Antoine-Laurent de Lavoisier ( / l ə ˈ v w ɑː zi eɪ / lə- VWAH -zee-ay ; [1] [2] [3] francés : [ɑ̃twan lɔʁɑ̃ də lavwazje] ; 26 de agosto de 1743 - 8 de mayo de 1794), [4] también Antoine Lavoisier después de la Revolución Francesa , fue un noble y químico francés que fue central para la revolución química del siglo XVIII y que tuvo una gran influencia tanto en la historia de la química como en la historia de la biología . [5]
Se acepta generalmente que los grandes logros de Lavoisier en química se deben en gran medida a que cambió la ciencia de una cualitativa a una cuantitativa . Lavoisier es más conocido por su descubrimiento del papel que desempeña el oxígeno en la combustión . Nombró al oxígeno (1778), reconociéndolo como un elemento, y también reconoció al hidrógeno como un elemento (1783), oponiéndose a la teoría del flogisto . Lavoisier ayudó a construir el sistema métrico , escribió la primera lista extensa de elementos y ayudó a reformar la nomenclatura química . Predijo la existencia del silicio (1787) [6] y descubrió que, aunque la materia puede cambiar su forma o figura, su masa siempre permanece igual . Su esposa y asistente de laboratorio, Marie-Anne Paulze Lavoisier , se convirtió en una química reconocida por derecho propio.
Lavoisier fue un miembro poderoso de varios consejos aristocráticos y administrador de la Ferme générale . La Ferme générale era uno de los componentes más odiados del Antiguo Régimen debido a las ganancias que obtenía a expensas del estado, el secreto de los términos de sus contratos y la violencia de sus agentes armados. [7] Todas estas actividades políticas y económicas le permitieron financiar su investigación científica. En el apogeo de la Revolución Francesa, fue acusado de fraude fiscal y venta de tabaco adulterado , y fue guillotinado a pesar de los llamamientos para que le perdonaran la vida en reconocimiento a sus contribuciones a la ciencia. Un año y medio después, fue exonerado por el gobierno francés.
Antoine-Laurent Lavoisier nació en una familia adinerada de la nobleza en París el 26 de agosto de 1743. Hijo de un abogado del Parlamento de París , heredó una gran fortuna a la edad de cinco años tras la muerte de su madre. [8] Lavoisier comenzó su educación en el Collège des Quatre-Nations , Universidad de París (también conocido como Collège Mazarin) en París en 1754 a la edad de 11 años. En sus últimos dos años (1760-1761) en la escuela, se despertaron sus intereses científicos y estudió química , botánica , astronomía y matemáticas . En la clase de filosofía estuvo bajo la tutela del abad Nicolas Louis de Lacaille , un distinguido matemático y astrónomo observacional que imbuyó al joven Lavoisier de un interés por la observación meteorológica, un entusiasmo que nunca lo abandonó. Lavoisier ingresó en la facultad de derecho, donde obtuvo el título de bachiller en 1763 y la licenciatura en 1764. Lavoisier se licenció en derecho y fue admitido en el colegio de abogados , pero nunca ejerció como abogado. Sin embargo, continuó su educación científica en su tiempo libre.
La educación de Lavoisier estuvo llena de los ideales de la Ilustración francesa de la época, y estaba fascinado por el diccionario de química de Pierre Macquer . Asistió a conferencias sobre ciencias naturales. La devoción y pasión de Lavoisier por la química fueron influenciadas en gran medida por Étienne Condillac , un destacado erudito francés del siglo XVIII. Su primera publicación química apareció en 1764. De 1763 a 1767, estudió geología con Jean-Étienne Guettard . En colaboración con Guettard, Lavoisier trabajó en un estudio geológico de Alsacia-Lorena en junio de 1767. En 1764 leyó su primer artículo en la Academia Francesa de Ciencias , la sociedad científica más elitista de Francia, sobre las propiedades químicas y físicas del yeso ( sulfato de calcio hidratado ), y en 1766 el Rey le concedió una medalla de oro por un ensayo sobre los problemas del alumbrado público urbano . [9] En 1768 Lavoisier recibió un nombramiento provisional en la Academia de Ciencias. [10] En 1769, trabajó en el primer mapa geológico de Francia.
