JOSEPH BLACK: ชีวประวัติการทดลองการมีส่วนร่วมและการค้นพบ - ประวัติโดยสังเขป - 2025

โจเซฟแบล็ก (1728-1799) เป็นนักเคมีนักฟิสิกส์ครูและแพทย์ชาวสก็อต เขาทำงานอย่างมืออาชีพในประเทศบ้านเกิดของเขาและได้รับการยกย่องว่าเป็นนักเคมีที่มีชื่อเสียงที่สุดคนหนึ่งของโลกรวมทั้งเป็นหนึ่งในบิดาผู้ก่อตั้งเคมีสมัยใหม่

เทคนิคการสืบสวนที่พิถีพิถันของเขาเป็นแรงบันดาลใจให้กับคนอื่น ๆ ในสมัยของเขาและยังคงทำเช่นนั้นจนถึงทุกวันนี้ ผลงานที่สำคัญที่สุดของเขามุ่งเน้นไปที่สาขาอุณหพลศาสตร์ซึ่งเขาได้สร้างความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างอุณหภูมิและความร้อน

โจเซฟแบล็ก โดย Rogers, J.

เขายังเป็นที่รู้จักจากการค้นพบเกี่ยวกับแมกนีเซียความร้อนแฝงความร้อนจำเพาะและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เขาเป็นศาสตราจารย์ด้านกายวิภาคศาสตร์และเคมีที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์เป็นเวลา 10 ปีตั้งแต่ปี 1756 และต่อมาเป็นศาสตราจารย์ด้านการแพทย์และเคมีที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระซึ่งเขาสอนมากว่า 30 ปี

แบล็กอาศัยและทำงานในบริบทของการตรัสรู้ของสก็อตซึ่งเป็นภาพชีวิตทางปัญญาอันน่าทึ่งที่เกิดขึ้นในเอดินบะระกลาสโกว์และอเบอร์ดีนในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 18

เขามีชีวิตทางสังคมที่กระตือรือร้นและกลายเป็นสมาชิกที่มีชื่อเสียงในแวดวงวรรณกรรมและวิทยาศาสตร์ในยุคนั้น เขาแวดล้อมตัวเองไปด้วยบุคคลที่มีชื่อเสียงเช่นนักปรัชญาเดวิดฮูมนักเศรษฐศาสตร์อดัมสมิ ธ และเจมส์ฮัตตันนักธรณีวิทยา

ชีวประวัติ

ช่วงต้นปี

โจเซฟแบล็กเกิดเมื่อปี พ.ศ. 2271 ที่เมืองบอร์กโดซ์ (ฝรั่งเศส) เขาเป็นลูกหนึ่งใน 15 คนของจอห์นแบล็กพ่อค้าไวน์ Ulster ที่เกิดในสก็อตซึ่งอาศัยอยู่ในเมืองฝรั่งเศส แม่ของเขาคือมาร์กาเร็ตกอร์ดอนเกิดที่อเบอร์ดีน (สกอตแลนด์) และใครเป็นผู้รับผิดชอบการศึกษาของแบล็กในช่วงปีแรก ๆ

ต่อมาเมื่ออายุ 12 ปีเขาถูกส่งไปโรงเรียน Belfast เพื่อเรียนภาษากรีกและละติน

การศึกษาระดับมหาวิทยาลัย

ในปี 1746 ตอนอายุ 18 ปีเขาเข้ามหาวิทยาลัยกลาสโกว์ซึ่งเขาเรียนเป็นเวลาสี่ปีก่อนที่จะใช้เวลาอีกสี่ปีที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระซึ่งเป็นสถาบันที่เขาได้รับปริญญาด้านการแพทย์

หลังจากเปลี่ยนอาชีพแพทย์แล้วแบล็กก็อยู่ภายใต้การดูแลของศาสตราจารย์ด้านเคมีนวัตกรรมวิลเลียมคัลเลน คัลเลนนักเคมีและแพทย์ชาวสก็อตคัลเลนกำลังเริ่มหลักสูตรการบรรยายเคมีใหม่ในเวลานั้น

แบล็กกลายเป็นผู้ช่วยในห้องปฏิบัติการของเขาก่อนที่จะย้ายไปที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระในปี 1752 เพื่อศึกษาต่อด้านการแพทย์

เขาไม่ได้จบการศึกษาด้านการแพทย์จากกลาสโกว์เพราะเขาสนใจที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระเนื่องจากคณะของมหาวิทยาลัยมีชื่อเสียงมากขึ้น ก่อนเรียนจบนักศึกษาต้องเตรียมวิทยานิพนธ์

เขาเป็นนักเรียนที่ขยันขันแข็งเป็นพิเศษและได้ทำการทดลองเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีของด่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งแมกนีเซียอัลบ้าซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อแมกนีเซียมคาร์บอเนต

วิทยานิพนธ์ต้องมีความเชื่อมโยงทางการแพทย์ดังนั้น Black จึงอธิบายการใช้สารนี้กับความผิดปกติของระบบย่อยอาหารเล็กน้อย เขาเขียนงานเกี่ยวกับการรักษานิ่วในไตด้วยแมกนีเซียมคาร์บอเนต เธอได้รับรางวัลยาในปี 1754

