Антуан Лоран Лавуазьє: до 276-річчя від дня народження французького вченого, одного із засновників сучасної хімії
Антуан Лоран де Лавуазьє (фр. Antoine-Laurent de Lavoisier; 26 серпня 1743, Париж — 8 травня 1794, Париж) — видатний французький науковець, один із засновників сучасної хімії, член Лондонського королівського товариства, Філоматичного товариства Парижа, Французької академії наук, Паризької асоціації юристів, Американського філософського товариства і Національної академії наук Італії. Антуан-Лоран Лавуазьє відкрив закон збереження речовини, ввів поняття хімічного елемента, показав неспроможність теорії флогістону, встановив, що Оксиген є хімічним елементом, пояснив процеси окиснення, горіння та дихання, запропонував нову номенклатуру хімічних сполук.
Антуан Лоран Лавуазьє народився в Парижі в сім’ї одного з 400 адвокатів, які перебували у віданні Паризького парламенту. Початкову освіту він здобув у коледжі Мазаріні, а в 1764 році закінчив юридичний факультет Паризького університету і отримав ступінь ліценціата прав. І хоча його батько хотів, щоб син теж став адвокатом, Антуана більше приваблювали природничі науки, тому одночасно з юриспруденцією він вивчав математику, астрономію, ботаніку, мінералогію, геологію і хімію. Його навчання проходило під керівництвом кращих паризьких професорів того часу. У 1765 р. Лавуазье представив роботу на задану Паризькою академією наук тему – “Про кращий спосіб освітлювати вулиці великого міста”. При виконанні цієї роботи позначилася незвичайна наполегливість Лавуазьє в досягненні наміченої мети і точність у дослідженнях – гідність, яка становить характерну рису всіх його робіт. Наприклад, щоб збільшити чутливість свого зору до слабких змін сили світла, Лавуазьє провів шість тижнів в темній кімнаті. Ця робота Лавуазьє була удостоєна академією золотої медалі. В період 1763-1767 рр. Лавуазьє здійснює ряд екскурсій з найвідомішим геологом і мінералогом Геттаром, допомагаючи останньому складати мінералогічної карти Франції. Уже ці перші роботи Лавуазьє відкрили перед ним двері Паризької академії. 18 травня 1768 р. він був обраний в академію ад’юнктом з хімії, у 1778 р. став дійсним членом академії, а з 1785 року він працював її директором.
У 1769 р. Лавуазьє вступив в Компанію відкупів – організацію з сорока великих фінансистів. В обмін на негайне внесення в казну певної суми члени компанії одержували право збирати державні непрямі податки (на сіль, тютюн тощо). Будучи відкупником, Лавуазьє нажив величезні статки, більшу частину яких витратив на наукові дослідження; проте саме участь в Компанії відкупів стала однією з причин, з яких Лавуазьє був в 1794 р.засуджений до смертної кари.
У 1775 році Лавуазьє стає директором Управління порохів і селітр. Завдяки його енергії виробництво пороху у Франції в 1788 році більш ніж подвоїлося. Лавуазьє організовує експедиції для відшукання селітрових родовищ. Прийоми очищення селітри, розроблені Лавуазьє і А. Боме, дійшли і до нашого часу. Пороховою справою Лавуазьє керував до 1791 року. При цьому сам він жив в пороховому арсеналі і тут же влаштував лабораторію, де виконав основні дослідження. Ця лабораторія стала фактично науковим центром Парижа, в ній він влаштовував демонстрації дослідів, на які запрошував не тільки хіміків, пробуджуючи у широкого кола людей інтерес до науки. Крім цього, Лавуазьє займався вивченням тюремної справи, поліпшенням становища хліборобів, контролем якості продуктів, постачанням водою морських суден, організацією благодійних установ і страхових кас, народним просвітництвом, школами прядіння та ткацтва…
Хімічна лабораторія Антуана Лавуазьє
У 1790 році Лавуазьє став секретарем і скарбником комісії з вироблення раціональної системи мір і ваг. У результаті була розроблена метрична система, що поступово поширилася по всьому світу. Але основні інтереси Лавуазьє були пов’язані з хімією. У роботі йому допомагала дружина Марія-Анна Польз, яка стала фактично його секретарем, вела його робочі журнали, перекладала для нього з англійської наукові статті, малювала і гравірувала креслення для його книг. На відомій картині «Портрет пана Лавуазьє і його дружини» кисті Жака Луї Давида (1788 р.) подружжя Лавуазьє відображено біля лабораторного столу (зараз ця картина зберігається в Метрополітен-музеї в Нью-Йорку).
