Lavoisier: biografia, experimentos e contribuições - Ciência - 2023

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Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794) foi um economista, químico e biólogo francês, uma figura importante na revolução química do século XVIII. Suas contribuições mais importantes foram a lei da conservação da massa e a descoberta do papel do oxigênio na respiração, entre outras.

Ele também estudou a molécula de água, refutou a teoria do flogisto e explicou a combustão. Além disso, escreveu um texto elementar sobre química, ajudou a introduzir o sistema métrico, criou a primeira tabela periódica e contribuiu para o estabelecimento da nomenclatura da química moderna.

Filho de um advogado parisiense rico, ele completou seus estudos de direito, embora sua verdadeira paixão fossem as ciências naturais. Iniciou os seus estudos na área da geologia, pelo que foi proclamado membro da prestigiada Academia das Ciências. Ao mesmo tempo, ele desenvolveu uma carreira como cobrador de impostos da Coroa.

Ele se casou com Marie-Anne Pierrette Paulze, que colaborou ativamente com Lavoisier em seus trabalhos científicos, traduzindo químicos britânicos para o francês e aprendendo arte e gravura para ilustrar os experimentos de seu marido.

Em 1775, Lavoisier foi nomeado comissário da Administração Real de Pólvora e Salitre, trabalhando no aprimoramento da pólvora. Ocupou vários cargos públicos e, como funcionário da monarquia, foi condenado à morte e executado na guilhotina em Paris.

Ciência de Lavoisier

O princípio fundamental dos estudos de Antoine Lavoisier é a importância que ele atribuía à realização da medição da matéria, da mesma forma que o fazia em campos como a física.

Essa concepção fez Lavoisier se tornar o pai da química moderna, basicamente porque foi ele quem introduziu o campo quantitativo nessa ciência e quem realmente deu o caráter de ciência a essa disciplina.

Nesse quadro, pode-se dizer que Lavoisier deixou bem claro em todas as suas ações que o acaso não tinha lugar em seu trabalho e estudos. O acaso não foi concebido como algo que pudesse participar ativamente de seus experimentos.

Ênfase no assunto

A matéria foi o elemento que mais preocupou e, para entender sua estrutura e características, Lavoisier se concentrou em estudar os quatro elementos até então conhecidos: terra, ar, água e fogo.

Em meio a essas dissertações, Lavoisier estimou que o ar tinha um papel fundamental nos processos de combustão.

Para Lavoisier, a química estava mais focada na síntese e análise da matéria. Esse interesse foi enquadrado justamente nessa noção quantitativa e que corresponde à pedra angular das propostas deste cientista.

Alguns autores, como o filósofo, físico e historiador Thomas Kuhn, veem Lavoisier como um revolucionário no campo da química.

Metodologia Descartes

Antoine Lavoisier caracterizou-se por reconhecer a importância da utilização de um método rigoroso para a realização de seus experimentos, a partir da compreensão do contexto do que está sendo investigado.

Na verdade, ele achava que era necessário estruturar um plano global por meio do qual o problema pudesse ser completamente coberto e cada ação estabelecida em detalhes, verificando o que outros cientistas haviam estudado.

Segundo Lavoisier, só depois dessa vasta verificação é possível formular as próprias hipóteses e determinar como proceder a partir daí. Uma das citações atribuídas a este personagem é “a ciência não pertence a um homem, mas sim a obra de muitos”.

Colaboração

Lavoisier acreditava fervorosamente na importância da colaboração entre colegas.

De fato, em determinado momento de sua vida teve um laboratório equipado com as ferramentas mais modernas e, além disso, um espaço amplo e acolhedor pronto para receber cientistas vindos de outras cidades ou países, com os quais Lavoisier se comunicava.

Para Lavoisier, trabalhar juntos foi essencial para descobrir o que ele chamou de segredos da natureza.

Experimentos

Lavoisier foi caracterizado como um dos primeiros cientistas a colocar em prática os preceitos do que hoje se conhece como estequiometria, que consiste em calcular quanto de cada elemento é utilizado em uma reação química.

Lavoisier sempre se concentrou em pesar e medir cuidadosamente cada elemento que participava de uma reação química que ele estudava, o que é considerado um dos elementos mais representativos da influência que teve no desenvolvimento da química como ciência moderna.

A não transmutação da matéria

Desde os tempos antigos, havia uma noção geral nos alquimistas segundo a qual era possível transformar e criar matéria.

O desejo de converter metais de baixo valor como o chumbo em outros metais de alto valor como o ouro sempre esteve presente, e essa preocupação se baseava na concepção da transmutação da matéria.

Usando seu rigor incansável, Lavoisier quis experimentar com essa concepção em mente, mas certificando-se de medir absolutamente todos os elementos envolvidos em sua experimentação.

Ele mediu um volume específico e depois o colocou em uma ferramenta, que também havia sido medido anteriormente. Ele deixou a água refluir por 101 dias e então destilou o líquido, pesou e mediu. O resultado que ela obteve foi que a medida inicial e o peso combinavam com a medida e o peso finais.

O frasco que você usou tinha um elemento empoeirado no fundo. Lavoisier pesou esse frasco e o peso também coincidiu com o registrado no início, o que o ajudou a mostrar que esse pó veio do frasco e não correspondia a uma transformação de água.

Em outras palavras, a matéria permanece inalterada: nada é criado ou transformado. Outros cientistas europeus já haviam feito essa abordagem, como é o caso do botânico e médico Herman Boerhaave. No entanto, foi Lavoisier quem verificou quantitativamente essa afirmação.

Ar e combustão

Na época de Lavoisier ainda vigorava a chamada teoria do flogístico, que fazia referência a uma substância que levava esse nome e que era responsável por gerar combustão nos elementos.