การสอน

เขาเป็นศาสตราจารย์วิชากายวิภาคศาสตร์และเคมีที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์เป็นเวลา 10 ปีโดยเริ่มตั้งแต่ปี 1756 จากนั้นเป็นศาสตราจารย์ด้านการแพทย์และเคมีที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระตั้งแต่ปี 1766 ซึ่งเขาสอนและสอนมากว่า 30 ปี

ในปี พ.ศ. 2309 เขาตัดสินใจเดินตามรอยของวิลเลียมคัลเลนเพื่อนและอดีตศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยกลาสโกว์และย้ายไปเอดินเบอระในตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านการแพทย์และเคมี

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาเขาได้ละทิ้งการค้นคว้าและอุทิศตนเพื่อการสอนโดยเฉพาะ เขาสามารถเพิ่มผู้เข้าร่วมการบรรยายทุกปีเป็นเวลานานกว่าสามสิบปี คำพูดของเขามีผลอย่างมากต่อการเผยแพร่วิชาเคมี

แบล็กเป็นหนึ่งในอาจารย์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในมหาวิทยาลัย หลักสูตรเคมีของเขาดึงดูดนักเรียนจำนวนมาก นอกเหนือจากการแนะนำหัวข้อที่ล้ำสมัยและการเลือกการทดลองที่ดึงดูดสายตาอย่างพิถีพิถันแล้วเขายังใช้เครื่องมือการสอนที่ประสบความสำเร็จมากมายซึ่งทำให้นักเรียนทุกคนสามารถเข้าถึงวิชาเคมีได้

นักเรียนเหล่านี้มาจากทั่วสหราชอาณาจักรอาณานิคมและยุโรป พวกเขาหลายร้อยคนเก็บเอกสารประกอบการบรรยายและเผยแพร่แนวคิดหลังจากออกจากวิทยาลัย

ปีที่แล้ว

แบล็คไม่เคยแต่งงานแม้ว่าเขาจะเป็นที่นิยมในหมู่ผู้หญิงก็ตาม เขาเป็นคนเจียมตัวและเป็นครูที่ยอดเยี่ยม เขามีชีวิตทางสังคมที่กระตือรือร้นและกลายเป็นสมาชิกที่มีชื่อเสียงในแวดวงวรรณกรรมและวิทยาศาสตร์ในยุคนั้น เขาล้อมรอบตัวเองด้วยบุคคลที่มีชื่อเสียงเช่นนักปรัชญาเดวิดฮูมนักเศรษฐศาสตร์อดัมสมิ ธ และเจมส์ฮัตตันนักธรณีวิทยา

ในวันที่ 17 พฤศจิกายน พ.ศ. 2326 เขากลายเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้ง Royal Society of Edinburgh ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2331 ถึง พ.ศ. 2333 เขาเป็นประธานของ Royal College of Physicians ในเอดินบะระ นอกจากนี้เขายังดำรงตำแหน่งในคณะกรรมการตรวจสอบสำหรับ Pharmacopoeia Edinburgensis ฉบับของวิทยาลัยในปี 1774, 1783 และ 1794

การวิจัยและการสอนของแบล็กได้รับผลกระทบจากสุขภาพที่ไม่ดีของเขา จากปี 1793 สุขภาพของเขาแย่ลงมากขึ้นและเขาก็ถอนตัวจากหน้าที่การสอนทีละเล็กทีละน้อย ในปี พ.ศ. 2338 ชาร์ลส์โฮปได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้ดูแลและในปี พ.ศ. 2340 เขาได้บรรยายครั้งสุดท้าย

โจเซฟแบล็กเสียชีวิตที่บ้านของเขาในเอดินบะระในปี พ.ศ. 2342 ด้วยวัย 71 ปี เขาถูกฝังในสุสานเกรย์ไฟรเออร์สในบริเวณที่เรียกว่าคุกแห่งพันธสัญญา

การทดลอง

ในช่วงต้นอาชีพนักวิทยาศาสตร์ของเขาแบล็กได้ศึกษาคุณสมบัติของแมกนีเซียอัลบ้าซึ่งเป็นแมกนีเซียมคาร์บอเนตพื้นฐานซึ่งทำให้เขาค้นพบสิ่งที่เขาเรียกว่า "อากาศคงที่" ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อคาร์บอนไดออกไซด์

นี่เป็นครั้งแรกที่มีคนแสดงให้เห็นว่าอากาศประกอบด้วยก๊าซมากกว่าหนึ่งชนิด 1755 เขากลายเป็นคนแรกที่รู้จักแมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบ

เมื่อเขากลับมาที่กลาสโกว์ในปี 1756 เขาได้พบกับเจมส์วัตต์ผู้ซึ่งกระตุ้นความสนใจของเขาในคุณสมบัติของวัตถุและสสารเมื่อถูกความร้อน งานของเขาเป็นการตรวจสอบอย่างเป็นระบบครั้งแรกเกี่ยวกับสิ่งที่ต่อมารู้จักกันในชื่ออุณหพลศาสตร์

