LAVOISIER: ชีวประวัติการทดลองและผลงาน - วิทยาศาสตร์ - 2025

Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794) เป็นนักเศรษฐศาสตร์นักเคมีและนักชีววิทยาชาวฝรั่งเศสซึ่งเป็นบุคคลสำคัญในการปฏิวัติทางเคมีในศตวรรษที่ 18 ผลงานที่สำคัญที่สุดของเขาคือกฎแห่งการอนุรักษ์มวลและการค้นพบบทบาทของออกซิเจนในการหายใจและอื่น ๆ

นอกจากนี้เขายังศึกษาเรื่องโมเลกุลของน้ำโดยหักล้างทฤษฎีของ phlogiston และอธิบายการเผาไหม้ นอกจากนี้เขายังเขียนข้อความเบื้องต้นเกี่ยวกับเคมีช่วยแนะนำระบบเมตริกสร้างตารางธาตุแรกและมีส่วนช่วยในการจัดตั้งระบบการตั้งชื่อของเคมีสมัยใหม่

ลูกชายของทนายความชาวปารีสที่ร่ำรวยเขาสำเร็จการศึกษาด้านกฎหมายแม้ว่าความหลงใหลที่แท้จริงของเขาคือวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เขาเริ่มการศึกษาในสาขาธรณีวิทยาซึ่งเขาได้รับการประกาศให้เป็นสมาชิกของ Academy of Sciences อันทรงเกียรติ ในเวลาเดียวกันเขาได้พัฒนาอาชีพในฐานะคนเก็บภาษีของมงกุฎ

เขาแต่งงานกับ Marie-Anne Pierrette Paulze ผู้ซึ่งร่วมมือกับ Lavoisier ในผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขาแปลนักเคมีชาวอังกฤษเป็นภาษาฝรั่งเศสและเรียนรู้ศิลปะและการพิมพ์ภาพเพื่อแสดงให้เห็นถึงการทดลองของสามีของเธอ

ในปี พ.ศ. 2318 Lavoisier ได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้บัญชาการของ Royal Administration of Gunpowder and Saltpeter ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการปรับปรุงดินปืน เขาดำรงตำแหน่งสาธารณะหลายแห่งและในฐานะเจ้าหน้าที่ของสถาบันกษัตริย์เขาถูกตัดสินประหารชีวิตและประหารชีวิตโดยกิโยตินในปารีส

วิทยาศาสตร์ของ Lavoisier

หลักการสำคัญของการศึกษาของ Antoine Lavoisier คือความสำคัญที่เขาให้กับการวัดสสารในลักษณะเดียวกับที่ดำเนินการในสาขาต่างๆเช่นฟิสิกส์

แนวความคิดนี้ทำให้ Lavoisier กลายเป็นบิดาแห่งเคมีสมัยใหม่โดยพื้นฐานแล้วเป็นเพราะเขาเป็นผู้ที่นำสาขาเชิงปริมาณมาสู่วิทยาศาสตร์นี้และเป็นผู้ที่ให้วินัยในลักษณะของวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง

ภายในกรอบนี้อาจกล่าวได้ว่า Lavoisier แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในทุกการกระทำของเขาที่โอกาสไม่มีในงานและการศึกษาของเขา โอกาสไม่ถูกคิดว่าเป็นสิ่งที่สามารถมีส่วนร่วมในการทดลองของเขาได้

เน้นเรื่อง

สสารเป็นองค์ประกอบที่สร้างความกังวลมากที่สุดและเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างและลักษณะของมัน Lavoisier จึงมุ่งเน้นไปที่การศึกษาองค์ประกอบทั้งสี่ที่รู้จักกันมาจนถึงตอนนั้น ได้แก่ ดินอากาศน้ำและไฟ

ท่ามกลางวิทยานิพนธ์เหล่านี้ Lavoisier ประเมินว่าอากาศมีส่วนสำคัญในกระบวนการเผาไหม้

สำหรับ Lavoisier เคมีมุ่งเน้นไปที่การสังเคราะห์และวิเคราะห์สสารมากกว่า ความสนใจนี้ถูกกำหนดกรอบไว้อย่างชัดเจนในแนวความคิดเชิงปริมาณและสอดคล้องกับรากฐานที่สำคัญของข้อเสนอของนักวิทยาศาสตร์คนนี้

