- המדע של לבואהייה
- דגש על החומר
- מתודולוגיית דקארט
- שיתוף פעולה
- ניסויים
- אי ההעברה של החומר
- אוויר ובעירה
- קונפורמציה של מים
- נְשִׁימָה
- תרומות עיקריות למדע
- חוק שימור ההמונים
- אופי הבעירה
- מים הם תרכובת
- היסודות והנוגדים הכימיים
- ספר הלימוד לכימיה הראשון
- התיאוריה הקלורית
- נשימה של בעלי חיים
- תרומה למערכת המטרית
- תרומה לחקר הפוטוסינתזה
- הפניות
אנטואן-לורן דה לבואהייה (1743-1794) היה כלכלן, כימאי וביולוג צרפתי, דמות מובילה במהפכה הכימית של המאה ה -18. התרומות החשובות ביותר שלו היו חוק שימור המסה וגילוי תפקידו של חמצן בנשימה.
הוא גם חקר את מולקולת המים, הפריך את תורת הפלוגיסטון והסביר את הבעירה. בנוסף, הוא כתב טקסט אלמנטרי על כימיה, עזר להכניס את המערכת המטרית, יצר את הטבלה המחזורית הראשונה ותרם להקמת הננומקלטוריה של הכימיה המודרנית.
בנו של עורך דין פריזאי עשיר, סיים את לימודי המשפטים, אם כי התשוקה האמיתית שלו הייתה מדעי הטבע. הוא החל את לימודיו בתחום הגיאולוגיה, שבזכותו הוכרז כחבר האקדמיה היוקרתית למדעים. במקביל, הוא פיתח קריירה כגובה מס עבור הכתר.
הוא התחתן עם מארי-אן פיירט פולזה, ששיתפה פעולה באופן פעיל עם לבואזייה על עבודותיו המדעיות, ותרגמה כימאים בריטים לצרפתית ולמדה אמנות ויצירת הדפס כדי להמחיש את הניסויים של בעלה.
בשנת 1775 מונה לבואזייה למפכ"ל המינהל המלכותי של אבק שריפה וסולט פטר, ועבד בשיפור אבק השריפה. הוא מילא משרדים ציבוריים שונים, וכפקיד בכיר במלוכה נידון למוות והוצא להורג בידי גיליוטינה בפריס.
המדע של לבואהייה
העיקרון העיקרי במחקריו של אנטואן לבואהייה הוא החשיבות שהוא נתן לביצוע מדידת החומר, באותה דרך בה הוא בוצע בתחומים כמו פיזיקה.
תפיסה זו גרמה ללבויזייה להיות אבי הכימיה המודרנית, בעיקרון מכיוון שהוא היה זה שהכניס את התחום הכמותי למדע זה ואשר באמת נתן למשמעת הזו את האופי של המדע.
במסגרת זו ניתן לומר שלבואזייה הבהיר מאוד בכל מעשיו כי למקריות אין מקום בעבודתו ובלימודיו. הזדמנות לא נתפסה כמשהו שיכול היה להשתתף באופן פעיל בניסויים שלו.
דגש על החומר
חומר היה היסוד שעורר את הדאגה הגדולה ביותר, וכדי להבין את מבנהו ותכונותיו, התרכז לבואזייה בלימוד ארבעת היסודות שהיו ידועים עד אז: אדמה, אוויר, מים ואש.
בעיצומם של עבודות המחקר הללו, העריך לבויסייר כי לאוויר היה תפקיד מהותי בתהליכי הבעירה.
מבחינת לבואה, הכימיה התמקדה יותר בסינתזה ובניתוח של החומר. עניין זה הוסגר בדיוק באותה תפיסה כמותית וזה תואם את אבן הפינה של הצעות מדען זה.
ישנם סופרים, כמו הפילוסוף, הפיזיקאי וההיסטוריון תומאס קון, רואים בלבוזייר מהפכן בתחום הכימיה.
מתודולוגיית דקארט
אנטואן לבואה היה מאופיין בהכרה בחשיבות השימוש בשיטה קפדנית לביצוע הניסויים שלו, בהתבסס על הבנת ההקשר של מה שנחקר.