Aunque Lavoisier es conocido por sus contribuciones a las ciencias, también dedicó una parte importante de su fortuna y su trabajo a beneficiar al público. [11] [12] [13] [14] Lavoisier era un humanitario: se preocupaba profundamente por la gente de su país y a menudo se preocupaba por mejorar las condiciones de vida de la población mediante la agricultura, la industria y las ciencias. [12] El primer ejemplo de esto ocurrió en 1765, cuando presentó un ensayo sobre la mejora del alumbrado público urbano a la Academia Francesa de Ciencias. [12] [13] [14]
Tres años después, en 1768, se centró en un nuevo proyecto para diseñar un acueducto. El objetivo era llevar agua del río Yvette a París para que los ciudadanos pudieran tener agua potable. Pero, como la construcción nunca comenzó, se concentró en purificar el agua del Sena. Este fue el proyecto que interesó a Lavoisier en la química del agua y las tareas de saneamiento público. [14]
Además, se interesó por la calidad del aire y pasó algún tiempo estudiando los riesgos para la salud asociados con el efecto de la pólvora en el aire. [13] En 1772, realizó un estudio sobre cómo reconstruir el hospital Hôtel-Dieu, después de que hubiera sido dañado por un incendio, de una manera que permitiera una ventilación adecuada y aire limpio en todas partes. [14]
En aquella época, se sabía que las cárceles de París eran en gran medida inhabitables y que el trato que recibían los prisioneros era inhumano. [11] Lavoisier participó en investigaciones en 1780 (y nuevamente en 1791) sobre la higiene en las cárceles y había hecho sugerencias para mejorar las condiciones de vida, sugerencias que fueron en gran medida ignoradas. [11] [14]
Una vez que formó parte de la Academia, Lavoisier también organizó sus propios concursos para impulsar la dirección de la investigación hacia el mejoramiento del trabajo del público y de su propio trabajo. [13]
Lavoisier tenía una visión de la educación pública que tenía raíces en la "sociabilidad científica" y la filantropía. [13]
Lavoisier obtuvo la mayor parte de sus ingresos mediante la compra de acciones de General Farm , lo que le permitió trabajar en la ciencia a tiempo completo, vivir cómodamente y contribuir económicamente a mejorar la comunidad. [14] (También contribuiría a su desaparición durante el Reinado del Terror muchos años después. [15] )
En aquella época era muy difícil conseguir financiación pública para las ciencias y, además, no era muy rentable para el científico medio, por lo que Lavoisier utilizó su riqueza para abrir un laboratorio muy caro y sofisticado en Francia para que los aspirantes a científicos pudieran estudiar sin las barreras de conseguir financiación para sus investigaciones. [11] [14]
También impulsó la educación pública en las ciencias. Fundó dos organizaciones, el Lycée [fr] y el Musée des Arts et Métiers , que fueron creadas para servir como herramientas educativas para el público. Financiado por los ricos y los nobles, el Lycée impartió regularmente cursos al público a partir de 1793. [13]
A los 26 años, cuando fue elegido miembro de la Academia de Ciencias, Lavoisier compró una participación en la Ferme générale , una compañía financiera que recaudaba impuestos y que adelantaba los ingresos fiscales estimados al gobierno real a cambio del derecho a recaudarlos. En nombre de la Ferme générale, Lavoisier encargó la construcción de una muralla alrededor de París para poder cobrar los derechos de aduana a quienes transportaban mercancías dentro y fuera de la ciudad. [16] Su participación en la recaudación de sus impuestos no ayudó a su reputación cuando comenzó el Reinado del Terror en Francia, ya que los impuestos y la mala reforma del gobierno fueron los principales motivadores durante la Revolución Francesa.
Lavoisier consolidó su posición social y económica cuando, en 1771, a los 28 años, se casó con Marie-Anne Pierrette Paulze , la hija de 13 años de un miembro de alto rango de la Ferme générale . [4] Ella iba a desempeñar un papel importante en la carrera científica de Lavoisier: en particular, tradujo documentos ingleses para él, incluido el Ensayo sobre el flogisto de Richard Kirwan y la investigación de Joseph Priestley . Además, lo ayudó en el laboratorio y creó muchos bocetos y grabados tallados de los instrumentos de laboratorio utilizados por Lavoisier y sus colegas para sus trabajos científicos. Madame Lavoisier editó y publicó las memorias de Antoine (se desconoce si ha sobrevivido alguna traducción al inglés de esas memorias hasta el día de hoy) y organizó fiestas en las que científicos eminentes discutieron ideas y problemas relacionados con la química. [17]
El famoso artista Jacques-Louis David pintó un retrato de Antoine y Marie-Anne Lavoisier . Terminado en 1788 en vísperas de la Revolución, el cuadro no pudo exhibirse públicamente en el Salón de París por temor a que pudiera inflamar pasiones antiaristocráticas. [18]
Durante los tres años siguientes a su ingreso en la Ferme générale , la actividad científica de Lavoisier disminuyó un poco, ya que gran parte de su tiempo se dedicó a los asuntos oficiales de la Ferme générale . Sin embargo, presentó una importante memoria a la Academia de Ciencias durante este período, sobre la supuesta conversión del agua en tierra por evaporación. Mediante un experimento cuantitativo muy preciso, Lavoisier demostró que el sedimento "terroso" producido después de un reflujo prolongado de agua en un recipiente de vidrio no se debía a una conversión del agua en tierra, sino más bien a la desintegración gradual del interior del recipiente de vidrio producida por el agua hirviendo. También intentó introducir reformas en el sistema monetario y fiscal francés para ayudar a los campesinos.
Los agricultores generales tenían el monopolio de la producción, importación y venta de tabaco en Francia, y los impuestos que aplicaban sobre el tabaco generaban unos ingresos de 30 millones de libras al año. Estos ingresos comenzaron a disminuir debido a un creciente mercado negro de tabaco que se introducía de contrabando y adulteraba, normalmente con ceniza y agua. Lavoisier ideó un método para comprobar si se había mezclado ceniza con tabaco: "Cuando se vierte un espíritu de vitriolo , agua fuerte o alguna otra solución ácida sobre la ceniza, se produce inmediatamente una reacción efervescente muy intensa, acompañada de un ruido fácilmente detectable".