Найважливіший внесок Лавуазьє в науку – спростування теорії флогістону (в історії хімії: флогістон – гіпотетична «надтонка матерія» – «вогняна субстанція», що нібито наповнює всі горючі речовини і вивільняється з них при горінні), яка панувала багато десятиліть, і створення теорії горіння, заснованої на експериментальних даних. Відкритий в 1774 році шведським хіміком К. В. Шеєле і англійським хіміком Дж. Прістлі Оксиген допоміг Лавуазьє зрозуміти, що саме Оксиген – це та п’ята частина повітря, яка приєднується до металу при прожарюванні. Лавуазьє докладно дослідив роль Оксигену в утворенні кислот. Відомі тоді кислоти містили цей елемент, тому він і отримав латинську назву oxygenium, тобто «народжує кислоти». У 1775-1777 рр. Лавуазьє доводить, що склад повітря складний і містить, на його думку, “чисте повітря” (Оксиген) і “задушливе повітря” (Нітроген). У 1781 році спільно з математиком і хіміком Ж. Б. Меньє доводить також і будову води, встановивши, що вона складається з Оксигену і “пального повітря” (Гідрогену). У 1785 році вони ж синтезують воду з Гідрогену і Оксигену.
Ваги Лавуазьє для визначення маси реагентів і продуктів реакції (гравюра Марії-Анни Польз в «Traité Élémentaire de Chimie»)
Розроблена Лавуазьє нова теорія горіння, незважаючи на свою простоту і плідність, була вороже зустрінута багатьма хіміками. Він був оголошений «науковим єретиком», а його портрет підданий показовому спаленню. Однак встановлення складу води було рішучим ударом для теорії флогістону; прихильники її стали переходити на бік вчення Лавуазьє. Цей процес значно прискорився після видання в 1789 році «Початкового курсу хімії», який протягом трьох років був перекладений на голландську, англійську, італійську та німецьку мови, опублікований у багатьох країнах Європи і Америки. У «Курсі...» Лавуазьє дав класифікацію тіл, поділив їх на прості та складні, віднісши до останніх оксиди, кислоти та солі. Всього він класифікував як елементи більше 30 речовин, серед яких, крім Оксигкну, Нітрогену, Гідрогену, Сульфуру, Фосфору, Карбону та металів, були також «теплород», «вапно», «кремнезем» тощо. Правда, Лавуазьє стверджував, що всі тіла в його таблиці дійсно прості, але він передбачив не простий склад деяких лугів і кислот, ряду мінералів, які раніше вважалися елементарними, тобто нерозкладними на більш прості. У зв’язку з відмовою від флогістонної теорії виникла необхідність у створенні нової хімічної номенклатури, в основу якої лягла класифікація, дана Лавуазьє. Нова номенклатура внесла простоту і ясність в хімічну мову, очистивши її від складних і заплутаних термінів, які були заповідані алхімією. Предмет вивчення Лавуазьє становили явища, тісно пов’язані з процесом горіння. Разом з Лапласом, майбутнім творцем “Небесної механіки”, Лавуазьє дає початок калориметрії. Вони створюють крижаний калориметр, за допомогою якого вимірюють теплоємності багатьох тіл і теплоти, що звільняються при різних хімічних перетвореннях. Переворот, здійснений в хімії працями Лавуазьє, прийнято називати “хімічною революцією”.