למעשה, הוא חשב שצריך לבנות תוכנית עולמית שבאמצעותה ניתן יהיה לכסות את הבעיה באופן מוחלט וכל פעולה נקבעה בפירוט, תוך בדיקת מה למדו מדענים אחרים.
לדברי לבואה, רק לאחר האימות העצום הזה ניתן לנסח את ההשערות של האדם ולקבוע כיצד להמשיך עם החקירה משם. אחת הציטוטים המיוחסים לדמות זו היא "המדע אינו שייך לאדם אחד, אלא לעבודה של רבים."
שיתוף פעולה
לבואזייה האמין בלהט בחשיבות של שיתוף פעולה בין עמיתים.
למעשה, בשלב מסוים בחייו היה לו מעבדה מצוידת בכלים המודרניים ביותר ובנוסף, היה לו חלל מרווח ומסביר פנים, מוכן לקבל מדענים שהגיעו מערים או מדינות אחרות, שאיתם היה תקשורת עם לבויסייר.
מבחינתו של לבואה, העבודה המשותפת הייתה חיונית בכדי לגלות את מה שהוא כינה את סודות הטבע.
ניסויים
לבואזייה התאפיין בכך שהיה אחד המדענים הראשונים שהוציא לפועל את המצוות של מה שמכונה כיום סטואיציומטריה, העוסק בחישוב כמה מכל אחד מהאלמנטים משמש בתגובה כימית.
לבואזייה התמקד תמיד בשקלול ובמדידה מדוקדקת של כל יסוד שהשתתף בתגובה כימית שהוא חקר, הנחשב לאחד המרכיבים המייצגים ביותר של ההשפעה שהייתה לה על התפתחות הכימיה כמדע מודרני.
אי ההעברה של החומר
מימי קדם הייתה מושג כללי באלכימאים לפיו ניתן היה לשנות חומר וליצורו.
הרצון להמיר מתכות בעלות ערך נמוך כמו עופרת למתכות אחרות בעלות ערך גבוה כמו זהב היה תמיד קיים, ודאגה זו התבססה על תפיסת העברת ה חומר.
בעזרת הקפדנות הבלתי נלאית רצה לבואזייה להתנסות בתפיסה זו בראש, אך דאג למדוד באופן מוחלט את כל האלמנטים הכרוכים בניסויו.
הוא מדד נפח ספציפי ואז הכניס אותו לכלי, שנמדד גם בעבר. הוא איפשר למים לשטף חוזר במשך 101 יום ואז זיקק את הנוזל, שקל אותו ומדד אותם. התוצאה שהוא השיג הייתה שהמדד והמשקל הראשוני תואמים את המידה והמשקל הסופיים.
בבקבוק שהשתמשת היה מרכיב מאובק בתחתית. לבואזייה שקל את הבקבוק הזה והמשקל התאם גם לזה שנרשם בהתחלה, מה ששימש להראות שהאבקה הזו הגיעה מהבקבוק ולא תואמת טרנספורמציה של מים.
במילים אחרות, החומר נותר ללא שינוי: שום דבר לא נוצר או הופך. מדענים אירופאים אחרים כבר עשו גישה זו, כמו המקרה של הבוטנאי והרופא הרמן בורוהאבה. עם זאת, לבואזייה היה זה שאימת כמותית את הטענה הזו.
אוויר ובעירה
בתקופתו של לבואהייה, עדיין הייתה תוקף תורת הפלוגיסטון, מה שהתייחס לחומר שנשא את אותו שם ואחראי לייצר בעירה באלמנטים.
כלומר, היה נהוג לחשוב שכל חומר שיש לו את הנטייה לעבור בעירה היה פלוגיסטון בהרכבו.
לבואזייה רצה להתעמק בתפיסה זו והתבסס על ניסויי המדען ג'וזף פריסטלי. הממצא של לבואהייה היה כי הוא זיהה אוויר שנשאר ללא מעורבות לאחר הבעירה - שהיה חנקן - ואוויר אחר שאכן השתלב. הוא קרא לאלמנט האחרון הזה חמצן.
