Antoine Lavoisier - Antoine Lavoisier

Antoine-Laurent de Lavoisier
David - Portrait de Monsieur Lavoisier (rognée).jpg
Née ( 1743-08-26 )26 août 1743
Décédés 8 mai 1794 (1794-05-08)(50 ans)
Paris, France
Cause de décès Exécution à la guillotine
Lieu de repos Catacombes de Paris
mère nourricière Collège des Quatre-Nations , Université de Paris
Connu pour
Conjoint(s) Marie-Anne Paulze Lavoisier (mariée 1771-1794)
Carrière scientifique
Des champs Biologiste, chimiste
Étudiants notables Éleuthère Irénée du Pont
Influences Guillaume-François Rouelle , Étienne Condillac
Signature
Antoine Lavoisier Signature.svg

Antoine-Laurent de Lavoisier ( français:  [ɑtwan lɔʁɑ də lavwazje] Royaume - Uni : / l æ v w ʌ z i / lav- WUZ -ee-ay , Etats - Unis : / l de v w ɑː z i / lə- VWAH -zee-ay , ; 26 août 1743 - 8 mai 1794), également Antoine Lavoisier après la Révolution française , était un noble et chimiste français qui a joué un rôle central dans la révolution chimique du XVIIIe siècle et qui a eu une grande influence à la fois sur l' histoire de la chimie et de l' histoire de la biologie . Il est généralement admis que les grandes réalisations de Lavoisier en chimie proviennent en grande partie du fait qu'il a fait passer la science d'une science qualitative à une science quantitative . Lavoisier est surtout connu pour sa découverte du rôle de l' oxygène dans la combustion . Il reconnaît et nomme l'oxygène (1778) et l' hydrogène (1783), et s'oppose à la théorie du phlogistique . Lavoisier a aidé à construire le système métrique , a écrit la première longue liste d'éléments , et a aidé à réformer la nomenclature chimique . Il a prédit l'existence du silicium (1787) et a découvert que, bien que la matière puisse changer de forme ou de forme, sa masse reste toujours la même .

Lavoisier était un membre puissant d'un certain nombre de conseils aristocratiques et un administrateur de la Ferme générale . La Ferme générale est l'une des composantes les plus haïes de l' Ancien Régime en raison des profits qu'elle en retire aux dépens de l'État, du secret des termes de ses contrats et de la violence de ses agents armés. Toutes ces activités politiques et économiques lui ont permis de financer ses recherches scientifiques. Au plus fort de la Révolution française, il est accusé de fraude fiscale et de vente de tabac frelaté , et est guillotiné .

Biographie

Première vie et éducation

Antoine-Laurent Lavoisier est né à Paris le 26 août 1743 dans une famille aisée de la noblesse. Fils d'un procureur au Parlement de Paris , il hérite d'une importante fortune à l'âge de cinq ans à la mort de sa mère. Lavoisier a commencé ses études au Collège des Quatre-Nations , Université de Paris (également connu sous le Collège Mazarin) à Paris en 1754 à l'âge de 11 ans. Au cours de ses deux dernières années (1760-1761) à l'école, ses intérêts scientifiques ont été réveillés, et il a étudié la chimie , la botanique , l' astronomie et les mathématiques . Dans la classe de philosophie, il est sous la tutelle de l' abbé Nicolas Louis de Lacaille , un éminent mathématicien et astronome d'observation qui imprègne le jeune Lavoisier d'un intérêt pour l'observation météorologique, un enthousiasme qui ne le quitte plus. Lavoisier entra à la faculté de droit, où il obtint une licence en 1763 et une licence en 1764. Lavoisier obtint une licence en droit et fut admis au barreau , mais n'exerça jamais comme avocat. Cependant, il a continué son éducation scientifique dans ses temps libres.

Les premiers travaux scientifiques

L'éducation de Lavoisier était remplie des idéaux des Lumières françaises de l'époque, et il était fasciné par le dictionnaire de chimie de Pierre Macquer . Il a suivi des cours de sciences naturelles. La dévotion et la passion de Lavoisier pour la chimie ont été largement influencées par Étienne Condillac , un éminent érudit français du XVIIIe siècle. Sa première publication chimique paraît en 1764. De 1763 à 1767, il étudie la géologie auprès de Jean-Étienne Guettard . En collaboration avec Guettard, Lavoisier a travaillé sur une étude géologique d' Alsace-Lorraine en juin 1767. En 1764, il a lu son premier article à l' Académie française des sciences , la société scientifique la plus élitiste de France, sur les propriétés chimiques et physiques du gypse ( calcium hydraté sulfate ), et en 1766, il reçut une médaille d'or du roi pour un essai sur les problèmes de l' éclairage des rues urbaines . En 1768, Lavoisier reçut une nomination provisoire à l'Académie des sciences. En 1769, il travaille à la première carte géologique de la France.

Lavoisier en réformateur social

Lavoisier menant une expérience sur la respiration dans les années 1770

La recherche au service du bien public

Alors que Lavoisier est communément connu pour ses contributions aux sciences, il a également consacré une partie importante de sa fortune et de son travail au profit du public. Lavoisier était un humanitaire - il se souciait profondément des gens de son pays et se souciait souvent d'améliorer les moyens de subsistance de la population par l'agriculture, l'industrie et les sciences. Le premier exemple s'est produit en 1765, lorsqu'il a soumis un essai sur l'amélioration de l'éclairage des rues urbaines à l'Académie française des sciences.

Trois ans plus tard, en 1768, il se concentre sur un nouveau projet de conception d'aqueduc. L'objectif était d'amener l'eau de la rivière Yvette à Paris afin que les citoyens puissent avoir de l'eau potable. Mais, comme la construction n'a jamais commencé, il s'est plutôt concentré sur la purification de l'eau de la Seine. C'est le projet qui intéresse Lavoisier à la chimie de l'eau et aux missions d'assainissement public.

