Антуан Лавуазье: открытие сохранения массы

Весной 1781 года Мария, жена французского ученого Антуана Лавуазье, перевела на французский язык статью английского ученого Роберта Бойля. В ней описан эксперимент с оловом, в ходе которого Бойль отметил необъяснимое изменение веса при нагревании олова. Бойль, как и большинство ученых, согласился предположить, что дополнительный вес "образовался" во время его химического эксперимента.

Лавуазье был убежден, что традиционный экспериментальный подход химиков был неадекватным. Во время исследований ученые тщательно наблюдали и описывали изменения в веществе. Лавуазье утверждал, что гораздо важнее записать, что можно измерить. Вес был тем свойством, которое он всегда мог измерить.

Лавуазье решил повторить эксперимент Бойля, тщательно измерить вес и выяснить источник добавленного веса. Антуан поднес небольшой лист олова к своим тонким балансировочным весам и записал его вес. Затем он поместил олово в термостойкую стеклянную колбу и запечатал ее крышку, чтобы вместить всю реакцию внутрь колбы.

Он взвесил колбу (и олово внутри), прежде чем нагревать ее над горелкой. Толстый слой кальки (светло-серый налет) образовался на олове при его нагревании, как Бойль и описал в своей статье. Лавуазье выключил горелку, дал колбе остыть, а затем снова ее взвесил. Колба не изменила вес. Олово превратилось в порошок оксида, что сопровождалось увеличением массы, при этом общий вес сосуда остался без изменений, и это означало, что никакой огонь извне внутрь не проникал, а к металлу присоединилась какая-то часть воздуха.

Лавуазье пришел к выводу, что только 20 процентов воздуха способны связываться с оловом. Он понял, что эти 20 процентов воздуха должны быть "чистым воздухом", который Пристли открыл в 1774 году, а Лавуазье назвал его "кислородом".

Благодаря дальнейшим экспериментам Лавуазье понял, что он доказал нечто гораздо более важное. Бойль считал, что вес или материя были "созданы" во время экспериментов. Лавуазье доказал, что вещество не было ни создано, ни потеряно во время химической реакции. Оно всегда приходило откуда-то и уходило куда-то. Ученые всегда могли найти его, если тщательно измерять.

Важнейшая концепция сохранения материи была открыта. Тем не менее, Лавуазье не отпустил этот принцип, пока он не опубликовал свой знаменитый учебник химии в 1789 году.

Лавуазье сделал также много других научных открытий. Он обнаружил, что при сжигании органических соединений образуется вода и углекислый газ, и установил, что в составе этих соединений содержатся углерод, кислород и водород. В то же время Лавуазье выполнил первые анализы органических соединений, сжигая навески спирта, масла, воска и
тому подобное в определенном объеме кислорода и вычисляя объем выделившегося углекислого газа.

Для сжигания он использовал также вещества, легко отдающие кислород: HgO, MnO2, KClO3. В ходе исследований процессов брожения сахаристых веществ, Лавуазье определил, что виноградный сахар при этом расщепляется, образуя спирт и углекислый газ.

Лавуазье вместе с Лапласом соорудил ледяной калориметр, провел измерения тепловых эффектов химических реакций и этим заложил основы новой науки — термохимии.

Фото: gestaoeducacional. com.br