ผู้เขียนบางคนเช่นนักปรัชญานักฟิสิกส์และนักประวัติศาสตร์ Thomas Kuhn มองว่า Lavoisier เป็นนักปฏิวัติในสาขาเคมี

ระเบียบวิธี Descartes

Antoine Lavoisier โดดเด่นด้วยการตระหนักถึงความสำคัญของการใช้วิธีการที่เข้มงวดในการทดลองของเขาโดยอาศัยความเข้าใจบริบทของสิ่งที่กำลังตรวจสอบ

ในความเป็นจริงเขาคิดว่าจำเป็นต้องจัดโครงสร้างแผนระดับโลกซึ่งสามารถครอบคลุมปัญหาได้อย่างสมบูรณ์และการดำเนินการแต่ละอย่างมีรายละเอียดเพื่อตรวจสอบสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้ศึกษา

ตามที่ Lavoisier หลังจากการตรวจสอบครั้งใหญ่นี้เป็นไปได้ที่จะกำหนดสมมติฐานของตนเองและกำหนดวิธีดำเนินการตรวจสอบต่อจากที่นั่น หนึ่งในคำพูดที่แสดงถึงตัวละครนี้คือ "วิทยาศาสตร์ไม่ได้เป็นของผู้ชายคนเดียว แต่เป็นผลงานของหลาย ๆ คน"

การทำงานร่วมกัน

Lavoisier เชื่ออย่างแรงกล้าในความสำคัญของการทำงานร่วมกันระหว่างเพื่อนร่วมงาน

ในความเป็นจริงช่วงหนึ่งในชีวิตของเขาเขามีห้องปฏิบัติการที่ติดตั้งเครื่องมือที่ทันสมัยที่สุดและนอกจากนี้เขายังมีพื้นที่กว้างขวางและเป็นมิตรพร้อมที่จะรับนักวิทยาศาสตร์ที่มาจากเมืองหรือประเทศอื่น ๆ ซึ่ง Lavoisier มีการสื่อสารด้วย

สำหรับ Lavoisier การทำงานร่วมกันเป็นสิ่งสำคัญในการค้นหาสิ่งที่เขาเรียกว่าความลับของธรรมชาติ

การทดลอง

Lavoisier มีความโดดเด่นด้วยการเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่นำหลักการของสิ่งที่เรียกว่า stoichiometry มาใช้ในปัจจุบันซึ่งเกี่ยวกับการคำนวณปริมาณของแต่ละองค์ประกอบที่ใช้ในปฏิกิริยาเคมี

Lavoisier มักจะมุ่งเน้นไปที่การชั่งน้ำหนักและการวัดอย่างพิถีพิถันแต่ละองค์ประกอบที่เข้าร่วมในปฏิกิริยาทางเคมีที่เขากำลังศึกษาซึ่งถือเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่เป็นตัวแทนมากที่สุดของอิทธิพลที่มีต่อการพัฒนาทางเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

การไม่แปลงสสาร

ตั้งแต่สมัยโบราณมีความคิดทั่วไปในนักเล่นแร่แปรธาตุว่าสามารถแปลงร่างและสร้างสสารได้

ความปรารถนาที่จะเปลี่ยนโลหะที่มีมูลค่าต่ำเช่นตะกั่วให้เป็นโลหะมูลค่าสูงอื่น ๆ เช่นทองคำนั้นมีอยู่เสมอและความกังวลนี้ขึ้นอยู่กับแนวความคิดของการเปลี่ยนรูปของสสาร

ด้วยการใช้ความเข้มงวดอย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยของเขา Lavoisier ต้องการทดลองกับแนวคิดนี้ในใจ แต่อย่าลืมวัดองค์ประกอบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการทดลองของเขาอย่างแน่นอน

เขาวัดปริมาตรเฉพาะแล้วใส่ลงในเครื่องมือซึ่งเคยวัดมาก่อนหน้านี้ด้วย เขาปล่อยให้น้ำไหลย้อนเป็นเวลา 101 วันจากนั้นจึงกลั่นของเหลวชั่งน้ำหนักและตรวจวัด ผลที่เขาได้รับคือการวัดและน้ำหนักเริ่มต้นตรงกับการวัดและน้ำหนักขั้นสุดท้าย