De plus, il s'intéressait à la qualité de l'air et a passé du temps à étudier les risques pour la santé associés aux effets de la poudre à canon sur l'air. En 1772, il réalise une étude sur la façon de reconstruire l'hôpital de l'Hôtel-Dieu, après qu'il ait été endommagé par un incendie, de manière à permettre une bonne ventilation et un air pur dans l'ensemble.

À l'époque, les prisons de Paris étaient connues pour être en grande partie inhabitables et le traitement des prisonniers inhumain. Lavoisier participa aux enquêtes en 1780 (et de nouveau en 1791) sur l'hygiène dans les prisons et avait fait des suggestions pour améliorer les conditions de vie, suggestions qui furent largement ignorées.

Autrefois membre de l'Académie, Lavoisier a également organisé ses propres concours pour orienter la recherche vers l'amélioration du public et de son propre travail. Un tel projet qu'il a proposé en 1793 était d'améliorer la santé publique sur les « arts insalubres ».

Mécénat des sciences

Lavoisier avait une vision de l'éducation publique enracinée dans la « sociabilité scientifique » et la philanthropie.

Lavoisier a gagné une grande majorité de ses revenus en achetant des actions à la Ferme générale , ce qui lui a permis de travailler à temps plein dans le domaine scientifique, de vivre confortablement et de contribuer financièrement à l'amélioration de la communauté. (Cela contribuerait également à sa disparition pendant le règne de la terreur de nombreuses années plus tard.)

Il était très difficile d'obtenir un financement public pour les sciences à l'époque, et en plus très peu rentable financièrement pour le scientifique moyen, alors Lavoisier a utilisé sa richesse pour ouvrir un laboratoire très coûteux et sophistiqué en France afin que les scientifiques en herbe puissent étudier sans barrières. d'obtenir le financement de leurs recherches.

Il a également poussé pour l'éducation publique dans les sciences. Il a fondé deux organismes, Lycée et Musée des Arts et Métiers , qui ont été créés pour servir d'outils pédagogiques pour le public. Financé par les riches et les nobles, le Lycée dispense régulièrement des cours au public à partir de 1793.

Ferme générale et mariage

Portrait de Lavoisier expliquant à sa femme le résultat de ses expériences sur l'air par Ernest Board

À l'âge de 26 ans, à l'époque de son élection à l'Académie des sciences, Lavoisier achète une part de la Ferme générale , une société financière agricole fiscale qui avance les recettes fiscales estimées au gouvernement royal en échange du droit de percevoir les impôts. Au nom de la Ferme générale Lavoisier a commandé la construction d'un mur autour de Paris afin que les droits de douane puissent être perçus auprès de ceux qui transportent des marchandises dans et hors de la ville. Sa participation à la collecte de ses impôts n'a pas aidé sa réputation lorsque le règne de la terreur a commencé en France, car les impôts et la mauvaise réforme du gouvernement ont été les principaux facteurs de motivation pendant la Révolution française.

Lavoisier consolide sa position sociale et économique lorsqu'en 1771, à 28 ans, il épouse Marie-Anne Pierrette Paulze , la fille de 13 ans d'un membre aîné de la Ferme générale . Elle devait jouer un rôle important dans les documents de carrière notamment, elle traduit l' anglais scientifique de Lavoisier pour lui, y compris Richard Kirwan l « Essai sur Phlogiston et Joseph Priestley » la recherche de l' art. De plus, elle l'assiste dans le laboratoire et réalise de nombreux croquis et gravures sculptées des instruments de laboratoire utilisés par Lavoisier et ses collègues pour leurs travaux scientifiques. Madame Lavoisier a édité et publié les mémoires d'Antoine (on ne sait pas si des traductions anglaises de ces mémoires ont survécu à ce jour) et a organisé des soirées au cours desquelles d'éminents scientifiques ont discuté d'idées et de problèmes liés à la chimie.

Un portrait d'Antoine et Marie-Anne Lavoisier a été peint par le célèbre artiste Jacques-Louis David . Achevé en 1788 à la veille de la Révolution, le tableau s'est vu refuser une exposition publique habituelle au Salon de Paris de peur qu'il n'enflamme les passions anti-aristocratiques.

Pendant les trois années qui suivent son entrée à la Ferme générale , l'activité scientifique de Lavoisier diminue quelque peu, car une grande partie de son temps est consacrée aux affaires officielles de la Ferme générale . Il a cependant présenté un mémoire important à l'Académie des sciences au cours de cette période, sur la supposée conversion de l'eau en terre par évaporation. Par une expérience quantitative très précise, Lavoisier a montré que le sédiment « terreux » produit après un chauffage à reflux prolongé de l'eau dans un récipient en verre n'était pas dû à une conversion de l'eau en terre mais plutôt à la désintégration progressive de l'intérieur de la récipient en verre produit par l'eau bouillante. Il a également tenté d'introduire des réformes dans le système monétaire et fiscal français pour aider les paysans.