Lavoisier también se dio cuenta de que la adición de una pequeña cantidad de ceniza mejoraba el sabor del tabaco. Sobre un vendedor que vendía productos adulterados, escribió: "Su tabaco goza de muy buena reputación en la provincia... la pequeña proporción de ceniza que se añade le da un sabor particularmente picante que los consumidores buscan. Tal vez la granja podría obtener alguna ventaja añadiendo un poco de esta mezcla líquida cuando se fabrica el tabaco". Lavoisier también descubrió que, si bien añadir mucha agua para aumentar el volumen del tabaco haría que fermentara y oliera mal, la adición de una cantidad muy pequeña mejoraba el producto.
A partir de entonces, las fábricas de los Agricultores Generales añadieron, como él recomendó, un 6,3% constante de agua por volumen al tabaco que procesaban. [19] Para permitir esta adición, los Agricultores Generales entregaron a los minoristas diecisiete onzas de tabaco mientras que solo cobraban por dieciséis. [20] Para garantizar que solo se añadieran estas cantidades autorizadas y excluir el mercado negro, Lavoisier se encargó de que un sistema hermético de controles, cuentas, supervisión y pruebas hiciera muy difícil para los minoristas obtener tabaco de contrabando o mejorar sus ganancias vendiéndolo en grandes cantidades.
Fue enérgico y riguroso en la implementación de esta medida, y los sistemas que introdujo fueron profundamente impopulares entre los minoristas de tabaco de todo el país. Esta impopularidad tuvo consecuencias para él durante la Revolución Francesa. [21]
Lavoisier instó a la creación de una Comisión Real de Agricultura, de la que fue secretario y gastó importantes sumas de su propio dinero para mejorar el rendimiento agrícola en Sologne , una zona donde las tierras de cultivo eran de mala calidad. La humedad de la región a menudo provocaba la ruina de la cosecha de centeno, lo que causaba brotes de ergotismo entre la población. En 1788, Lavoisier presentó un informe a la Comisión en el que detallaba diez años de esfuerzos en su granja experimental para introducir nuevos cultivos y tipos de ganado. Su conclusión fue que, a pesar de las posibilidades de reformas agrícolas, el sistema fiscal dejaba a los agricultores arrendatarios con tan poco que no era realista esperar que cambiaran sus prácticas tradicionales. [22]
Las investigaciones de Lavoisier sobre la combustión se llevaron a cabo en medio de una agenda muy apretada de deberes públicos y privados, especialmente en relación con la Ferme Générale . También hubo innumerables informes y comités de la Academia de Ciencias para investigar problemas específicos por orden del gobierno real. Lavoisier, cuyas habilidades organizativas eran excepcionales, con frecuencia recibió la tarea de redactar dichos informes oficiales. En 1775 fue nombrado uno de los cuatro comisionados de pólvora designados para reemplazar a una compañía privada, similar a la Ferme Générale, que había demostrado ser insatisfactoria para abastecer a Francia con sus necesidades de municiones. Como resultado de sus esfuerzos, tanto la cantidad como la calidad de la pólvora francesa mejoraron mucho, y se convirtió en una fuente de ingresos para el gobierno. Su nombramiento en la Comisión de la Pólvora también trajo un gran beneficio a la carrera científica de Lavoisier. Como comisionado, disfrutó tanto de una casa como de un laboratorio en el Arsenal Real. Aquí vivió y trabajó entre 1775 y 1792.