Близько шістдесяти мемуарів було ним присвячено з'ясуванню різних питань, пов'язаних з цим вихідним пунктом. У них нова наука розвивається як клубок. Явища горіння, природно, приводять Лавуазьє, з одного боку, до дослідження складу повітря, з іншого - до вивчення інших форм окиснення; до утворення різних оксидів і кислот, з'ясування їх складу; до процесу дихання, а звідси - до дослідження органічних тіл і відкриття органічного аналізу тощо.
Величезною заслугою Лавуазьє в галузі фізіоогії та біохімії стало вчення про дихання як повільне окиснення, що відбувається всередині організму, причому Оксиген, з'єднуючись з елементами тканин, дає воду і вуглекислоту. Обмін газів при диханні досліджений ним з такою повнотою, що подальші дослідження не додали до його даних майже нічого істотного. Не меншу важливість мало його вчення про тваринну теплоту. Вона розвивається внаслідок згоряння тканин за рахунок Оксигену, що поглинається при диханні. Кількість вдихуваного Оксигену збільшується на холоді, при травленні, а особливо - при м'язовій роботі, тобто у всіх цих випадках відбувається посилене горіння. Їжа грає роль палива: «якби тварина не відновлювала того, що втрачає при диханні, вона скоро загинула б, як гасне лампа, коли в ній виснажиться запас масла».
Досліди Лавуазьє по вивченню людського дихання (рисунок сепією Марії-Анни Польз)
Творець хімічної революції, Лавуазьє став, однак, жертвою революції соціальної. Під час Конвенту Лавуазьє виявився найбільш діяльним захисником академії і докладав усіх зусиль, щоб врятувати її. Однак це йому не вдалося, і в 1793 році академія була скасована. Наприкінці листопада цього ж року колишні учасники Компанії відкупу були заарештовані та віддані під суд революційного трибуналу. Ні петиція від “Дорадчого бюро мистецтв і ремесел”, ні всім відомі заслуги перед Францією, ні наукова слава не врятували Лавуазьє від смерті. “Республіка не потребує вчених”,- заявив голова трибуналу Коффіналь у відповідь на петицію бюро. Лавуазьє був звинувачений в участі “у змові з ворогами Франції проти французького народу, що мала на меті викрасти у нації величезні суми, необхідні для війни з деспотами”, і засуджений до смерті. Лавуазьє був гільйотинований 8 травня 1774 року. Смерть він зустрів гідно і мужньо. Дізнавшись про це, знаменитий математик Ж. Л. Лагранж сказав не менш знаменитому математику і фізику Ж. Л. Даламберу: «Знадобилася лише одна мить, щоб відрубати цю голову, але, можливо, і століття буде мало, щоб створити подібну їй».
Скульптура Антуана Лавузьє в Луврі (автор Jacques-Leonard Maillet)
У роки термідоріанськой реакції після падіння Робесп'єра в 1796 р. Лавуазьє і всі інші відкупщики були посмертно реабілітовані. Вдові Лавуазьє було повернуто все майно і все рукописи чоловіка. Вона намагалася звинуватити слідчого Дюпена в шахрайстві і підробці, але безуспішно: жоден суд не підтримав її позову.
Ім’я А. Лавуазьє внесено до списку найвидатніших учених Франції, поміщене на першому поверсі Ейфелевої вежі. Наукова слава Лавуазьє по смерті неодноразово оскаржувалася, проте вона полягає не у встановленні нових фактів, а, головним чином, в запровадженні в науці нової системи, яка її абсолютно реформувала. Вся система Лавуазьє представляє логічну стрункість і єдність. Лавуазьє вніс в хімію той метод суворої критики і виразного аналізу явищ, який до нього вже виявився таким плідним в інших галузях точного знання, в механіці, фізиці, астрономії. В цьому відношенні праця Лавуазьє становить ланку в тому ланцюзі досягнень, які ставили за мету відкриття законів, які керують явищами природи, і ім’я Лавуазьє стоїть в одному ряду з небагатьма іменами, такими, як Галілей, Ньютон, Кеплер і ін. У 1935 році Міжнародний астрономічний союз присвоїв ім’я Лавуазьє кратеру на видимій стороні Місяця та одному з астероїдів
Підготував проф. В. Трокоз