Falsification du tabac

Les Fermiers Généraux détenaient le monopole de la production, de l'importation et de la vente du tabac en France, et les taxes qu'ils prélevaient sur le tabac rapportaient 30 millions de livres par an. Ces revenus ont commencé à baisser en raison d'un marché noir croissant du tabac qui était passé en contrebande et falsifié, le plus souvent avec de la cendre et de l'eau. Lavoisier a mis au point une méthode pour vérifier si de la cendre avait été mélangée avec du tabac : « Lorsqu'un esprit de vitriol , d' eau-forte ou une autre solution acide est versé sur de la cendre, il y a une réaction effervescente immédiate très intense, accompagnée d'un bruit facilement décelable. " Lavoisier a également remarqué que l'ajout d'une petite quantité de cendre améliorait la saveur du tabac. D'un vendeur vendant des produits frelatés, il a écrit : « Son tabac jouit d'une très bonne réputation dans la province... la très petite proportion de cendres qui y est ajoutée lui donne une saveur particulièrement piquante que les consommateurs recherchent. en ajoutant un peu de ce mélange liquide lors de la fabrication du tabac." Lavoisier a également découvert que si l'ajout de beaucoup d'eau pour gonfler le tabac le ferait fermenter et sentir mauvais, l'ajout d'une très petite quantité améliorait le produit. Par la suite, les usines des fermiers généraux ont ajouté, comme il l'a recommandé, 6,3 % d'eau en volume au tabac qu'elles ont transformé. Pour permettre cet ajout, les Farmers General ont livré aux détaillants dix-sept onces de tabac tout en ne facturant que seize onces. Pour s'assurer que seules ces quantités autorisées étaient ajoutées et pour exclure le marché noir, Lavoisier a veillé à ce qu'un système étanche de contrôles, de comptabilité, de contrôle et de tests rende très difficile pour les détaillants de s'approvisionner en tabac de contrebande ou d'améliorer leurs profits en groupant le monter. Il a été énergique et rigoureux dans sa mise en œuvre, et les systèmes qu'il a introduits étaient profondément impopulaires auprès des détaillants de tabac à travers le pays. Cette impopularité allait avoir des conséquences pour lui pendant la Révolution française.

Commission royale d'agriculture

Lavoisier a demandé l'établissement d'une Commission royale sur l'agriculture. Il en fut alors le secrétaire et dépensa des sommes considérables de ses propres deniers afin d'améliorer les rendements agricoles de la Sologne , une région où les terres agricoles étaient de piètre qualité. L'humidité de la région entraînait souvent un fléau de la récolte de seigle, provoquant des poussées d' ergotisme parmi la population. En 1788, Lavoisier a présenté un rapport à la Commission détaillant dix années d'efforts sur sa ferme expérimentale pour introduire de nouvelles cultures et types de bétail. Sa conclusion était qu'en dépit des possibilités de réformes agricoles, le système fiscal laissait si peu aux métayers qu'il était irréaliste de s'attendre à ce qu'ils modifient leurs pratiques traditionnelles.

Commission de la poudre à canon

Éleuthère Irénée du Pont (à droite) et le mentor Antoine Lavoisier

Les recherches de Lavoisier sur la combustion ont été menées au milieu d'un programme très chargé de tâches publiques et privées, notamment en rapport avec la Ferme Générale . Il y avait aussi d'innombrables rapports et comités de l'Académie des sciences pour enquêter sur des problèmes spécifiques sur ordre du gouvernement royal. Lavoisier, dont les talents d'organisateur étaient remarquables, se voyait souvent confier la tâche de rédiger de tels rapports officiels. En 1775, il fut nommé l'un des quatre commissaires à la poudre à canon nommés pour remplacer une société privée, semblable à la Ferme Générale, qui s'était révélée insatisfaisante pour approvisionner la France en munitions. Grâce à ses efforts, la quantité et la qualité de la poudre à canon française s'améliorèrent grandement et elle devint une source de revenus pour le gouvernement. Sa nomination à la Commission de la poudre à canon a également apporté un grand avantage à la carrière scientifique de Lavoisier. En tant que commissaire, il bénéficiait à la fois d'une maison et d'un laboratoire dans l'Arsenal royal. Ici, il a vécu et travaillé entre 1775 et 1792.

Lavoisier a exercé une influence déterminante dans la formation de l' entreprise de poudre à canon Du Pont car il a formé Éleuthère Irénée du Pont , son fondateur, à la fabrication de poudre à canon en France; ce dernier a déclaré que les moulins à poudre Du Pont "n'auraient jamais été démarrés sans sa gentillesse envers moi".

Pendant la Révolution

En juin 1791, Lavoisier fait un prêt de 71 000 livres à Pierre Samuel du Pont de Nemours pour acheter une imprimerie afin que du Pont puisse publier un journal, La Correspondance patriotique . Le plan était d'inclure à la fois les rapports des débats à l' Assemblée nationale constituante ainsi que les documents de l'Académie des sciences. La révolution perturba rapidement le premier journal de l'aîné du Pont, mais son fils EI du Pont lança bientôt Le Républicain et publia les derniers textes de chimie de Lavoisier.

Lavoisier préside également la commission chargée d'établir un système uniforme de poids et mesures qui, en mars 1791, recommande l'adoption du système métrique . Le nouveau système des poids et mesures est adopté par la Convention le 1er août 1793. Lavoisier lui-même est destitué de la commission des poids et mesures le 23 décembre 1793, avec le mathématicien Pierre-Simon Laplace et plusieurs autres membres, pour des raisons politiques.

L'un de ses derniers grands ouvrages fut une proposition à la Convention nationale pour la réforme de l'enseignement français. Il est également intervenu au nom d'un certain nombre de scientifiques nés à l'étranger dont le mathématicien Joseph Louis Lagrange , aidant à les exempter d'un mandat dépouillant tous les étrangers de leurs possessions et de leur liberté.

Derniers jours et exécution

Lavoisier , par Jacques-Léonard Maillet , ca 1853, parmi les héros de la culture dans la cour Napoléon du Louvre

Alors que la Révolution française prenait de l'ampleur, les attaques se sont multipliées contre la Ferme générale , profondément impopulaire , et elle a finalement été abolie en mars 1791. En 1792, Lavoisier a été contraint de démissionner de son poste à la Commission des poudres à canon et de quitter sa maison et son laboratoire au Royal Arsenal. Le 8 août 1793, toutes les sociétés savantes, dont l'Académie des sciences, sont supprimées à la demande de l' abbé Grégoire .