Lavoisier tuvo una influencia decisiva en la formación del negocio de pólvora de Du Pont porque capacitó a Éleuthère Irénée du Pont , su fundador, en la fabricación de pólvora en Francia; este último dijo que las fábricas de pólvora de Du Pont "nunca se habrían iniciado sin su amabilidad conmigo". [23] : 40
En junio de 1791, Lavoisier hizo un préstamo de 71.000 libras a Pierre Samuel du Pont de Nemours para comprar una imprenta para que du Pont pudiera publicar un periódico, La Correspondance Patriotique . El plan era que esto incluyera tanto informes de debates en la Asamblea Nacional Constituyente como documentos de la Academia de Ciencias. [24] La revolución pronto interrumpió el primer periódico de du Pont padre, pero su hijo El du Pont pronto lanzó Le Republicain y publicó los últimos textos de química de Lavoisier. [23] : 15
Lavoisier también presidió la comisión creada para establecer un sistema uniforme de pesas y medidas [25] [26] que en marzo de 1791 recomendó la adopción del sistema métrico . [27] El nuevo sistema de pesas y medidas fue adoptado por la Convención el 1 de agosto de 1793. [28] Lavoisier fue uno de los 27 Granjeros Generales que, por orden de la Convención, iban a ser detenidos. Aunque se escondió temporalmente, el 30 de noviembre de 1793 se entregó al convento de Port Royal para ser interrogado. Afirmó que no había trabajado en esta comisión durante muchos años, habiéndose dedicado en cambio a la ciencia. [29]
El propio Lavoisier fue expulsado de la comisión de pesos y medidas el 23 de diciembre de 1793, junto con el matemático Pierre-Simon Laplace y varios otros miembros, por razones políticas. [26]
Una de sus últimas obras importantes fue una propuesta a la Convención Nacional para la reforma de la educación francesa. También intervino en favor de varios científicos nacidos en el extranjero, entre ellos el matemático Joseph Louis Lagrange , ayudándolos a eximirse de un mandato que despojaba a todos los extranjeros de sus posesiones y libertades. [30]
A medida que la Revolución Francesa ganaba impulso, los ataques contra la Ferme générale , profundamente impopular , aumentaron y finalmente fue abolida en marzo de 1791. [31] En 1792, Lavoisier se vio obligado a dimitir de su puesto en la Comisión de la Pólvora y a mudarse de su casa y laboratorio en el Arsenal Real. El 8 de agosto de 1793, todas las sociedades científicas, incluida la Academia de Ciencias, fueron suprimidas a petición del abad Grégoire . [28]
El 24 de noviembre de 1793 se ordenó la detención de todos los antiguos recaudadores de impuestos. Lavoisier y los demás agricultores generales se enfrentaban a nueve acusaciones de defraudar al estado en lo que se refiere al dinero que se le debía y de añadir agua al tabaco antes de venderlo. Lavoisier redactó su defensa, refutando las acusaciones financieras y recordando al tribunal cómo habían mantenido una calidad de tabaco constantemente alta. Sin embargo, el tribunal se inclinó a creer que condenándolos y confiscando los bienes de los agricultores generales, recuperaría enormes sumas para el estado. [20] Lavoisier fue condenado y guillotinado el 8 de mayo de 1794 en París, a la edad de 50 años, junto con sus 27 coacusados. [32]
Según la leyenda popular, la petición de que se le perdonara la vida para que pudiera continuar con sus experimentos fue interrumpida por el juez Coffinhal : "La República no necesita eruditos ni químicos; el curso de la justicia no puede retrasarse". [33] El propio juez Coffinhal sería ejecutado menos de tres meses después, a raíz de la reacción termidoriana .
Lagrange expresó la importancia de Lavoisier para la ciencia, quien lamentó la decapitación diciendo: "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". ("Les tomó sólo un instante cortar esta cabeza, y cien años podrían no ser suficientes para reproducir una similar"). [34] [35]
Un año y medio después de su ejecución, Lavoisier fue completamente exonerado por el gobierno francés. Durante el Terror Blanco , sus pertenencias fueron entregadas a su viuda. Se incluyó una breve nota que decía "A la viuda de Lavoisier, quien fue condenado falsamente". [36]
Existe una historia apócrifa [37] sobre la ejecución de Lavoisier en la que el científico parpadeó para demostrar que la cabeza retenía algo de conciencia después de ser cortada. [38] Algunas variantes de la historia incluyen a Joseph-Louis Lagrange como el científico que observó y registró el parpadeo de Lavoisier. Esta historia no fue registrada en los relatos contemporáneos de la muerte de Lavoisier, y el lugar de la ejecución estaba demasiado alejado del público para que Lagrange haya visto el supuesto experimento de Lavoisier. La historia probablemente se originó en un documental de Discovery Channel de la década de 1990 sobre guillotinas y luego se difundió en línea, convirtiéndose en lo que una fuente describe como una leyenda urbana . [38] [37]
Contrariamente al pensamiento predominante en ese momento, Lavoisier teorizó que el aire común, o uno de sus componentes, se combina con las sustancias cuando se queman. [39] Lo demostró mediante experimentos. [39]
A finales de 1772, Lavoisier centró su atención en el fenómeno de la combustión , el tema en el que haría su contribución más importante a la ciencia. Informó de los resultados de sus primeros experimentos sobre la combustión en una nota a la Academia el 20 de octubre, en la que informaba de que cuando el fósforo se quemaba, se combinaba con una gran cantidad de aire para producir alcohol ácido de fósforo , y que el fósforo aumentaba de peso al quemarse. En una segunda nota sellada depositada en la Academia unas semanas más tarde (1 de noviembre), Lavoisier amplió sus observaciones y conclusiones a la combustión del azufre y añadió que "lo que se observa en la combustión del azufre y el fósforo puede muy bien ocurrir en el caso de todas las sustancias que ganan peso por combustión y calcinación: y estoy convencido de que el aumento de peso de las cales metálicas se debe a la misma causa". [ cita requerida ]