קונפורמציה של מים
באופן דומה, לבואהייה גילה שמים הם יסוד המורכב משני גזים: מימן וחמצן.
ניסויים קודמים שנערכו על ידי מדענים שונים, בהם בולט הכימאי והפיזיקאי הנרי קוונדיש, חקרו נושא זה אך לא היו חלוטים.
בשנת 1783 ביצעו גם לבואזייה וגם המתמטיקאי והפיסיקאי פייר-סימון לאפל ניסויים בהתחשב בעירה של מימן. התוצאה שהושגה, שאושרה על ידי האקדמיה למדעים, הייתה מים במצבם הטהור ביותר.
נְשִׁימָה
תחום עניין נוסף של לבואזייר היה זה של הנשמה ותסיסה של בעלי חיים. על פי ניסויים שונים שבוצעו על ידו, שהיו גם יוצאי דופן ומתקדמים באותה תקופה, הנשימה תואמת תהליך חמצון הדומה מאוד לזה של בעירה פחמנית.
כחלק מההרצאות אלה, ביצעו לואויסיה ולפלס ניסוי בו לקחו שפן ניסיונות והניחו אותו בכלי זכוכית עם חמצן למשך כעשר שעות. לאחר מכן הם מדדו כמה פחמן דו חמצני נוצר.
באופן דומה, הם התייחסו לאדם בפעילות ובמנוחה, ומדדו את כמות החמצן שהוא נדרש בכל רגע.
ניסויים אלה אפשרו ללבואהייה לאשר כי הבעירה שנוצרת מהתגובה בין פחמן לחמצן היא זו שמייצרת חום אצל בעלי חיים. בנוסף, הוא הסיק כי באמצע העבודה הגופנית יש צורך בצריכת חמצן גבוהה יותר.
תרומות עיקריות למדע
חוק שימור ההמונים
לבואזייה הראה שמסת המוצרים בתגובה כימית שווה למסת המגיבים. במילים אחרות, שום מסה לא תאבד בתגובה כימית.
על פי חוק זה, המסה במערכת מבודדת לא נוצרת ולא נהרסת על ידי תגובות כימיות או טרנספורמציות פיזיות. זהו אחד החוקים החשובים והבסיסיים ביותר של כימיה ופיזיקה מודרנית.
אופי הבעירה
אחת התיאוריות המדעיות העיקריות בתקופתו של לבואהייה הייתה תיאוריית הפלוגיסטון, שקבעה כי בעירה מורכבת מרכיב המכונה פלוגיסטון.
ההערכה כי דברים בוערים משחררים פלוגיסטון לאוויר. לבואזייה הפריך תיאוריה זו, והראה כי אלמנט אחר, חמצן, מילא תפקיד חשוב בעירה.
מים הם תרכובת
לבואזייה, במהלך ניסוייו, גילה כי מים הם תרכובת העשויה מימן וחמצן. לפני תגלית זו, מדענים לאורך ההיסטוריה חשבו שמים הם יסוד.
לבואזייה דיווח כי המים היו בערך 85% חמצן ו -15% מימן במשקל. לפיכך, נראה כי מים מכילים פי חמישה יותר חמצן במשקל מאשר מימן.
היסודות והנוגדים הכימיים
לבואזייה הניח את יסודות הכימיה המודרנית ושילב בתוכו "טבלה של חומרים פשוטים", רשימת האלמנטים המודרנית הראשונה שנודעה אז.
הוא הגדיר את היסוד כ"נקודה האחרונה שהניתוח מסוגל להגיע אליה "או, במונחים מודרניים, חומר שלא ניתן לפרק אותו עוד יותר למרכיביו.
חלק גדול מהמערכת שלהם לשם שמות תרכובות כימיות עדיין בשימוש כיום. בנוסף, הוא כינה את היסוד מימן וזיהה את הגופרית כאלמנט, וציין כי לא ניתן לפרק אותו לחומרים פשוטים יותר.
ספר הלימוד לכימיה הראשון
בשנת 1789 כתב לבואזייה את החיבור האלמנטרי על כימיה, והפך לספר הכימיה הראשון, שהכיל את רשימת האלמנטים, התיאוריות האחרונות, וחוקי הכימיה (כולל שימור המסה), ובו זה גם הפריך את קיומו של פלוגיסטון.