Le 24 novembre 1793, l'arrestation de tous les anciens fermiers fiscaux est ordonnée. Lavoisier et les autres fermiers généraux font face à neuf accusations d'avoir fraudé l'état de l'argent qui lui est dû et d'avoir ajouté de l'eau au tabac avant de le vendre. Lavoisier a rédigé leur défense, réfutant les accusations financières, rappelant au tribunal comment ils avaient maintenu une qualité élevée et constante du tabac. Le tribunal était cependant enclin à croire qu'en les condamnant et en saisissant leurs biens, il récupérerait des sommes colossales pour l'Etat. Lavoisier est condamné et guillotiné le 8 mai 1794 à Paris, à l'âge de 50 ans, avec ses 27 coaccusés.

Selon la légende populaire, l'appel à lui épargner la vie pour qu'il puisse continuer ses expérimentations a été écourté par le juge Coffinhal : "La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes; le cours de la justice ne peut être suspendu ." (« La République n'a besoin ni d'érudits ni de chimistes ; le cours de la justice ne peut être retardé. ») Le juge Coffinhal lui-même serait exécuté moins de trois mois plus tard, dans le sillage de la réaction thermidorienne .

L'importance de Lavoisier pour la science a été exprimée par Lagrange qui a déploré la décapitation en disant: "Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête, et cent années peut-être ne suffiront pas pour reproduire une semblable." ("Il ne leur a fallu qu'un instant pour couper cette tête, et cent ans pourraient ne pas suffire pour reproduire son semblable.")

Autopsie

Un an et demi après son exécution, Lavoisier est complètement disculpé par le gouvernement français. Pendant la Terreur Blanche , ses biens sont remis à sa veuve. Une brève note a été incluse, lisant « À la veuve de Lavoisier, qui a été faussement condamnée ».

Environ un siècle après sa mort, une statue de Lavoisier est érigée à Paris. On découvrit plus tard que le sculpteur n'avait pas copié la tête de Lavoisier pour la statue, mais utilisé une tête de rechange du marquis de Condorcet , secrétaire de l'Académie des sciences pendant les dernières années de Lavoisier. Le manque d'argent empêchait les modifications d'être apportées. La statue a été fondue pendant la Seconde Guerre mondiale et n'a pas été remplacée. L'un des principaux « lycées » de Paris et une rue du 8e arrondissement portent le nom de Lavoisier, et des statues de lui se trouvent sur l' Hôtel de Ville et sur la façade de la Cour Napoléon du Louvre . Son nom est l'un des 72 noms d'éminents scientifiques, ingénieurs et mathématiciens français inscrits sur la Tour Eiffel ainsi que sur les bâtiments autour de Killian Court au MIT à Cambridge, MA .

Apports à la chimie

Théorie de la combustion de l'oxygène

L' expérience du phlogistique d' Antoine Lavoisier . Gravure de Mme Lavoisier dans les années 1780 tirée du Traité Élémentaire de Chimie (Traité élémentaire de chimie)

À la fin de 1772, Lavoisier s'intéressa au phénomène de la combustion , sujet sur lequel il devait apporter sa contribution la plus significative à la science. Il rapporta les résultats de ses premières expériences sur la combustion dans une note à l'Académie du 20 octobre, dans laquelle il rapportait que lorsque le phosphore brûlait, il se combinait avec une grande quantité d'air pour produire de l' esprit acide de phosphore , et que le phosphore augmentait en poids à la combustion. Dans une seconde note scellée déposée à l'Académie quelques semaines plus tard (1er novembre), Lavoisier étendit ses observations et ses conclusions à la combustion du soufre et ajouta que « ce qui est observé dans la combustion du soufre et du phosphore peut bien se produire en le cas de toutes les substances qui prennent du poids par combustion et calcination : et je suis persuadé que l'augmentation de poids des calcaires métalliques est due à la même cause.

L'« air fixe » de Joseph Black

Au cours de l'année 1773, Lavoisier décida d'examiner en profondeur la littérature sur l'air, en particulier « l'air fixe », et de répéter bon nombre des expériences d'autres chercheurs dans le domaine. Il publia un compte rendu de cette revue en 1774 dans un livre intitulé Opuscules physiques et chimiques . Au cours de cette revue, il fit sa première étude complète des travaux de Joseph Black , le chimiste écossais qui avait réalisé une série d'expériences quantitatives classiques sur les alcalis doux et caustiques. Black avait montré que la différence entre un alcali doux, par exemple la craie ( CaCO 3 ), et la forme caustique, par exemple la chaux vive ( CaO ), résidait dans le fait que le premier contenait de l'« air fixe », pas de l'air ordinaire fixe. dans la craie, mais une espèce chimique distincte, désormais comprise comme étant le dioxyde de carbone (CO 2 ), qui était un constituant de l'atmosphère. Lavoisier a reconnu que l'air fixe de Black était identique à l'air dégagé lorsque les calcaires métalliques étaient réduits avec du charbon de bois et a même suggéré que l'air qui s'est combiné aux métaux lors de la calcination et a augmenté le poids pourrait être l'air fixe de Black, c'est-à-dire le CO 2 .