กระติกน้ำที่คุณใช้มีเศษฝุ่นอยู่ด้านล่าง Lavoisier ชั่งน้ำหนักขวดนี้และน้ำหนักก็ใกล้เคียงกับที่บันทึกไว้ตอนต้นซึ่งแสดงให้เห็นว่าผงนี้มาจากขวดและไม่สอดคล้องกับการเปลี่ยนรูปของน้ำ

กล่าวอีกนัยหนึ่งสสารยังคงไม่เปลี่ยนแปลง: ไม่มีสิ่งใดถูกสร้างหรือเปลี่ยนแปลง นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปคนอื่น ๆ ได้ใช้แนวทางนี้แล้วเช่นกรณีของนักพฤกษศาสตร์และแพทย์ Herman Boerhaave อย่างไรก็ตาม Lavoisier เป็นผู้ตรวจสอบปริมาณการอ้างสิทธิ์นี้

อากาศและการเผาไหม้

ในสมัยของ Lavoisier สิ่งที่เรียกว่าทฤษฎี phlogiston ยังคงมีผลบังคับใช้ซึ่งอ้างอิงถึงสารที่ใช้ชื่อนั้นและมีหน้าที่ก่อให้เกิดการเผาไหม้ในองค์ประกอบ

นั่นคือมีความคิดว่าสารใด ๆ ที่มีแนวโน้มที่จะได้รับการเผาไหม้มี phlogiston อยู่ในองค์ประกอบ

Lavoisier ต้องการเจาะลึกแนวคิดนี้และมีพื้นฐานมาจากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ Joseph Priestley การค้นพบของ Lavoisier คือเขาระบุว่ามีอากาศที่ยังคงไม่รวมตัวกันหลังจากการเผาไหม้ซึ่งก็คือไนโตรเจนและอากาศอื่นที่รวมเข้าด้วยกัน เขาเรียกออกซิเจนองค์ประกอบสุดท้ายนี้ว่า

โครงสร้างของน้ำ

ในทำนองเดียวกัน Lavoisier ค้นพบว่าน้ำเป็นองค์ประกอบที่ประกอบด้วยก๊าซสองชนิดคือไฮโดรเจนและออกซิเจน

การทดลองก่อนหน้านี้โดยนักวิทยาศาสตร์หลายคนซึ่งเฮนรีคาเวนดิชนักเคมีและนักฟิสิกส์ได้ทำการตรวจสอบหัวข้อนี้ แต่ยังไม่ได้ข้อสรุป

ในปี 1783 ทั้ง Lavoisier นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ปิแอร์ - ไซมอนลาปลาซได้ทำการทดลองโดยพิจารณาการเผาไหม้ของไฮโดรเจน ผลที่ได้รับซึ่งรับรองโดย Academy of Sciences คือน้ำในสภาพบริสุทธิ์ที่สุด

การหายใจ

สิ่งที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของ Lavoisier คือการหายใจและการหมักของสัตว์ จากการทดลองต่างๆของเขาซึ่งเป็นเรื่องผิดปกติและก้าวหน้าในเวลานั้นการหายใจสอดคล้องกับกระบวนการออกซิเดชั่นที่คล้ายกับการเผาไหม้ของคาร์บอน

ในการบรรยายเหล่านี้ Lavoisier และ Laplace ได้ทำการทดลองโดยพวกเขาจับหนูตะเภาและวางไว้ในภาชนะแก้วที่มีออกซิเจนเป็นเวลาประมาณ 10 ชั่วโมง จากนั้นพวกเขาวัดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้น

ในทำนองเดียวกันพวกเขาใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงชายคนหนึ่งในการทำกิจกรรมและพักผ่อนและวัดปริมาณออกซิเจนที่เขาต้องการในแต่ละช่วงเวลา

การทดลองเหล่านี้ทำให้ Lavoisier สามารถยืนยันได้ว่าการเผาไหม้ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างคาร์บอนและออกซิเจนเป็นสิ่งที่สร้างความร้อนในสัตว์ นอกจากนี้เขายังอนุมานได้ว่าในระหว่างการออกกำลังกายจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนมากขึ้น