Ou seja, pensava-se que qualquer substância que tivesse predisposição para sofrer combustão tivesse flogisto em sua composição.

Lavoisier quis mergulhar nessa concepção e se baseou nos experimentos do cientista Joseph Priestley. A descoberta de Lavoisier foi que ele identificou um ar que permaneceu não combinado após a combustão - que era o nitrogênio - e outro ar que se combinou. Ele chamou esse último elemento de oxigênio.

A conformação da água

Da mesma forma, Lavoisier descobriu que a água era um elemento composto de dois gases: hidrogênio e oxigênio.

Algumas experiências anteriores feitas por vários cientistas, entre as quais se destaca o químico e físico Henry Cavendish, investigaram o assunto, mas não foram conclusivas.

Em 1783, Lavoisier e o matemático e físico Pierre-Simon Laplace realizaram experimentos considerando a combustão do hidrogênio. O resultado obtido, aprovado pela Academia de Ciências, foi a água em seu estado mais puro.

Respiração

Outra área de interesse para Lavoisier era a respiração e fermentação animal. Segundo várias experiências realizadas por ele, também inusitadas e avançadas para a época, a respiração corresponde a um processo de oxidação muito semelhante ao da combustão do carbono.

Como parte dessas palestras, Lavoisier e Laplace realizaram um experimento no qual pegaram uma cobaia e a colocaram em um recipiente de vidro com oxigênio por cerca de 10 horas. Eles então mediram quanto dióxido de carbono foi produzido.

Da mesma forma, tomaram como referência um homem em atividade e em repouso, e mediram a quantidade de oxigênio que ele precisava em todos os momentos.

Esses experimentos possibilitaram a Lavoisier afirmar que a combustão gerada a partir da reação entre o carbono e o oxigênio é o que gera calor nos animais. Além disso, ele também deduziu que em meio ao trabalho físico é necessário um maior consumo de oxigênio.

Principais contribuições para a ciência

A lei da conservação da massa

Lavoisier mostrou que a massa dos produtos em uma reação química é igual à massa dos reagentes. Em outras palavras, nenhuma massa é perdida em uma reação química.

De acordo com essa lei, a massa em um sistema isolado não é criada nem destruída por reações químicas ou transformações físicas. Esta é uma das leis mais importantes e básicas da química e da física modernas.

A natureza da combustão

Uma das principais teorias científicas da época de Lavoisier era a teoria do flogístico, que afirmava que a combustão era formada por um elemento denominado flogisto.

Acredita-se que coisas em chamas liberam o flogisto no ar. Lavoisier refutou essa teoria, mostrando que outro elemento, o oxigênio, desempenhava um papel importante na combustão.

Agua é um composto

Lavoisier, durante seus experimentos, descobriu que a água era um composto feito de hidrogênio e oxigênio. Antes dessa descoberta, os cientistas ao longo da história pensavam que a água era um elemento.

Lavoisier relatou que a água tinha aproximadamente 85% de oxigênio e 15% de hidrogênio por peso. Portanto, a água parecia conter 5,6 vezes mais oxigênio em peso do que o hidrogênio.

Os elementos e nomenclatura química

Lavoisier lançou as bases da química moderna, incorporando uma "Tabela de substâncias simples", a primeira lista moderna de elementos então conhecida.

Ele definiu o elemento como o "último ponto que a análise é capaz de alcançar" ou, em termos modernos, uma substância que não pode ser decomposta em seus componentes.

Uma grande parte de seu sistema para nomear compostos químicos ainda está em uso hoje. Além disso, ele chamou o elemento hidrogênio e identificou o enxofre como um elemento, observando que ele não poderia ser decomposto em substâncias mais simples.

O primeiro livro de química

Em 1789, Lavoisier escreveu o Tratado Elementar de Química, tornando-se o primeiro livro de química, que continha a lista de elementos, as teorias mais recentes e as leis da química (incluindo a conservação da massa), e no qual também refutava a existência do flogisto.

A teoria calórica

Lavoisier fez uma extensa pesquisa sobre a teoria da combustão, na qual, ele argumentou, o processo de combustão resultou na liberação de partículas calóricas.

Ele partiu da ideia de que em cada combustão há um desprendimento da matéria de calor (ou fluido ígneo) ou de luz, para posteriormente demonstrar que a "matéria de calor" é leve ao verificar que o fósforo queimado no ar em um frasco fechado, sem alteração apreciável no peso.

Respiração animal

Lavoisier descobriu que um animal em uma câmara fechada consumia "ar eminentemente respirável" (oxigênio) e produzia "ácido de cálcio" (dióxido de carbono).

Por meio de seus experimentos de respiração, Lavoisier invalidou a teoria do flogisto e desenvolveu investigações sobre a química da respiração. Seus experimentos vitais com cobaias quantificaram o oxigênio consumido e o dióxido de carbono produzido pelo metabolismo.

Usando um calorímetro de gelo, Lavoisier mostrou que combustão e respiração eram a mesma coisa.

Ele também mediu o oxigênio consumido durante a respiração e concluiu que a quantidade muda dependendo das atividades humanas: exercícios, alimentação, jejum ou sentar em uma sala quente ou fria. Além disso, ele encontrou variações no pulso e na frequência respiratória.

Contribuição para o sistema métrico

Durante seu período no comitê da Academia Francesa de Ciências, Lavoisier, junto com outros matemáticos, contribuiu para a criação do sistema métrico de medida, por meio do qual a uniformidade de todos os pesos e medidas na França foi garantida.

Contribuição para o estudo da fotossíntese

Lavoisier mostrou que as plantas recebem da água, da terra ou do ar, o material necessário para seu crescimento, e que a luz, o gás CO2, a água, o gás O2 e a energia influenciam diretamente no processo de fotossíntese. parte verde das plantas.

Referências

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