Joseph Priestley

Joseph Priestley , un chimiste anglais connu pour isoler l' oxygène , qu'il a appelé « air déphlogistiqué »

Au printemps 1774, Lavoisier effectue des expériences sur la calcination de l'étain et du plomb dans des récipients scellés, dont les résultats confirment de façon concluante que l'augmentation du poids des métaux en combustion est due à la combinaison avec l'air. Mais la question restait de savoir si c'était en combinaison avec l'air atmosphérique ordinaire ou avec seulement une partie de l'air atmosphérique. En octobre, le chimiste anglais Joseph Priestley visita Paris, où il rencontra Lavoisier et lui raconta l'air qu'il avait produit en chauffant la chaux rouge de mercure avec un verre ardent et qui avait entretenu la combustion avec une extrême vigueur. Priestley à cette époque n'était pas sûr de la nature de ce gaz, mais il sentait qu'il s'agissait d'une forme d'air ordinaire particulièrement pure. Lavoisier a effectué ses propres recherches sur cette substance particulière. Le résultat fut son mémoire Sur la nature du principe qui se combine avec les métaux pendant leur calcination et augmente leur poids , lu à l'Académie le 26 avril 1775 (communément appelé Mémoire de Pâques). Dans le mémoire original, Lavoisier montrait que la chaux au mercure était une véritable chaux métallique en ce sens qu'elle pouvait être réduite avec du charbon de bois , dégageant ainsi l'air fixe de Black. Réduit sans charbon, il dégageait un air qui favorisait la respiration et la combustion. Il a conclu qu'il ne s'agissait que d'une forme pure d'air commun et que c'était l'air lui-même « indivisé, sans altération, sans décomposition » qui s'est combiné avec les métaux lors de la calcination.

De retour de Paris, Priestley reprit son enquête sur l'air de chaux au mercure. Ses résultats montraient maintenant que cet air n'était pas seulement une forme particulièrement pure d'air ordinaire, mais qu'il était « cinq ou six fois meilleur que l'air ordinaire, pour la respiration, l'inflammation et... toute autre utilisation de l'air ordinaire ». Il appela l'air de l'air déphlogistiqué, car il pensait que c'était de l'air ordinaire dépourvu de son phlogistique . Comme il était donc en état d'absorber une quantité beaucoup plus grande de phlogistique dégagée par les corps brûlants et les animaux qui respirent, on expliquait la combustion grandement accrue des substances et la plus grande facilité de respirer cet air.

Pionnier de la stoechiométrie

Les recherches de Lavoisier comprenaient certaines des premières expériences chimiques véritablement quantitatives . Il a soigneusement pesé les réactifs et les produits d'une réaction chimique dans un récipient en verre scellé afin qu'aucun gaz ne puisse s'échapper, ce qui était une étape cruciale dans l'avancement de la chimie. En 1774, il montra que, bien que la matière puisse changer d'état dans une réaction chimique, la masse totale de matière est la même à la fin qu'au début de chaque changement chimique. Ainsi, par exemple, si un morceau de bois est réduit en cendres, la masse totale reste inchangée si les réactifs et produits gazeux sont inclus. Les expériences de Lavoisier soutenaient la loi de conservation de la masse . En France, il est enseigné comme la loi de Lavoisier et est paraphrasé d'une déclaration dans son Traité Élémentaire de Chimie : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. Mikhail Lomonosov (1711-1765) avait déjà exprimé des idées similaires en 1748 et les avait prouvées expérimentalement ; d'autres dont les idées sont antérieures aux travaux de Lavoisier comprennent Jean Rey (1583-1645), Joseph Black (1728-1799) et Henry Cavendish (1731-1810).

Nomenclature chimique

Lavoisier, avec Louis-Bernard Guyton de Morveau , Claude-Louis Berthollet , et Antoine François de Fourcroy , a présenté un nouveau programme pour les réformes de la nomenclature chimique à l'Académie en 1787, car il n'y avait pratiquement pas de système rationnel de nomenclature chimique à ce temps. Ce travail, intitulé Méthode de nomenclature chimique ( Method of Chemical Nomenclature , 1787), a introduit un nouveau système qui était inextricablement lié à la nouvelle théorie de la chimie de l'oxygène de Lavoisier. Les éléments classiques de la terre, de l'air, du feu et de l'eau ont été rejetés, et à la place quelque 55 substances qui ne pouvaient pas être décomposées en substances plus simples par des moyens chimiques connus ont été provisoirement répertoriées comme éléments. Les éléments comprenaient la lumière; calorique (matière de chaleur); les principes de l'oxygène, de l'hydrogène et de l'azote ( azote ) ; carbone; soufre; phosphore; les "radicaux" encore inconnus de l'acide muriatique (acide chlorhydrique ), de l'acide borique et de l'acide "fluorique" ; 17 métaux ; 5 terres (principalement des oxydes de métaux encore inconnus tels que la magnésie , la baria et la strontie ) ; trois alcalis ( potasse , soude et ammoniac ) ; et les "radicaux" de 19 acides organiques. Les acides, considérés dans le nouveau système comme des composés de divers éléments avec de l'oxygène, ont reçu des noms qui indiquaient l'élément impliqué ainsi que le degré d'oxygénation de cet élément, par exemple les acides sulfurique et sulfureux, les acides phosphorique et phosphoreux, les acides nitrique et nitreux , la terminaison "ic" indiquant les acides avec une proportion plus élevée d'oxygène que ceux avec la terminaison "ous". De même, les sels des acides "ic" ont reçu les lettres terminales "ate", comme dans le sulfate de cuivre, tandis que les sels des acides "ous" se terminaient par le suffixe "ite", comme dans le sulfite de cuivre. L'effet global de la nouvelle nomenclature peut être mesuré en comparant le nouveau nom " sulfate de cuivre " avec l'ancien terme " vitriol de Vénus ". La nouvelle nomenclature de Lavoisier s'est répandue dans toute l'Europe et aux États-Unis et est devenue d'usage courant dans le domaine de la chimie. Cela a marqué le début de l'approche anti-phlogistique sur le terrain.