En 1773, Lavoisier decidió revisar a fondo la literatura sobre el aire, en particular el "aire fijo", y repetir muchos de los experimentos de otros investigadores en este campo. Publicó un relato de esta revisión en 1774 en un libro titulado Opuscules physiques et chimiques (Ensayos físicos y químicos). En el curso de esta revisión, realizó su primer estudio completo del trabajo de Joseph Black , el químico escocés que había llevado a cabo una serie de experimentos cuantitativos clásicos sobre los álcalis suaves y cáusticos. Black había demostrado que la diferencia entre un álcali suave, por ejemplo, la tiza ( CaCO3 ), y la forma cáustica , por ejemplo, la cal viva ( CaO ), residía en el hecho de que el primero contenía "aire fijo", no aire común fijado en la tiza, sino una especie química distinta, que ahora se entiende que es el dióxido de carbono (CO2 ) , que era un componente de la atmósfera. Lavoisier reconoció que el aire fijo de Black era idéntico al aire que se desarrollaba cuando las calcitas metálicas se reducían con carbón e incluso sugirió que el aire que se combinaba con los metales durante la calcinación y aumentaba el peso podría ser el aire fijo de Black, es decir, CO 2 . [ cita requerida ]
En la primavera de 1774, Lavoisier llevó a cabo experimentos sobre la calcinación de estaño y plomo en recipientes sellados, cuyos resultados confirmaron de manera concluyente que el aumento de peso de los metales en la combustión se debía a la combinación con el aire. Pero quedaba la duda de si se producía en combinación con el aire atmosférico común o sólo con una parte del aire atmosférico. En octubre, el químico inglés Joseph Priestley visitó París, donde conoció a Lavoisier y le habló del aire que había producido calentando la cal roja de mercurio con un vaso de vidrio ardiente y que había favorecido la combustión con un vigor extremo. Priestley en ese momento no estaba seguro de la naturaleza de este gas, pero sentía que era una forma especialmente pura de aire común. Lavoisier llevó a cabo su propia investigación sobre esta sustancia peculiar. El resultado fueron sus memorias Sobre la naturaleza del principio que se combina con los metales durante su calcinación y aumenta su peso , leídas en la Academia el 26 de abril de 1775 (comúnmente conocidas como Memorias de Pascua). En la memoria original, Lavoisier demostró que la cal de mercurio era una verdadera cal metálica, ya que podía reducirse con carbón , desprendiendo el aire fijo de Black en el proceso. [40] Cuando se reducía sin carbón, desprendía un aire que favorecía la respiración y la combustión de una manera mejorada. Concluyó que se trataba simplemente de una forma pura de aire común y que era el aire en sí mismo "indiviso, sin alteración, sin descomposición" el que se combinaba con los metales en la calcinación. [ cita requerida ]
Tras regresar de París, Priestley reanudó su investigación sobre el aire a partir de cal de mercurio. Sus resultados demostraron que este aire no era sólo una forma especialmente pura del aire común, sino que era "cinco o seis veces mejor que el aire común para fines de respiración, inflamación y... cualquier otro uso del aire común". Lo llamó aire desflogistizado, ya que pensaba que era aire común privado de su flogisto . Como estaba en condiciones de absorber una cantidad mucho mayor de flogisto emitido por los cuerpos en llamas y los animales que respiraban, se explicaba la combustión mucho más mejorada de las sustancias y la mayor facilidad para respirar en este aire. [ cita requerida ]
Las investigaciones de Lavoisier incluyeron algunos de los primeros experimentos químicos verdaderamente cuantitativos . Pesaba cuidadosamente los reactivos y productos de una reacción química en un recipiente de vidrio sellado para que no pudieran escapar gases , lo que fue un paso crucial en el avance de la química. [41] En 1774, demostró que, aunque la materia puede cambiar su estado en una reacción química, la masa total de la materia es la misma al final que al principio de cada cambio químico. Así, por ejemplo, si un trozo de madera se quema hasta convertirse en cenizas, la masa total permanece inalterada si se incluyen reactivos y productos gaseosos. Los experimentos de Lavoisier apoyaron la ley de conservación de la masa . En Francia se enseña como la Ley de Lavoisier y está parafraseada de una declaración en su Traité Élémentaire de Chimie : "Nada se pierde, nada se crea, todo se transforma". Mikhail Lomonosov (1711-1765) había expresado previamente ideas similares en 1748 y las había demostrado en experimentos; Otros cuyas ideas son anteriores a la obra de Lavoisier incluyen a Jean Rey (1583-1645), Joseph Black (1728-1799) y Henry Cavendish (1731-1810). [42]
Lavoisier, junto con Louis-Bernard Guyton de Morveau , Claude-Louis Berthollet y Antoine François de Fourcroy , presentó un nuevo programa para las reformas de la nomenclatura química a la Academia en 1787, ya que prácticamente no existía ningún sistema racional de nomenclatura química en ese momento. Esta obra, titulada Méthode de nomenclature chimique ( Método de nomenclatura química , 1787), introdujo un nuevo sistema que estaba vinculado inextricablemente a la nueva teoría química del oxígeno de Lavoisier. [43]
Los elementos clásicos de tierra, aire, fuego y agua fueron descartados, y en su lugar se enumeraron provisionalmente como elementos unas 33 sustancias que no podían descomponerse en sustancias más simples por ningún medio químico conocido. [44] [45] Los elementos incluían luz; calórico (materia de calor); los principios de oxígeno, hidrógeno y ázoe ( nitrógeno ); carbono; azufre; fósforo; los todavía desconocidos "radicales" de ácido muriático ( ácido clorhídrico ), ácido bórico y ácido "fluórico"; 17 metales; 5 tierras (principalmente óxidos de metales todavía desconocidos como magnesia , baria y estroncio ); tres álcalis ( potasa , soda y amoníaco ); y los "radicales" de 19 ácidos orgánicos.