ผลงานหลักด้านวิทยาศาสตร์

กฎการอนุรักษ์มวล

Lavoisier แสดงให้เห็นว่ามวลของผลิตภัณฑ์ในปฏิกิริยาเคมีเท่ากับมวลของสารตั้งต้น กล่าวอีกนัยหนึ่งมวลจะไม่สูญหายไปในปฏิกิริยาทางเคมี

ตามกฎหมายนี้มวลในระบบที่แยกได้จะไม่ถูกสร้างขึ้นหรือไม่ถูกทำลายโดยปฏิกิริยาเคมีหรือการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ นี่เป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานที่สำคัญที่สุดของเคมีและฟิสิกส์สมัยใหม่

ธรรมชาติของการเผาไหม้

หนึ่งในทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์หลักในสมัยของ Lavoisier คือทฤษฎี phlogiston ซึ่งระบุว่าการเผาไหม้ประกอบด้วยองค์ประกอบที่เรียกว่า phlogiston

เชื่อกันว่าสิ่งที่เผาไหม้จะปล่อย phlogiston ขึ้นไปในอากาศ Lavoisier หักล้างทฤษฎีนี้โดยแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบอื่นคือออกซิเจนมีบทบาทสำคัญในการเผาไหม้

น้ำเป็นสารประกอบ

Lavoisier ระหว่างการทดลองของเขาค้นพบว่าน้ำเป็นสารประกอบที่ทำจากไฮโดรเจนและออกซิเจน ก่อนการค้นพบนี้นักวิทยาศาสตร์ตลอดประวัติศาสตร์เคยคิดว่าน้ำเป็นองค์ประกอบ

Lavoisier รายงานว่าน้ำมีออกซิเจนประมาณ 85% และไฮโดรเจน 15% โดยน้ำหนัก ดังนั้นน้ำจึงมีออกซิเจนมากกว่าไฮโดรเจน 5.6 เท่าโดยน้ำหนัก

องค์ประกอบและระบบการตั้งชื่อทางเคมี

Lavoisier ได้วางรากฐานของเคมีสมัยใหม่โดยผสมผสาน "Table of Simple Substances" ซึ่งเป็นรายการองค์ประกอบสมัยใหม่แรกที่รู้จักกัน

เขากำหนดองค์ประกอบว่าเป็น "จุดสุดท้ายที่การวิเคราะห์สามารถเข้าถึงได้" หรือในแง่สมัยใหม่คือสารที่ไม่สามารถแยกย่อยออกเป็นส่วนประกอบได้อีก

ปัจจุบันระบบการตั้งชื่อสารประกอบทางเคมีส่วนใหญ่ยังคงใช้อยู่ นอกจากนี้เขายังตั้งชื่อธาตุไฮโดรเจนและระบุว่ากำมะถันเป็นองค์ประกอบโดยสังเกตว่าไม่สามารถย่อยสลายเป็นสารที่ง่ายกว่านี้ได้

หนังสือเรียนวิชาเคมีเล่มแรก

ในปีพ. ศ. 2332 Lavoisier ได้เขียนหนังสือ Elementary Treatise on Chemistry ซึ่งเป็นหนังสือเคมีเล่มแรกซึ่งมีรายการองค์ประกอบทฤษฎีล่าสุดและกฎของเคมี (รวมถึงการอนุรักษ์มวล) และใน มันยังหักล้างการมีอยู่ของ phlogiston

ทฤษฎีแคลอรี่

Lavoisier ได้ทำการวิจัยอย่างละเอียดเกี่ยวกับทฤษฎีการเผาไหม้ซึ่งเขาโต้แย้งว่ากระบวนการเผาไหม้ทำให้เกิดการปลดปล่อยอนุภาคแคลอรี่

เขาเริ่มต้นจากแนวคิดที่ว่าในการเผาไหม้แต่ละครั้งจะมีการแยกเรื่องของความร้อน (หรือของไหลที่ติดไฟ) หรือของแสงเพื่อแสดงให้เห็นในภายหลังว่า "เรื่องของความร้อน" นั้นไม่มีน้ำหนักเมื่อตรวจสอบว่าสารเรืองแสงที่เผาในอากาศ ขวดปิดโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักที่เห็นได้ชัด