Révolution chimique et opposition

Lavoisier est communément cité comme un contributeur central à la révolution chimique . Ses mesures précises et sa tenue méticuleuse des bilans tout au long de son expérience ont été essentielles à l'acceptation généralisée de la loi de conservation de la masse. Son introduction d'une nouvelle terminologie, un système binomial calqué sur celui de Linnaeus , aide également à marquer les changements dramatiques dans le domaine qui sont généralement désignés comme la révolution chimique. Lavoisier a rencontré beaucoup d'opposition en essayant de changer le domaine, en particulier de la part des scientifiques britanniques en phlogistique. Joseph Priestley, Richard Kirwan , James Keir et William Nicholson , entre autres, ont soutenu que la quantification des substances n'impliquait pas la conservation de la masse. Plutôt que de rapporter des preuves factuelles, l'opposition a affirmé que Lavoisier interprétait mal les implications de ses recherches. L'un des alliés de Lavoisier, Jean Baptiste Biot , écrivait à propos de la méthodologie de Lavoisier, « on sentait la nécessité de lier la précision des expériences à la rigueur du raisonnement ». Son opposition a fait valoir que la précision dans l'expérimentation n'impliquait pas la précision dans les inférences et le raisonnement. Malgré l'opposition, Lavoisier a continué à utiliser une instrumentation précise pour convaincre d'autres chimistes de ses conclusions, souvent des résultats à cinq à huit décimales. Nicholson, qui a estimé que seulement trois de ces décimales étaient significatives, a déclaré :

Si l'on nie que ces résultats sont prétendus vrais dans les derniers chiffres, je dois demander la permission d'observer, que ces longues rangées de chiffres, qui dans certains cas s'étendent à mille fois la finesse de l'expérience, ne servent qu'à exposer un parade dont la vraie science n'a pas besoin : et, plus que cela, que lorsque le degré réel d'exactitude des expériences est ainsi caché à notre contemplation, nous sommes quelque peu disposés à douter que l' exactitude scrupuleuse des expériences soit en effet de nature à rendre les preuves de l'ordre démonstratif .

Œuvres remarquables

Laboratoire Lavoisier, Musée des Arts et Métiers , Paris

Mémoire de Pâques

La version "officielle" du Mémoire de Pâques de Lavoisier parut en 1778. Dans l'intervalle, Lavoisier eut amplement le temps de répéter certaines des dernières expériences de Priestley et d'en effectuer de nouvelles. En plus d'étudier l'air déphlogistiqué de Priestley, il étudia plus en détail l'air résiduel après la calcination des métaux. Il montra que cet air résiduel ne favorisait ni la combustion ni la respiration et qu'environ cinq volumes de cet air ajoutés à un volume d'air déphlogistiqué donnaient de l'air atmosphérique ordinaire. L'air ordinaire était alors un mélange de deux espèces chimiques distinctes aux propriétés assez différentes. Ainsi, lorsque la version révisée du Mémoire de Pâques est publiée en 1778, Lavoisier n'affirme plus que le principe qui se combine avec les métaux sur la calcination n'est que l'air ordinaire mais « rien d'autre que la partie la plus saine et la plus pure de l'air » ou « l'éminemment respirable ». partie de l'air". La même année, il invente le nom d'oxygène pour ce constituant de l'air, des mots grecs signifiant "ancien acide". Il a été frappé par le fait que les produits de combustion de non-métaux tels que le soufre, le phosphore, le charbon de bois et l'azote étaient acides. Il soutenait que tous les acides contenaient de l'oxygène et que l'oxygène était donc le principe acidifiant.

Démantèlement de la théorie du phlogistique

La recherche chimique de Lavoisier entre 1772 et 1778 était en grande partie concernée par le développement de sa propre nouvelle théorie de la combustion. En 1783, il lut à l'académie son article intitulé Réflexions sur le phlogistique (Réflexions sur le phlogistique), une attaque à grande échelle contre la théorie actuelle de la combustion du phlogistique. Cette année-là, Lavoisier a également commencé une série d'expériences sur la composition de l'eau qui devaient prouver une pierre angulaire importante à sa théorie de la combustion et gagner de nombreux convertis. De nombreux chercheurs avaient expérimenté la combinaison de l'air inflammable d'Henry Cavendish, que Lavoisier appelait l' hydrogène (du grec "eau-ancien"), avec "l'air déphlogistiqué" (air en cours de combustion, maintenant connu pour être de l'oxygène) en provoquant des étincelles électriques. mélanges de gaz. Tous les chercheurs ont noté la production d'eau pure par Cavendish en brûlant de l'hydrogène dans de l'oxygène, mais ils ont interprété la réaction de différentes manières dans le cadre de la théorie du phlogistique. Lavoisier apprit l'expérience de Cavendish en juin 1783 via Charles Blagden (avant la publication des résultats en 1784), et reconnut immédiatement l'eau comme l' oxyde d'un gaz hydroélectrique .

En coopération avec Laplace, Lavoisier a synthétisé de l'eau en brûlant des jets d'hydrogène et d'oxygène dans une cloche sur du mercure. Les résultats quantitatifs étaient suffisamment bons pour soutenir l'affirmation selon laquelle l'eau n'était pas un élément, comme on l'avait pensé pendant plus de 2000 ans, mais un composé de deux gaz, l'hydrogène et l'oxygène. L'interprétation de l'eau en tant que composé expliquait l'air inflammable généré par la dissolution des métaux dans les acides (hydrogène produit lorsque l'eau se décompose) et la réduction des calcaires par l'air inflammable (une combinaison de gaz de calcaire avec de l'oxygène pour former de l'eau).