Los ácidos, considerados en el nuevo sistema como compuestos de varios elementos con oxígeno, recibieron nombres que indicaban el elemento involucrado junto con el grado de oxigenación de ese elemento, por ejemplo, ácidos sulfúrico y sulfuroso, ácidos fosfórico y fosforoso, ácidos nítrico y nitroso, indicando la terminación "ic" ácidos con una mayor proporción de oxígeno que aquellos con la terminación "ous".
De manera similar, a las sales de los ácidos "ic" se les dieron las letras terminales "ate", como en el sulfato de cobre, mientras que las sales de los ácidos "ous" terminaron con el sufijo "ite", como en el sulfito de cobre.
El efecto total de la nueva nomenclatura se puede medir comparando el nuevo nombre " sulfato de cobre " con el antiguo término "vitriolo de Venus". La nueva nomenclatura de Lavoisier se extendió por toda Europa y Estados Unidos y se convirtió en un término de uso común en el campo de la química. Esto marcó el comienzo del enfoque antiflogístico en el campo. [ cita requerida ]
Lavoisier es citado comúnmente como un contribuyente central a la revolución química . Sus mediciones precisas y el mantenimiento meticuloso de los balances a lo largo de su experimento fueron vitales para la aceptación generalizada de la ley de conservación de la masa. Su introducción de una nueva terminología, un sistema binomial modelado según el de Linneo , también ayuda a marcar los cambios dramáticos en el campo que se conocen generalmente como la revolución química. Lavoisier encontró mucha oposición al tratar de cambiar el campo, especialmente de los científicos flogísticos británicos. Joseph Priestley, Richard Kirwan , James Keir y William Nicholson , entre otros, argumentaron que la cuantificación de sustancias no implicaba la conservación de la masa. [46] En lugar de informar evidencia fáctica, la oposición afirmó que Lavoisier estaba malinterpretando las implicaciones de su investigación. Uno de los aliados de Lavoisier, Jean Baptiste Biot , escribió sobre la metodología de Lavoisier: "uno sentía la necesidad de vincular la precisión en los experimentos con el rigor del razonamiento". [46] Su oponente argumentó que la precisión en la experimentación no implicaba precisión en las inferencias y el razonamiento. A pesar de la oposición, Lavoisier continuó utilizando instrumentación precisa para convencer a otros químicos de sus conclusiones, a menudo resultados con cinco u ocho decimales. Nicholson, quien estimó que solo tres de estos decimales eran significativos, afirmó:
Si se niega que estos resultados se pretendan verdaderos en las últimas cifras, debo pedir permiso para observar que estas largas filas de cifras, que en algunos casos se extienden hasta mil veces la precisión del experimento, solo sirven para exhibir un desfile del que la verdadera ciencia no tiene necesidad; y, más que esto, que cuando el grado real de precisión en los experimentos se oculta de esta manera a nuestra contemplación, estamos algo dispuestos a dudar de si la exactitud escrupulosa de los experimentos es realmente tal como para hacer que las pruebas del orden demostrativo sean suficientes . [47]
La versión "oficial" de las Memorias de Pascua de Lavoisier apareció en 1778. En el intervalo, Lavoisier tuvo tiempo de sobra para repetir algunos de los últimos experimentos de Priestley y realizar algunos nuevos por su cuenta. Además de estudiar el aire desflogistizado de Priestley, estudió más a fondo el aire residual después de la calcinación de los metales. Demostró que este aire residual no favorecía ni la combustión ni la respiración y que aproximadamente cinco volúmenes de este aire añadidos a un volumen del aire desflogistizado daban aire atmosférico común. El aire común era entonces una mezcla de dos especies químicas distintas con propiedades bastante diferentes. Así, cuando se publicó la versión revisada de las Memorias de Pascua en 1778, Lavoisier ya no afirmaba que el principio que se combinaba con los metales en la calcinación era simplemente aire común, sino "nada más que la parte más sana y pura del aire" o la "parte eminentemente respirable del aire". Ese mismo año acuñó el nombre de oxígeno para este componente del aire, de las palabras griegas que significan "formador de ácido". [40] [48] Le llamó la atención el hecho de que los productos de combustión de no metales como el azufre, el fósforo, el carbón y el nitrógeno fueran ácidos. Sostenía que todos los ácidos contenían oxígeno y que, por tanto, el oxígeno era el principio acidificante.