התיאוריה הקלורית
לבואזייה עשה מחקר נרחב בתורת הבעירה, שבה, לטענתו, תהליך הבעירה הביא לשחרור חלקיקים קלוריים.
הוא התחיל מהרעיון שבכל בעירה יש ניתוק של חומר החום (או נוזל דלקת עור) או של אור, כדי להראות אחר כך ש"עניין החום "הוא חסר משקל כאשר הוא מוודא שהזרחן שרף באוויר בתוך בקבוק סגור, ללא שינוי משמעותי במשקל.
נשימה של בעלי חיים
לבואזייה גילה כי בעל חיים בתא סגור צרך "אוויר לנשימה בולט" (חמצן) והפיק "חומצת סידן" (דו תחמוצת הפחמן).
באמצעות ניסויי הנשימה שלו, לבויסיר ביטל את תיאוריית הפלוגיסטון ופיתח חקירות בנוגע לכימיה של הנשימה. הניסויים החיוניים שלו עם חזירי ניסיונות כימו את החמצן הנצרך ואת הפחמן הדו-חמצני שיוצר מטבוליזם.
באמצעות קלורימטר קרח, הראתה לבואזייר כי בעירה ונשימה זהים.
הוא גם מדד את החמצן הנצרך בזמן הנשימה והגיע למסקנה שהכמות משתנה בהתאם לפעילות האנושית: פעילות גופנית, אכילה, צום, או ישיבה בחדר חם או קר. בנוסף, הוא מצא וריאציות בדופק ובקצב הנשימה.
תרומה למערכת המטרית
במהלך תקופתו בוועד האקדמיה הצרפתית למדעים, Lavoisier, יחד עם מתמטיקאים אחרים, תרמו ליצירת מערכת המדידה המטרית, שבאמצעותה הובטחה האחידות של כל המשקולות והמדדים בצרפת.
תרומה לחקר הפוטוסינתזה
לבואזייה הראה כי צמחים מקבלים את החומר הדרוש לצמיחתם מהמים, האדמה או האוויר, וכי אור, גז CO2, מים, גז O2 ואנרגיה משפיעים ישירות על תהליך הפוטוסינתזה. חלק ירוק של צמחים.
הפניות
- Donovan, A. "Antoine-Laurent Lavoisier" Encyclopædia Britannica, (מרץ 2017)
Encyclopædia Britannica, inc. התאושש מ: britannica.com. - "Panopticon Lavoisier" התאושש מ: Pinakes (2017) moro.imss.fi.it.
- ביוגרפיות "Antoine-Laurent Lavoisier" (2017) הקרן למורשת כימית בארה"ב התאוששה מ: chemheritage.org.
- נובל, ג. "אנטואן לורן לבואהייה: חקר הישגים" מדעי ומתמטיקה בבית הספר (נובמבר 1958) הספרייה המקוונת של וויילי נשלחה מ: onlinelibrary.wiley.com.
- "המהפכה הכימית של אנטואן-לורן לבואהייה" (יוני 1999) פריז. ציוני דרך היסטוריים כימיים אמריקאיים של החברה האמריקאית. התאושש מ: acs.org.
- קץ ', פ. "אנטואן לורן לבואה" (1998) מקבלי ההיסטוריה. התאושש מ- sportsci.org.
- מדענים מפורסמים "אנטואן לבואהייה". 29 אוגוסט 2015. 5/4/2017 התאושש מ: famousscientists.org.
- Govindjee, JT Beatty, H. Gest, JF Allen "תגליות בפוטוסינתזה" שפרינגר מדע ומדיה עסקית, (יולי 2006).
- אנציקלופדיה עולמית חדשה "Antoine Lavoisier" (נובמבר 2016) התאוששה מ: newworldencyclopedia.org.
- קרטיס, בארנס, שנק, מסריני. 1783. לבואזייה ומחקרים על בעירה בבעלי חיים ”(2007) עורכי הדין Médica Panamericana. התאושש מ: curtisbiologia.com.