Malgré ces expériences, l'approche antiphlogistique de Lavoisier est restée non acceptée par de nombreux autres chimistes. Lavoisier s'est efforcé de fournir une preuve définitive de la composition de l'eau, essayant de l'utiliser à l'appui de sa théorie. En collaboration avec Jean-Baptiste Meusnier , Lavoisier fait passer de l'eau à travers un canon de fer chauffé au rouge, permettant à l'oxygène de former un oxyde avec le fer et à l'hydrogène de sortir de l'extrémité du tuyau. Il soumit ses découvertes sur la composition de l'eau à l'Académie des sciences en avril 1784, rapportant ses chiffres à huit décimales. L'opposition a répondu à cette nouvelle expérimentation en déclarant que Lavoisier a continué à tirer les conclusions incorrectes et que son expérience a démontré le déplacement du phlogistique du fer par la combinaison de l'eau avec le métal. Lavoisier a développé un nouvel appareil qui utilisait une auge pneumatique, un jeu de balances, un thermomètre et un baromètre, tous calibrés avec soin. Trente savants ont été invités à assister à la décomposition et à la synthèse de l'eau à l'aide de cet appareil, convainquant de nombreux participants de la justesse des théories de Lavoisier. Cette démonstration a établi l'eau comme un composé d'oxygène et d'hydrogène avec une grande certitude pour ceux qui l'ont vue. La diffusion de l'expérience, cependant, s'est avérée inférieure, car il manquait les détails pour afficher correctement la quantité de précision prise dans les mesures. L'article se terminait par une déclaration hâtive selon laquelle l'expérience était "plus que suffisante pour saisir la certitude de la proposition" de la composition de l'eau et déclarait que les méthodes utilisées dans l'expérience uniraient la chimie aux autres sciences physiques et feraient avancer les découvertes. .

Traité élémentaire de chimie

Lavoisier et Berthollet, Chimistes Célèbres, Liebig's Extract of Meat Company Trading Card, 1929

Lavoisier a utilisé la nouvelle nomenclature dans son Traité élémentaire de chimie ( Traité élémentaire de chimie ), publié en 1789. Cet ouvrage représente la synthèse de la contribution de Lavoisier à la chimie et peut être considéré comme le premier manuel moderne sur le sujet. Le cœur du travail était la théorie de l'oxygène, et le travail est devenu un véhicule très efficace pour la transmission des nouvelles doctrines. Il présentait une vue unifiée des nouvelles théories de la chimie, contenait un énoncé clair de la loi de conservation de la masse et niait l'existence du phlogistique. Ce texte clarifie le concept d'élément en tant que substance qui ne peut être décomposée par aucune méthode connue d'analyse chimique et présente la théorie de Lavoisier sur la formation de composés chimiques à partir d'éléments. Il reste un classique de l'histoire des sciences. Alors que de nombreux chimistes de premier plan de l'époque refusaient d'accepter les nouvelles idées de Lavoisier, la demande de Traité élémentaire comme manuel à Édimbourg était suffisante pour mériter une traduction en anglais environ un an après sa publication en français. En tout état de cause, le Traité élémentaire était suffisamment solide pour convaincre la génération suivante.

Travail physiologique

Lavoisier (portant des lunettes) fait fonctionner son four solaire pour éviter la contamination par les produits de combustion.

La relation entre la combustion et la respiration était reconnue depuis longtemps par le rôle essentiel que l'air jouait dans les deux processus. Lavoisier a donc été presque obligé d'étendre sa nouvelle théorie de la combustion pour inclure le domaine de la physiologie de la respiration . Ses premiers mémoires sur ce sujet ont été lus à l'Académie des sciences en 1777, mais sa contribution la plus significative à ce domaine a été faite au cours de l'hiver 1782/1783 en association avec Laplace. Le résultat de ce travail a été publié dans un mémoire, "On Heat". Lavoisier et Laplace ont conçu un appareil de calorimètre à glace pour mesurer la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion ou de la respiration. L'enveloppe extérieure du calorimètre était remplie de neige, qui fondait pour maintenir une température constante de 0 °C autour d'une enveloppe intérieure remplie de glace. En mesurant la quantité de dioxyde de carbone et de chaleur produite en confinant un cobaye vivant dans cet appareil, et en comparant la quantité de chaleur produite lorsque suffisamment de carbone a été brûlé dans le calorimètre à glace pour produire la même quantité de dioxyde de carbone que celle que le porc exhalé, ils ont conclu que la respiration était, en fait, un processus de combustion lente. Lavoisier a déclaré: "la respiration est donc une combustion", c'est-à-dire que l'échange de gaz respiratoire est une combustion, comme celle d'une bougie allumée.

Cette combustion lente et continue, qu'ils supposaient avoir lieu dans les poumons, permettait à l'animal vivant de maintenir sa température corporelle au-dessus de celle de son environnement, expliquant ainsi le phénomène déroutant de la chaleur animale. Lavoisier a poursuivi ces expériences de respiration en 1789-1790 en coopération avec Armand Seguin . Ils ont conçu un ensemble ambitieux d'expériences pour étudier l'ensemble du processus du métabolisme corporel et de la respiration en utilisant Seguin comme cobaye humain dans les expériences. Leur travail n'a été que partiellement achevé et publié en raison de la perturbation de la Révolution ; mais le travail de pionnier de Lavoisier dans ce domaine a servi à inspirer des recherches similaires sur les processus physiologiques pour les générations à venir.

Héritage

Antoine-Laurent Lavoisier par Jules Dalou 1866

Les contributions fondamentales de Lavoisier à la chimie étaient le résultat d'un effort conscient pour intégrer toutes les expériences dans le cadre d'une théorie unique. Il a établi l'utilisation cohérente de l' équilibre chimique , a utilisé l'oxygène pour renverser la théorie du phlogistique et a développé un nouveau système de nomenclature chimique selon lequel l'oxygène était un constituant essentiel de tous les acides (ce qui s'est avéré plus tard erroné).

Lavoisier a également fait des recherches précoces en chimie physique et thermodynamique dans des expériences conjointes avec Laplace. Ils ont utilisé un calorimètre pour estimer la chaleur dégagée par unité de dioxyde de carbone produite, trouvant finalement le même rapport pour une flamme et des animaux, indiquant que les animaux produisaient de l'énergie par un type de réaction de combustion.