La investigación química de Lavoisier entre 1772 y 1778 se centró principalmente en el desarrollo de su propia teoría de la combustión. En 1783 leyó en la academia su artículo titulado Réflexions sur le phlogistique (Reflexiones sobre el flogisto), un ataque a gran escala a la teoría flogista de la combustión vigente. Ese año, Lavoisier también comenzó una serie de experimentos sobre la composición del agua que demostraron ser una piedra angular importante para su teoría de la combustión y ganaron muchos adeptos. Muchos investigadores habían estado experimentando con la combinación del aire inflamable de Henry Cavendish, ahora conocido como hidrógeno , con "aire desflogistizado" (aire en proceso de combustión, ahora conocido como oxígeno) mediante mezclas de gases que se encienden eléctricamente. Todos los investigadores notaron la producción de agua pura de Cavendish quemando hidrógeno en oxígeno, pero interpretaron la reacción de diferentes maneras dentro del marco de la teoría del flogisto. Lavoisier se enteró del experimento de Cavendish en junio de 1783 a través de Charles Blagden (antes de que se publicaran los resultados en 1784), e inmediatamente reconoció el agua como el óxido de un gas hidroeléctrico . [49]
En colaboración con Laplace, Lavoisier sintetizó agua quemando chorros de hidrógeno y oxígeno en una campana de cristal sobre mercurio. Los resultados cuantitativos fueron lo suficientemente buenos como para respaldar la afirmación de que el agua no era un elemento, como se había pensado durante más de 2000 años, sino un compuesto de dos gases, hidrógeno y oxígeno. La interpretación del agua como compuesto explicaba el aire inflamable generado al disolver metales en ácidos (el hidrógeno se produce cuando el agua se descompone) y la reducción de la cal por el aire inflamable (una combinación de gas de cal con oxígeno para formar agua). [46]
A pesar de estos experimentos, el enfoque antiflogistico de Lavoisier siguió siendo inaceptable para muchos otros químicos. Lavoisier se esforzó por proporcionar una prueba definitiva de la composición del agua, intentando usarla en apoyo de su teoría. Trabajando con Jean-Baptiste Meusnier , Lavoisier pasó agua a través de un cañón de hierro al rojo vivo, permitiendo que el oxígeno formara un óxido con el hierro y que el hidrógeno emergiera del extremo del tubo. Presentó sus hallazgos de la composición del agua a la Académie des Sciences en abril de 1784, informando sus cifras con ocho decimales. [46] La oposición respondió a esta experimentación adicional afirmando que Lavoisier seguía sacando conclusiones incorrectas y que su experimento demostraba el desplazamiento del flogisto del hierro por la combinación del agua con el metal. Lavoisier desarrolló un nuevo aparato que utilizaba un canal neumático, un juego de balanzas, un termómetro y un barómetro, todos calibrados cuidadosamente. Treinta sabios fueron invitados a presenciar la descomposición y síntesis del agua utilizando este aparato, convenciendo a muchos de los asistentes de la exactitud de las teorías de Lavoisier. Esta demostración estableció que el agua es un compuesto de oxígeno e hidrógeno con gran certeza para quienes la vieron. Sin embargo, la difusión del experimento resultó deficiente, ya que carecía de los detalles necesarios para mostrar adecuadamente la cantidad de precisión obtenida en las mediciones. El artículo finalizaba con una declaración apresurada de que el experimento era "más que suficiente para dar por sentada la certeza de la proposición" de la composición del agua y afirmaba que los métodos utilizados en el experimento unirían la química con las demás ciencias físicas y harían avanzar los descubrimientos. [50]
Lavoisier empleó la nueva nomenclatura en su Traité élémentaire de chimie ( Tratado elemental de química ), publicado en 1789. Esta obra representa la síntesis de la contribución de Lavoisier a la química y puede considerarse el primer libro de texto moderno sobre el tema. El núcleo de la obra fue la teoría del oxígeno, y la obra se convirtió en un vehículo muy eficaz para la transmisión de las nuevas doctrinas. Presentó una visión unificada de las nuevas teorías de la química, contenía una declaración clara de la ley de conservación de la masa y negaba la existencia del flogisto. Este texto aclaró el concepto de un elemento como una sustancia que no puede descomponerse mediante ningún método conocido de análisis químico y presentó la teoría de Lavoisier sobre la formación de compuestos químicos a partir de elementos. Sigue siendo un clásico en la historia de la ciencia. Si bien muchos químicos destacados de la época se negaron a aceptar las nuevas ideas de Lavoisier, la demanda del Traité élémentaire como libro de texto en Edimburgo fue suficiente para merecer una traducción al inglés aproximadamente un año después de su publicación en francés. [51] En cualquier caso, el Tratado elemental era suficientemente sólido como para convencer a la siguiente generación.