การหายใจของสัตว์

Lavoisier ค้นพบว่าสัตว์ในห้องปิดนั้นใช้ "อากาศที่ระบายอากาศได้ดี" (ออกซิเจน) และผลิต "กรดแคลเซียม" (คาร์บอนไดออกไซด์)

จากการทดลองการหายใจของเขา Lavoisier ได้ทำให้ทฤษฎี phlogiston เป็นโมฆะและพัฒนาการตรวจสอบทางเคมีของการหายใจ การทดลองที่สำคัญของเขากับหนูตะเภาจะวัดปริมาณออกซิเจนที่บริโภคและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาผลาญ

การใช้เครื่องวัดความร้อนด้วยน้ำแข็ง Lavoisier แสดงให้เห็นว่าการเผาไหม้และการหายใจเป็นหนึ่งเดียวกัน

นอกจากนี้เขายังวัดปริมาณออกซิเจนที่บริโภคระหว่างการหายใจและสรุปว่าปริมาณจะเปลี่ยนแปลงไปตามกิจกรรมของมนุษย์เช่นการออกกำลังกายการรับประทานอาหารการอดอาหารหรือการนั่งในห้องร้อนหรือเย็น นอกจากนี้เขายังพบความแปรปรวนของชีพจรและอัตราการหายใจ

การมีส่วนร่วมในระบบเมตริก

ในช่วงที่เขาเป็นคณะกรรมการของ French Academy of Sciences Lavoisier พร้อมกับนักคณิตศาสตร์คนอื่น ๆ ได้มีส่วนร่วมในการสร้างระบบเมตริกซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าน้ำหนักและการวัดทั้งหมดในฝรั่งเศสมีความสม่ำเสมอ

การมีส่วนร่วมในการศึกษาการสังเคราะห์ด้วยแสง

Lavoisier แสดงให้เห็นว่าพืชได้รับวัสดุที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตจากน้ำดินหรืออากาศและแสงนั้นก๊าซ CO2 น้ำก๊าซ O2 และพลังงานมีอิทธิพลโดยตรงต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ส่วนสีเขียวของพืช

อ้างอิง

1. Donovan, A. "Antoine-Laurent Lavoisier" Encyclopædia Britannica, (มีนาคม 2017)
   Encyclopædia Britannica, inc. สืบค้นจาก: britannica.com.
2. "Panopticon Lavoisier" กู้คืนจาก: Pinakes (2017) moro.imss.fi.it.
3. "Antoine-Laurent Lavoisier" Historical Biographies (2017) Chemical Heritage Foundation US สืบค้นจาก: chemheritage.org.
4. Noble, G. "Antoine Laurent Lavoisier: A Study of Achievement" School Science and Mathematics (พ.ย. 1958) ห้องสมุดออนไลน์ Wiley สืบค้นจาก: onlinelibrary.wiley.com.
5. “ การปฏิวัติทางเคมีของอองตวน - โลรองต์ลาวัวเซียร์” (มิ.ย. 2542) ปารีส. สถานที่สำคัญทางประวัติศาสตร์ทางเคมีของสมาคมเคมีอเมริกันระหว่างประเทศ สืบค้นจาก: acs.org.
6. Katch, F. "Antoine Laurent Lavoisier" (1998) ผู้สร้างประวัติศาสตร์. กู้คืนจาก sportsci.org.
7. "Antoine Lavoisier" นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง. 29 ส.ค. 2558 5/4/2017 สืบค้นจาก: famousscientists.org.
8. Govindjee, JT Beatty, H. Gest, JF Allen "Discoveries in Photosynthesis" Springer Science & Business Media, (ก.ค. 2549)
9. "Antoine Lavoisier" สารานุกรมโลกใหม่ (พ.ย. 2559) สืบค้นจาก: newworldencyclopedia.org.
10. Curtis, Barnes, Schnek, Massarini 1783 Lavoisier และการศึกษาเกี่ยวกับการเผาไหม้ของสัตว์” (2007) บทบรรณาธิการMédica Panamericana. สืบค้นจาก: curtisbiologia.com.