Lavoisier a également contribué aux premières idées sur la composition et les changements chimiques en énonçant la théorie des radicaux, estimant que les radicaux , qui fonctionnent comme un seul groupe dans un processus chimique, se combinent avec l'oxygène dans les réactions. Il a également introduit la possibilité d' allotropie dans les éléments chimiques lorsqu'il a découvert que le diamant est une forme cristalline de carbone .

Il était également responsable de la construction du gazomètre, un instrument coûteux qu'il utilisait lors de ses démonstrations. Alors qu'il utilisait son gazomètre exclusivement pour ceux-ci, il créa également des gazomètres plus petits, moins chers et plus pratiques qui fonctionnaient avec un degré de précision suffisant pour que davantage de chimistes puissent recréer.

Il était essentiellement un théoricien, et son grand mérite résidait dans sa capacité à reprendre le travail expérimental que d'autres avaient effectué - sans toujours reconnaître adéquatement leurs revendications - et par une procédure logique rigoureuse, renforcée par ses propres expériences quantitatives, exposant la véritable explication des résultats. Il acheva les travaux de Black, Priestley et Cavendish, et donna une explication correcte de leurs expériences.

Dans l'ensemble, ses contributions sont considérées comme les plus importantes pour faire progresser la chimie au niveau atteint en physique et en mathématiques au XVIIIe siècle.

Prix ​​et distinctions

De son vivant, Lavoisier a reçu une médaille d'or du roi de France pour ses travaux sur l' éclairage public urbain (1766), et a été nommé à l'Académie française des sciences (1768). Il est élu membre de l' American Philosophical Society en 1775.

Le travail de Lavoisier a été reconnu comme monument historique international de la chimie par l' American Chemical Society , l' Académie des sciences de l'institut de France et la Société Chimique de France en 1999. La publication Louis 1788 d'Antoine Laurent Lavoisier intitulée Méthode de Nomenclature Chimique , publiée avec ses collègues Louis -Bernard Guyton de Morveau , Claude Louis Berthollet , et Antoine François, comte de Fourcroy , a reçu un Citation for Chemical Breakthrough Award de la Division of History of Chemistry de l'American Chemical Society, remis à l'Académie des Sciences (Paris) en 2015.

Médaille commémorative de Franklin et Lavoisier, 2018

Un certain nombre de médailles Lavoisier ont été nommées et remises en l'honneur de Lavoisier, par des organisations telles que la Société chimique de France , la Société internationale de calorimétrie biologique et la société DuPont. Il est également commémoré par le prix Franklin-Lavoisier, marquant l'amitié d'Antoine -Laurent Lavoisier et Benjamin Franklin . Le prix, qui comprend une médaille, est décerné conjointement par la Fondation de la Maison de la Chimie à Paris, France et le Science History Institute de Philadelphie, PA, USA.

Écrits choisis

L'œuvre de Lavoisier a été traduite au Japon dans les années 1840, par le procédé du Rangaku . Page de 1840 Seimi Kaisō d' Udagawa Yōan

En traduction

  • Essays Physical and Chemical (Londres : pour Joseph Johnson, 1776 ; Londres : Frank Cass and Company Ltd., 1970) traduction par Thomas Henry de Opuscules physiques et chimiques
  • L'art de fabriquer des sels alcalins et des potasses, publié par ordre de Sa Majesté la plus chrétienne et approuvé par l'Académie royale des sciences (1784) trans. par Charles Williamos de L'art de fabriquer le salin et la potasse
  • (avec Pierre-Simon Laplace) Mémoire sur la Chaleur : Lu à l'Académie Royale des Sciences, 28 juin 1783, par MM. Lavoisier & De La Place de la même Académie. (New York : Neale Watson Academic Publications, 1982) trans. par Henry Guerlac de Mémoire sur la chaleur
  • Essais sur les effets produits par divers processus sur l'air atmosphérique ; Avec une vue particulière sur une enquête sur la constitution des acides , trad. Thomas Henry (Londres : Warrington, 1783) rassemble ces essais :
  1. "Expériences sur la respiration des animaux et sur les changements effectués sur l'air en passant par leurs poumons." (Lire à l'Académie des Sciences, 3 mai 1777)
  2. "Sur la combustion des bougies dans l'air atmosphérique et dans l'air déphlogisté." (Communiqué à l'Académie des Sciences, 1777)
  3. "Sur la combustion du phosphore de Kunckel."
  4. "Sur l'existence de l'air dans l'acide nitreux, et sur les moyens de décomposer et de recomposer cet acide."
  5. "Sur la solution de mercure dans l'acide vitriolique."
  6. "Expériences sur la combustion de l'alun avec des substances phlogistiques, et sur les changements effectués sur l'air dans lequel le Pyrophorus a été brûlé."
  7. "Sur la vitriolisation des pyrites martiales."
  8. « Considérations générales sur la nature des acides et sur les principes qui les composent.
  9. "Sur la combinaison de la matière du feu avec les fluides évaporables ; et sur la formation des fluides élastiques aériformes."
  • « Reflections on Phlogiston », traduction de Nicholas W. Best of « Réflexions sur le phlogistique, pour servir de suite à la théorie de la combustion et de la calcination » (lu à l'Académie Royale des Sciences pendant deux soirs, 28 juin et 13 juillet 1783). Publié en deux parties :
  1. Meilleur, Nicholas W. (2015). "Les "Réflexions sur le phlogiston" de Lavoisier I : Contre la théorie du phlogistique". Fondements de la chimie . 17 (2) : 361-378. doi : 10.1007/s10698-015-9220-5 . S2CID  170422925 .
  2. Meilleur, Nicholas W. (2016). "Les "Réflexions sur le phlogistique" II de Lavoisier : Sur la nature de la chaleur". Fondements de la chimie . 18 (1) : 3-13. doi : 10.1007/s10698-015-9236-x . S2CID  94677080 .

Voir également

Remarques

Lectures complémentaires

Liens externes

A propos de son travail
Ses écrits