La relación entre la combustión y la respiración se había reconocido desde hacía tiempo debido al papel esencial que desempeñaba el aire en ambos procesos. Por lo tanto, Lavoisier se vio casi obligado a ampliar su nueva teoría de la combustión para incluir el área de la fisiología de la respiración . Sus primeras memorias sobre este tema se leyeron en la Academia de Ciencias en 1777, pero su contribución más significativa a este campo la realizó en el invierno de 1782-1783 en asociación con Laplace. El resultado de este trabajo se publicó en una memoria, "Sobre el calor". Lavoisier y Laplace diseñaron un aparato calorímetro de hielo para medir la cantidad de calor emitido durante la combustión o la respiración. La capa exterior del calorímetro estaba rellena de nieve, que se derretía para mantener una temperatura constante de 0 °C alrededor de una capa interior llena de hielo. Al medir la cantidad de dióxido de carbono y calor producidos al encerrar a un conejillo de indias vivo en este aparato, y al comparar la cantidad de calor producida cuando se quemaba suficiente carbono en el calorímetro de hielo para producir la misma cantidad de dióxido de carbono que el que exhalaba el conejillo de indias, concluyeron que la respiración era, de hecho, un proceso de combustión lenta. Lavoisier afirmó: "la respiración es entonces una combustión", es decir, el intercambio de gases respiratorios es una combustión, como la de una vela encendida. [52]
Esta combustión lenta y continua, que suponían que tenía lugar en los pulmones, permitía al animal vivo mantener su temperatura corporal por encima de la de su entorno, lo que explicaba el desconcertante fenómeno del calor animal. Lavoisier continuó estos experimentos de respiración en 1789-1790 en cooperación con Armand Seguin . Diseñaron un ambicioso conjunto de experimentos para estudiar todo el proceso del metabolismo corporal y la respiración utilizando a Seguin como conejillo de indias humano en los experimentos. Su trabajo solo se completó y publicó parcialmente debido a la interrupción de la Revolución, pero el trabajo pionero de Lavoisier en este campo inspiró investigaciones similares sobre procesos fisiológicos durante generaciones.
Las contribuciones fundamentales de Lavoisier a la química fueron el resultado de un esfuerzo consciente por encajar todos los experimentos en el marco de una única teoría. Estableció el uso coherente del equilibrio químico , utilizó el oxígeno para derribar la teoría del flogisto y desarrolló un nuevo sistema de nomenclatura química que sostenía que el oxígeno era un componente esencial de todos los ácidos (lo que más tarde resultó ser erróneo).
Lavoisier también realizó investigaciones tempranas en química física y termodinámica en experimentos conjuntos con Laplace. Utilizaron un calorímetro para estimar el calor desprendido por unidad de dióxido de carbono producido, y finalmente encontraron la misma proporción para una llama y animales, lo que indica que los animales producían energía mediante un tipo de reacción de combustión.
Lavoisier también contribuyó a las primeras ideas sobre la composición y los cambios químicos al formular la teoría de los radicales, según la cual los radicales , que funcionan como un solo grupo en un proceso químico, se combinan con el oxígeno en las reacciones. También introdujo la posibilidad de la alotropía en los elementos químicos cuando descubrió que el diamante es una forma cristalina del carbono .
También fue responsable de la construcción del gasómetro, un costoso instrumento que utilizó en sus demostraciones. Si bien utilizó su gasómetro exclusivamente para estas, también creó gasómetros más pequeños, más económicos y más prácticos que funcionaban con un grado de precisión suficiente para que más químicos pudieran recrearlos. [53]
En general, sus contribuciones se consideran las más importantes para hacer avanzar la química al nivel alcanzado en la física y las matemáticas durante el siglo XVIII. [54]
Tras su muerte, sus familiares establecieron una colección que comprendía la mayoría de sus manuscritos e instrumentos científicos en el castillo de la Canière, en Puy-de-Dôme. [55]
El monte Lavoisier, en la cordillera Paparoa de Nueva Zelanda, recibió su nombre en 1970 por parte del Departamento de Investigación Científica e Industrial . [56]
Durante su vida, Lavoisier recibió una medalla de oro del rey de Francia por su trabajo en el alumbrado público urbano (1766) y fue nombrado miembro de la Academia Francesa de Ciencias (1768). [10] Fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Americana en 1775. [57]
El trabajo de Lavoisier fue reconocido como un Hito Químico Histórico Internacional por la American Chemical Society , la Académie des sciences de L'institut de France y la Société Chimique de France en 1999. [58] La publicación Louis 1788 de Antoine Laurent Lavoisier titulada Méthode de Nomenclature Chimique , publicada con sus colegas Louis-Bernard Guyton de Morveau , Claude Louis Berthollet y Antoine François, conde de Fourcroy , [59] fue honrada con un Premio Citation for Chemical Breakthrough de la División de Historia de la Química de la American Chemical Society, presentado en la Académie des Sciences (París) en 2015. [60] [61]
Varias medallas Lavoisier han sido nombradas y otorgadas en su honor por organizaciones como la Société chimique de France , la Sociedad Internacional de Calorimetría Biológica y la compañía DuPont [62] [63] [64] También se lo conmemora con el Premio Franklin-Lavoisier, que marca la amistad de Antoine-Laurent Lavoisier y Benjamin Franklin . El premio, que incluye una medalla, es otorgado conjuntamente por la Fondation de la Maison de la Chimie en París, Francia y el Science History Institute en Filadelfia, PA, EE. UU. [65] [66]
se aprobó una ley que ordenaba el arresto de todos los extranjeros nacidos en países enemigos y la confiscación de todos sus bienes. Lavoisier intervino en nombre de Lagrange, quien ciertamente cayó bajo los términos de la ley. El 8 de mayo de 1794, después de un juicio que duró menos de un día, un tribunal revolucionario condenó a muerte a Lavoisier y a otras 27 personas. Lagrange dijo sobre la muerte de Lavoisier, quien fue guillotinado en la tarde del día de su juicio
