pas être décomposé en substances plus simples.

Le premier manuel de chimie

En 1789, Lavoisier a écrit le Traité élémentaire de chimie, devenant le premier livre de chimie, qui contenait la liste des éléments, les théories les plus récentes et les lois de la chimie (y compris la conservation de la masse), et dans lequel il a également réfuté l'existence du phlogistique.

La théorie calorique

Lavoisier a fait des recherches approfondies sur la théorie de la combustion, dans laquelle, selon lui, le processus de combustion aboutissait à la libération de particules caloriques.

Il est parti de l'idée que dans chaque combustion il y a un détachement de la matière de chaleur (ou fluide igné) ou de lumière, pour démontrer plus tard que la "matière de chaleur" est en apesanteur en vérifiant que le phosphore brûlé dans l'air dans un ballon fermé, sans changement de poids appréciable.

Respiration animale

Lavoisier a découvert qu'un animal dans une chambre fermée consommait «de l'air éminemment respirable» (oxygène) et produisait de «l'acide calcique» (dioxyde de carbone).

Par ses expériences de respiration, Lavoisier a invalidé la théorie du phlogistique et développé des recherches sur la chimie de la respiration. Ses expériences vitales avec des cobayes ont quantifié l'oxygène consommé et le dioxyde de carbone produit par le métabolisme.

À l'aide d'un calorimètre à glace, Lavoisier a montré que la combustion et la respiration étaient une seule et même chose.

Il a également mesuré l'oxygène consommé pendant la respiration et a conclu que la quantité change en fonction des activités humaines: exercice, alimentation, jeûne ou assis dans une pièce chaude ou froide. De plus, il a trouvé des variations du pouls et de la fréquence respiratoire.

Contribution au système métrique

Au cours de sa période au sein du comité de l'Académie française des sciences, Lavoisier, avec d'autres mathématiciens, a contribué à la création du système métrique de mesure, par lequel l'uniformité de tous les poids et mesures en France était assurée.

Contribution à l'étude de la photosynthèse

Lavoisier a montré que les plantes reçoivent le matériel nécessaire à leur croissance de l'eau, de la terre ou de l'air, et que la lumière, le CO2 gazeux, l'eau, le gaz O2 et l'énergie exercent une influence directe sur le processus de photosynthèse. partie verte des plantes.

Références

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