การทดลองที่เขาทำทำให้เขาค้นพบแนวคิดต่างๆเช่นความร้อนแฝงและความร้อนจำเพาะ นอกจากนี้พวกเขายังมีส่วนร่วมในงานคู่ขนานของ James Watt ในการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำและเปลี่ยนวิธีการวัดความร้อน

การมีส่วนร่วมและการค้นพบ

เครื่องชั่งเชิงวิเคราะห์

ประมาณปี ค.ศ. 1750 ในขณะที่ยังเป็นนักเรียน Black ได้พัฒนาเครื่องชั่งเชิงวิเคราะห์โดยอาศัยจุดศูนย์กลางเล็กน้อยที่สมดุลบนเดือยรูปลิ่ม แขนแต่ละข้างถือกระทะที่วางตัวอย่างหรือน้ำหนักอ้างอิง

มันเหนือกว่าความแม่นยำของความสมดุลของเวลาอื่น ๆ และกลายเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญสำหรับห้องปฏิบัติการเคมีส่วนใหญ่

คาร์บอนไดออกไซด์

โจเซฟแบล็กยังสำรวจคุณสมบัติของก๊าซที่เกิดหลังจากปฏิกิริยาต่างๆ เขาพบว่าหินปูน (แคลเซียมคาร์บอเนต) สามารถให้ความร้อนหรือบำบัดด้วยกรดเพื่อผลิตก๊าซที่เขาเรียกว่า "อากาศคงที่"

หลังจากทำการทดลองโดยเขาใส่เมาส์และเทียนไขไว้ในกล่องที่มี CO _{2 แล้วเขา}สังเกตว่าอากาศคงที่หนาแน่นขึ้น หนูตายและเทียนก็ดับเขาจึงอนุมานได้ว่าอากาศไม่ถ่ายเท

ความร้อนแฝงและความร้อนจำเพาะ

แบล็กยังสนใจในศาสตร์แห่งความร้อน ในศตวรรษที่ 18 มีทฤษฎีที่ขัดแย้งกันหลายประการเกี่ยวกับธรรมชาติของความร้อนและความสัมพันธ์กับอุณหภูมิ การวิจัยของแบล็กไม่เพียง แต่ชี้แจงความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิและความร้อนเท่านั้น แต่ยังส่งผลให้เกิดทฤษฎีความร้อนแฝงด้วย

ในปี 1761 เขาได้อนุมานว่าการใช้ความร้อนกับน้ำแข็งที่จุดหลอมเหลวไม่ได้ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น แต่เป็นการเพิ่มปริมาณน้ำในส่วนผสม

ในทำนองเดียวกันเขาสังเกตว่าการใช้ความร้อนกับน้ำเดือดไม่ได้ส่งผลให้อุณหภูมิของส่วนผสมน้ำ / ไอน้ำเพิ่มขึ้น แต่จะเป็นไอน้ำในปริมาณที่มากขึ้น จากการสังเกตเหล่านี้เขาสรุปได้ว่าความร้อนที่เกิดขึ้นได้รวมตัวกับอนุภาคของน้ำแข็งและน้ำเดือดจนกลายเป็นความร้อนแฝง

ทฤษฎีความร้อนแฝงเป็นจุดเริ่มต้นของอุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นหนึ่งในผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของเขาและชื่อเสียงทางวิทยาศาสตร์ของเขามีพื้นฐานมาจากหลัก เขายังแสดงให้เห็นว่าสารต่างๆมีความร้อนจำเพาะที่แตกต่างกัน

นอกจากนี้ทฤษฎีนี้ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำ ความร้อนแฝงของน้ำสูงกว่าเมื่อเทียบกับของเหลวอื่น ๆ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีประโยชน์อย่างมากในความพยายามของ James Watt ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำที่คิดค้นโดย Thomas Newcomen

โจเซฟแบล็กและวัตต์กลายเป็นเพื่อนและผู้ทำงานร่วมกันหลังจากพบกันในปี 1757 ขณะที่ทั้งคู่อยู่ในกลาสโกว์ Black ให้เงินทุนจำนวนมากและการสนับสนุนอื่น ๆ สำหรับการวิจัยในช่วงต้นของวัตต์ในด้านพลังงานไอน้ำ

อ้างอิง

1. บุญตซา, VD (2559). การตรัสรู้ของโจเซฟแบล็ก พงศาวดารวิทยาศาสตร์.
2. Breathnach, CS (2000). โจเซฟแบล็ก (1728–1799): เชี่ยวชาญในการหาปริมาณและการตีความในช่วงต้น วารสารชีวประวัติทางการแพทย์
3. Guerlac, H. (1957). โจเซฟสีดำและอากาศคงที่: ตอนที่ II ไอซิส
4. Perrin, CE (1982). ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เต็มใจ: Joseph black และการรับเคมีของ lavoisier ในเอดินเบิร์ก Ambix
5. West, JB (2014). โจเซฟแบล็กคาร์บอนไดออกไซด์ความร้อนแฝงและจุดเริ่มต้นของการค้นพบก๊าซทางเดินหายใจ American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology