Joseph Louis Gay-Lussac | |
---|---|
Joseph Louis Gay-Lussac | |
Födelsedatum | 6 december 1778 |
Födelseort | Saint-Leonard-de-Nobla ( Haut-Vienne ) |
Dödsdatum | 9 maj 1850 (71 år) |
En plats för döden | |
Land | |
Vetenskaplig sfär | kemi , fysik |
Arbetsplats | |
Alma mater | Yrkeshögskola (Paris) |
Akademisk examen | Professor |
vetenskaplig rådgivare | C. L. Bertholle |
Studenter | Pelouze, Theophile Jules |
Känd som | upptäckte lagen om volymetriska relationer i reaktioner mellan gaser |
Utmärkelser och priser | Galvanisk premium [d] ( 1809 ) medlem av American Academy of Arts and Sciences utländsk medlem av Royal Society of London ( 6 april 1815 ) Lista över 72 namn på Eiffeltornet |
Autograf | |
Jobbar på Wikisource | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Joseph Louis Gay-Lussac ( fr. Joseph Louis Gay-Lussac ; 6 december 1778 , Saint-Léonard-de-Noblat ( fr. Saint-Léonard-de-Noblat ) - 9 maj 1850 , Paris ) - fransk kemist och fysiker , ledamot Franska vetenskapsakademin ( 1806 ).
Elev av C. L. Berthollet . Sedan 1809 professor i kemi vid Ecole Polytechnique och professor i fysik vid Sorbonne (Paris), sedan 1832 professor i kemi vid Paris botaniska trädgårdar ( fr. Jardin des Plantes ). 1831-1839 var han ledamot av deputeradekammaren, där han endast talade om vetenskapliga och tekniska frågor, sedan 1839 var han en jämställd med Frankrike. 1815-1850 redigerade han, tillsammans med François Arago , den franska tidskriften Annales de chimie et de physique. Dessutom tjänstgjorde Gay-Lussac som testare vid Bureau de Garantie och bidrog som medlem av regeringskommissioner till att lösa många viktiga tekniska frågor.
Utländsk hedersledamot i Sankt Petersburgs vetenskapsakademi ( 1826 ). Hans namn finns med i listan över Frankrikes största vetenskapsmän , placerad på första våningen i Eiffeltornet .
Joseph Louis Gay-Lussac, en av de största franska forskarna, föddes den 6 december 1778 i staden Saint-Leonard-de-Nobla ( provinsen Limousin , nu i departementet Haute-Vienne ). Hans farfar var läkare och hans far var kunglig åklagare och domare i Saint-de-Noblac [4] .
När Gay-Lussac var 11 år gammal ägde revolutionen 1789 rum, som dramatiskt förändrade familjens liv. År 1793 arresterades Gay-Lussacs far och överfördes till Paris enligt "misstänkta lag" . Gay-Lussac åkte dit med avsikten att störa sin far. Här försökte de skicka honom till armén som kämpade i Vendée , men Gay-Lussac lyckades, tack vare sin juridiska kunskap, undvika att bli inkallad.
Efter statskupp den 27 juli 1794 (9 Thermidor II av den republikanska kalendern ), som störtade den jakobinska diktaturen , släpptes Gay-Lussacs far. 1795 skickade han sin son till pensionatet Savourt i Paris, som snart stängdes på grund av svält, och Gay-Lussac överfördes till pensionatet Sancier i närheten av Paris.
Den 26 december 1798 (6 nivoz av det 6:e året), efter att ha klarat proven på ett briljant sätt, blev Gay-Lussac elev vid Polytechnic School i Paris med en lön på 30 franc . År 1800, som en av de bästa eleverna, fick han en plats i laboratoriet hos den berömda kemisten Berthollet . Sedan blev han handledare ( assistent ) till den berömda kemisten Fourcroix och, som föreläsare, blev han berömmelse som en av de bästa lärarna på Polytechnic School.
År 1804 företog Gay-Lussac en uppstigning i en ballong för att bestämma beroendet av jordens magnetfält och atmosfärstemperatur på höjden av uppstigningen [4] . Tidigare experiment (mätningar av Saussure i Alperna och ballongbestigningar av Robertson och Loe i Hamburg den 18 juli 1803 och av Robertson och Zakharov i St. Petersburg den 30 juni 1804) avslöjade en liten minskning av magnetfältet med höjden. Unga vetenskapsmän Gay-Lussac och Biot fick i uppdrag att upprepa dessa experiment.
På morgonen den 16 september 1804 nådde Gay-Lussac en höjd av 7016 meter och satte ett världsrekord för höjden av uppstigning i en luftballong. Här mätte han lufttemperaturen, som visade sig vara -9,5 ° C jämfört med +27,75 ° C på jordens yta. Således bevisade Gay-Lussac att snön som täcker de högsta topparna inte är resultatet av bergens inverkan på den omgivande luften. Samtidigt, på grund av ballongens för höga hastighet, kunde Gay-Lussac inte mäta det exakta beroendet av temperaturen på höjden.
Med hjälp av Saussures hygrometer mätte Gay-Lussac även luftens relativa luftfuktighet och upptäckte att den snabbt minskade med höjden. Dessa mätningar visade sig dock vara felaktiga, eftersom instrumentet som användes inte tog hänsyn till temperaturminskningen.
Redan 1804 var det känt att halten av syre och kväve i luften är densamma på olika breddgrader och nära jordens yta beror inte på höjden på uppgången. Gay-Lussac erhöll ett prov av atmosfärisk luft på en höjd av 6636 meter, vars studier bekräftade dessa data och inte upptäckte väteföroreningar i luften . Dessa experiment tillbakavisade de då rådande föreställningarna om att meteorer och andra liknande fenomen orsakades av förbränning av väte i den övre atmosfären.
Under uppstigningen undersökte Gay-Lussac den fysiologiska effekten av sällsynt luft på människokroppen (andnöd, ökad hjärtfrekvens, torrhet i halsen), men ansåg att förhållandena på en höjd av 7016 m var acceptabla nog att inte avbryta forskningen.
Det geomagnetiska fältets intensitet bestämdes på vanligt sätt för den tiden - genom att mäta svängperioden för en magnetisk nål som avvek från jämviktspositionen. Under den andra uppstigningen fick Gay-Lussac följande data: 0 m - 4,22 s, 4808 m - 4,28 s, 5631 m - 4,25 s, 6884 m - 4,17 s. Baserat på dessa resultat drog Gay-Lussac och Biot slutsatsen att magnetfältet var oförändrat med höjden, vilket med tanke på den låga noggrannheten hos dåtidens mätinstrument var praktiskt taget sant.
År 1805 genomförde Gay-Lussac tillsammans med den berömde vetenskapsmannen och resenären Humboldt experiment inom området eudiometri [4] . Det ursprungliga syftet med dessa experiment var att bestämma noggrannheten i att mäta sammansättningen av atmosfärisk luft med Voltas eudiometer . Resultatet av dessa experiment var flera upptäckter och hypoteser inom fysik och geografi. I synnerhet upptäckte Gay-Lussac att syre och väte bildar vatten, och kombinerar i en proportion av 100 volymdelar syre till 200 volymdelar väte.
12 mars 1805 Gay-Lussac, efter att ha fått ett års ledighet med hjälp av Berthollet, åtföljd av Humboldt , gav sig av på en resa till Italien och Tyskland [4] . Huvudsyftet med resan var att studera luftens sammansättning och det geomagnetiska fältet på olika geografiska breddgrader . Gay-Lussac besökte Lyon , Chambery , Saint-Jean-de-Maurienne , Saint-Michel , Lanslebourg , Montseny och andra städer. Idén om förekomsten av stigande luftströmmar hör till denna period av hans aktivitet, med vilken han förklarade många tidigare mystiska atmosfäriska fenomen. I början av juli 1805 besökte Gay-Lussac Genua och anlände till Rom den 5 juli , där Morricchini i det kemiska laboratoriet upptäckte förekomsten av fluorvätesyra och fosforsyra i fiskens ben och även analyserade alunstenen från Tolfa.
Den 15 juli 1805 åkte Gay-Lussac och Humboldt, tillsammans med den berömde geologen Leopold Buch , till Neapel , där de observerade vulkanen Vesuvius utbrott och den kraftiga jordbävningen som följde. Gay-Lussac klättrade på Vesuvius sex gånger, undersökte spåren av tidigare vulkanutbrott, såväl som resterna av havsmolluskskal , bevarade i sediment på bergens sluttningar. När han reser till sjöss i närheten av Neapel fann Gay-Lussac att syrehalten i luft löst i havsvatten är 30 % jämfört med 21 % i atmosfärisk luft.
Den 17 september 1805 reste Gay-Lussac till Florens , där han utforskade mineralvattnet i Nocera. Enligt den tidens idéer förklarades mineralvattens läkande egenskaper av en ökad syrehalt på upp till 40 % i luften som löstes i dem. Gay-Lussac tillbakavisade detta påstående och slog fast att syrehalten är 30 %, som i vattnet från alla andra naturliga källor.
Den 28 september anlände Gay-Lussac till Bologna , där han träffade den berömda flygmästaren greve Zambecari . I samtal varnade han greven, som skulle öka lyftet på sin ballong genom att värma vätgas med en gasbrännare. Zambekari, som tidigare tappat sex fingrar i en brand i luftballong, lyssnade inte på varningarna och dog kort efter i en väteexplosion.
När han besökte universitetet i Bologna fann Gay-Lussac att hans forna glans hade slocknat, och vissa professurer var ockuperade av charlataner.
Den 1 oktober anlände Gay-Lussac till Milano , där han träffade Alessandro Volta , den 14-15 oktober korsade han Saint Gotthardpasset , den 15 oktober besökte han Luzern , den 4 november - Göttingen , den 16 november anlände han till Berlin , där han övervintrade i Humboldts hus. Våren 1806 fick Gay-Lussac beskedet om Brissons död och reste till Paris för att ta hans plats som professor vid École Polytechnique.
År 1806 började Gay-Lussac forskning om gasers elasticitet som en funktion av temperatur, samt processerna för förångning [4] . Dalton var engagerad i liknande studier i England, men Gay-Lussac visste ingenting om sina experiment. Dalton fann, med hjälp av ganska råa instrument, att när temperaturen ändras från 0 till 100 ° C, ökar luftvolymen med 0,302 av den ursprungliga volymen, medan Volta några år tidigare fick ett resultat på 0,38. År 1807 fick Gay-Lussac, efter att ha satt upp ett exakt experiment, ett värde på 0,375, som sedan användes under lång tid av alla europeiska fysiker. Enligt nuvarande idéer motsvarar detta nummer temperaturen på absolut noll -266,7 ° C, vilket är mycket nära det nuvarande värdet på -273,15 ° C.
Efter att ha utfört liknande experiment med andra gaser fann Gay-Lussac att detta antal är detsamma för alla gaser, trots den allmänt accepterade åsikten att olika gaser expanderar när de värms upp på olika sätt.
År 1806 organiserade Berthollet ett privat vetenskapligt sällskap, kallat Arceus vid namnet på samhället i närheten av Paris, där den store kemisten bodde [4] . Gay-Lussac blev en av dess första medlemmar. I den första volymen av en samling publicerad av sällskapet publicerade han resultaten av forskning som utfördes under en resa till Europa 1805-1806.
I den andra volymen av Arceus-samlingen publicerade Gay-Lussac en kort anteckning "Om den ömsesidiga kombinationen av gasformiga ämnen." Slutsatserna i den här artikeln visade sig vara så viktiga att de senare fick namnet "Gay-Lussacs lag." I ryskspråkig litteratur kallas denna lag vanligtvis för lagen om volymetriska relationer.
Under dessa år tog modern atomistisk teori bara sina första steg, så fynden av Gay-Lussac var ett verkligt genombrott inom området för att studera materiens struktur. I den första formuleringen av lagen, publicerad 1808, uttalade Gay-Lussac att "gaser som verkar på varandra kombineras i enkla förhållanden, såsom 1 till 1, 1 till 2 eller 2 till 3". Gay-Lussac fick också reda på att detta förhållande inte förändras med temperaturen, i motsats till de då allmänt accepterade föreställningarna om att antalet elementarpartiklar som utgör en gas förändras med temperaturen, och i olika proportioner för olika gaser.
År 1807 erhöll Berzelius , Hisinger och Davy , med hjälp av en voltaisk kolonn som en källa till elektricitet, metaller ( kalium och natrium ) från smältor av kaliumklorid och soda , som hade fantastiska egenskaper: de var mjuka som vax, flöt i vatten, antändes spontant och brändes med en stark låga [4] . Kejsar Napoleon , intresserad av denna upptäckt, tilldelade en stor summa pengar till Polytechnic School för tillverkning av en enorm voltaisk kolonn . Efter att ha genomfört experiment upptäckte Gay-Lussac och Tenard att kalium och natrium kan erhållas kemiskt i tillräckliga mängder för en mycket ofullständig kemisk analys vid den tiden. Resultaten av experimenten publicerades den 7 mars 1808.
Gay-Lussac och Tenard undersökte de kemiska egenskaperna hos de erhållna metallerna och kontrollerade deras interaktion med alla ämnen som var kända vid den tiden. I processen lyckades de kemiskt sönderdela borsyra (boracique) och få ett nytt grundämne, senare kallat bor . Samtidigt försökte man bryta ner till enkla grundämnen ämnet, som då kallades "oxiderad saltsyra" (syra muriatinque oxygene). Misslyckades de antog de att själva ämnet var ett enkelt element. En artikel publicerad den 27 februari 1809 motsäger de flesta av de dåvarande kemisternas åsikt, men Davy, en framstående kemist på den tiden, höll med om detta antagande, och Ampère föreslog att det nya grundämnet skulle kallas klor . Senare fann man att saltsyra bildas genom att kombinera klor med väte .
I mitten av 1811 upptäckte den parisiske salpeteraren Bernard Courtois ett nytt ämne i askan av tång som fräste ångpannor [4] . På grund av den ovanliga lila färgen på dess ånga, föreslog Gay-Lussac att den skulle kallas jod . Prover av det nya ämnet kom till Desormes och Clement , som den 6 december 1813 gjorde en rapport om sina experiment. Davy, som speciellt hade anlänt till Paris, tog också upp forskning om det nya ämnet.
Efter att ha fått en liten mängd jod till sitt förfogande undersökte Gay-Lussac dess kemiska egenskaper och fann att jod är ett enkelt ämne och interagerar med väte och syre och bildar två syror. En rapport om detta lades in i den franska akademins handlingar 1814 . I tidningen noterade Gay-Lussac specifikt likheten i de kemiska egenskaperna hos klor och jod .
År 1815 genomförde Gay-Lussac en studie av preussiskt blått , ett färgämne som ofta används i målning och textilindustrin [4] . Innan Gay-Lussac uppmärksammades ämnet hos forskare som Macer , Guiton de Morvo , Bergman , Scheele , Berthollet , Proust och Porre .
En rapport om de kemiska egenskaperna hos preussisk blått gjordes den 18 september 1815. I sin rapport uppehöll han sig också vid syran , som isolerades från preussisk blå och kallades hydrocyanisk av Giton de Morvo . Gay-Lussac lyckades isolera en gas från cyanvätesyra , som kallades cyanogen eller cyanogen . Han bevisade att cyan är en förening av kväve och kol , och cyanväte är en förening av cyan och väte. Dessutom lyckades han få tag i cyanogenklorid - en förening av cyanogen och klor .
Gay-Lussacs arbete med studiet av preussisk blått innehöll två betydande upptäckter för den tiden. Han bevisade att cyan, som är ett komplext ämne , beter sig som ett enkelt ämne i kemiska interaktioner med väte, klor och metaller . Dessutom tillbakavisade han dåtidens utbredda fördomar att kol inte kunde kombineras med kväve.
Ännu mer överraskande var det faktum att blåvätesyra visade sig vara det starkaste giftet , trots att dess enkla ämnen ansågs vara helt ofarliga (till exempel är kväve en del av luft, väte är en del av vatten och kol är en del av kol ).
År 1816 publicerade Gay-Lussac en beskrivning av en handhållen sifonbarometer , som sedan länge användes flitigt inom meteorologi [4] .
1822, i ett av numren av Chronicle of Chemistry and Physics, föreslog han att molnen består av små bubblor, som såpbubblor, som stiger uppåt med stigande luftströmmar .
År 1818, i ett av sina brev till Humboldt, ger Gay-Lussac en förklaring till ett åskväder som är ganska naivt för idag . Enligt hans åsikt är el utbredd i luften . I åskmoln, som har egenskaper som fasta ämnen, tenderar elektricitet att komma upp till ytan. Elektricitet ackumuleras i stora mängder på molnytan och övervinner luftmotståndet och producerar långa elektriska gnistor .
År 1823, i en anteckning "Reflections" placerad i Chronicles of Chemistry and Physics, beskriver Gay-Lussac de idéer som orsakades av observationer av Vesuvius 1805 . Enligt Gay-Lussac uppstår utbrott på grund av havsvattens inverkan på jordens centrala värme . Som ett resultat av denna interaktion bildas väte och saltsyra i stora mängder, som finns i de gaser som lämnar jorden .
Från och med 1820-talet ägnade Gay-Lussac mycket av sin tid åt att arbeta på order från industri och regering [4] . Detta berodde till stor del på den begränsade ekonomiska situationen och behovet av att försörja familjen.
År 1822 introducerade Gay-Lussac hydrometern (alkometer), vars funktionsprincip har förblivit oförändrad till denna dag. Att skapa hydrometerkalibreringstabeller för olika ämnen tog honom 6 månaders hårt arbete.
Gay-Lussac gjorde ett stort bidrag till utvecklingen av den kemiska industrin genom att föreslå en enkel och säker metod för framställning av svavelsyra.
Han är också uppfinnaren av en enkel metod för att separera guld från koppar.
Under de sista åren av sitt liv drog sig vetenskapsmannen tillbaka till sin egendom Lussac och ägnade sig åt att skriva ett oavslutat verk kallat "Kemisk filosofi" [4] .
I en tid då den moderna vetenskapen genomgick en period av bildning, samexisterande med urgamla fördomar och flagranta vanföreställningar, var forskarens personliga egenskaper av stor betydelse [4] .
De flesta samtida noterar Gay-Lussacs extrema ärlighet som person och som vetenskapsman. Han var sträng och krävande både mot sig själv och sina kollegor och mot vetenskapliga motståndare, oavsett de sistnämndas förtjänster och hyllningar. Han ansåg det alltid vara sin plikt att erkänna och publicera sina egna misstag och fel, om några påträffades.
Ett annat kännetecken för Gay-Lussac var hans personliga oräddhet, som tog sig uttryck både i att utföra farliga vetenskapliga experiment och i att skydda sina nära och kära och kollegor från politiskt förtryck och censur.
Alltid allvarlig och reserverad, Gay-Lussac var kapabel till utbrott av uppriktig glädje. Eleverna såg honom mer än en gång i laboratoriet dansa i galoscher (laboratoriet låg i källaren) efter ett lyckat experiment. Gay-Lussac var en främling för politiska partier; i Kammarkollegiet och i Kammarkollegiet talade han till ordföranden endast när frågor rörande vetenskaplig forskning togs upp.
Gay-Lussac var en utmärkt lärare som kunde uttrycka sina tankar enkelt och begripligt, utan de pompösa fraser som accepterades på den tiden. Enkelhet och tydlighet var kännetecknet för alla hans vetenskapliga arbeten. I sina föreläsningar och artiklar använde han flitigt matematik, en god kunskap om vilken han fick i sin ungdom på Yrkeshögskolan.
Förutom franska kunde Gay-Lussac italienska, engelska och tyska väl. Ett gott minne gjorde att han, tvärtemot dåtidens tradition, kunde föreläsa med egna ord, utan en text skriven på papper.
Fadern till hans fru Josephine var lärare vid musikskolan i Auxerre, en änkeman som fostrade tre döttrar [4] . När skolan lades ner 1791 var familjen i akut nöd, och Josephine, den äldsta av döttrarna, gick till jobbet i en linneaffär, där hon av misstag träffade Gay-Lussac. Enligt folk som kände Gay-Lussac nära, när hon träffade Josephine, en utbildad och intelligent tjej, läste hon en avhandling om kemi, vilket var anledningen till bekantskapen.
Efter en tid fick Gay-Lussac samtycke till äktenskapet och placerade bruden på en internatskola för att slutföra sin utbildning.
Efter sitt äktenskap bodde Gay-Lussac med Josephine i 40 år, var extremt lycklig i familjelivet och dog i hennes famn 1850.
Gay-Lussac var vid utmärkt hälsa, men led av konsekvenserna av skador som fick under kemiska experiment [4] . Den 3 juni 1808 fick han en brännskada på ena ögat, varför han snart förlorade den i en explosion under experiment med kalium. I ett år kunde Gay-Lussac inte stå ut med starkt ljus, och fram till slutet av sitt liv, med sin frus ord, "förblev hans ögon svaga och röda."
De sista åren av sitt liv fick Gay-Lussac en allvarlig handskada till följd av explosionen av ett glaskärl med gasformiga kolväten. Vissa läkare ansåg att denna skada var orsaken till hans död, vilket följde några år senare.
1802 upptäckte han lagen om termisk expansion av gaser, oberoende av J. Dalton . Efter Ya. D. Zakharovs flygning i en ballong för vetenskapliga ändamål (1804-06-30) gjorde Gay-Lussac två av samma flygningar (1804-08-24 - tillsammans med J. Biot , 1804-09-16 ) och fann att på en höjd av cirka 7000 m förändras inte intensiteten av jordmagnetism märkbart; fann att luften har samma sammansättning som på jordens yta. 1808 upptäckte han lagen om volymetriska relationer i reaktioner mellan gaser. Tillståndsekvationen för en idealgas är en formel som fastställer förhållandet mellan tryck, molvolym och den absoluta temperaturen för en idealgas, generaliserar lagarna för Boyle - Mariotte , Charles och Gay-Lussac.
Samma år utvecklade han tillsammans med L. Tenar en metod för att erhålla metalliskt kalium och natrium genom stark upphettning av kaustikkali eller kaustiksoda med järnspån; genom att studera den kemiska verkan av ett starkt galvaniskt batteri, hittade Gay-Lussac ett sätt att erhålla alkalimetaller i betydande mängder.
De, genom att värma borsyraanhydrid med kalium, isolerade fritt bor ( metallotermi ), bevisade den elementära naturen hos klor (1808), kalium och natrium (1810).
1813-1814 visade Gay-Lussac, tillsammans med G. Davy , att jod är ett kemiskt grundämne mycket likt klor , och erhöll jodföreningar, i synnerhet vätejodid .
Fick ren cyanvätesyra (1811), föreslog 1815 (i analogi med halogenernas egenskaper) att HCN är en väteförening av den komplexa radikalen cyan, som han kallade Su - ("synerod", därav till exempel " kalium " järn -cyanid ”).
Därför föddes begreppet radikalen , som en komplex grupp, som utgör grunden för den moderna teorin om kemisk struktur.
Genom att värma upp cyanidkvicksilver, samma år, erhölls gasformig cyan ( dicyan ). Vid denna tidpunkt hade förekomsten av anoxiska syror, som Gay-Lussac föreslog att kalla vätesyror, fastställts.
Samtidigt med J. Berzelius och J. Döbereiner förbättrade han den organiska elementaranalysen (1815), med användning av kopparoxid för att bränna organiska ämnen.
1824-1832 förbättrade han titreringsmetoderna (alkalimetri, acidimetri och klorometri).
År 1827 uppfann Gay-Lussac ett torn för att fånga upp kväveoxider som kommer ut ur blykammare under produktionen av svavelsyra. Tornen som bär hans namn användes första gången 1842.
År 1819, baserat på sina definitioner, byggde Gay-Lussac de första diagrammen över lösligheten av salter i vatten och lade märke till att det fanns två separata löslighetskurvor för vattenfritt natriumsulfat och dess dekahydrathydrat.
Gay-Lussacs verk placerades till största delen i Annales de chimie et de physique, som han publicerade från 1815 till 1850 i samarbete med Arago. Många rapporter om Gay-Lussacs forskning placeras i "Comptes Rendus" vid Parisakademin. Individuella upplagor:
1935 döptes en krater på den synliga sidan av månen efter Gay-Lussac av International Astronomical Union .
Ordböcker och uppslagsverk |
| |||
---|---|---|---|---|
Släktforskning och nekropol | ||||
|