Antoine Lavoisier

Antoine-Laurent de Lavoisier (lə-VWAH-zee-ay; francés: [ɑ̃twan lɔʁɑ̃ də lavwazje]; 26 de agosto de 1743 - 8 de mayo de 1794), también conocido como Antoine Lavoisier después de la Revolución Francesa, fue un noble y químico francés cuyo trabajo fue fundamental para la revolución química del siglo XVIII e impactó significativamente el desarrollo tanto de la química como de la biología.

Antoine-Laurent de Lavoisier ( lə-VWAH-zee-ay; francés: [ɑ̃twanlɔʁɑ̃dəlavwazje]; 26 de agosto 1743 – 8 de mayo de 1794), también Antoine Lavoisier después de la Revolución Francesa, fue un noble y químico francés que fue central en la revolución química del siglo XVIII y que tuvo una gran influencia tanto en la historia de la química como en la historia de la biología.

Las importantes contribuciones de Lavoisier a la química se atribuyen ampliamente a su transformación de la disciplina de una cualitativa a una cuantitativa. ciencia.

Lavoisier es famoso por identificar el papel crucial del oxígeno en la combustión, refutando así la teoría predominante del flogisto. Nombró formalmente oxígeno en 1778, clasificándolo como elemento, y de manera similar reconoció al hidrógeno como elemento en 1783. Empleando mediciones experimentales más precisas que sus predecesores, Lavoisier corroboró el principio emergente de que, dentro de un sistema cerrado, la masa de la materia permanece constante a pesar de los cambios en su forma o estado. Este principio, ahora denominado ley de conservación de la masa, facilitó posteriormente la formulación de las ecuaciones equilibradas de reacciones físicas y químicas utilizadas en la ciencia contemporánea.

Lavoisier contribuyó al establecimiento del sistema métrico, compiló la primera lista completa de elementos (incluida una predicción de la existencia del silicio) y jugó un papel decisivo en la reforma de la nomenclatura química en 1787.

Su esposa y asistente de laboratorio, Marie-Anne Paulze Lavoisier, logró el reconocimiento como una distinguida químico de forma independiente y colaboró con él en el desarrollo del sistema métrico de medidas.

Lavoisier ocupó puestos influyentes dentro de varios consejos aristocráticos y sirvió como administrador de la Ferme générale. La Ferme générale representaba una de las instituciones más vilipendiadas del Antiguo Régimen, principalmente debido a sus sustanciales beneficios a expensas del Estado, la naturaleza clandestina de sus acuerdos contractuales y las tácticas agresivas de sus agentes armados. Estos amplios compromisos políticos y económicos proporcionaron los recursos financieros para sus esfuerzos científicos. Durante el apogeo de la Revolución Francesa, enfrentó acusaciones de fraude fiscal y venta de tabaco adulterado. A pesar de las peticiones de clemencia en reconocimiento a sus contribuciones científicas, fue guillotinado. Aproximadamente dieciocho meses después de su ejecución, el gobierno francés lo exoneró oficialmente.

Biografía

Educación y vida temprana

Antoine-Laurent Lavoisier nació en una familia noble acomodada en París el 26 de agosto de 1743. Como hijo de un abogado del Parlamento de París, heredó una importante fortuna a los cinco años tras la muerte de su madre. Lavoisier comenzó su educación en 1754, a la edad de once años, en el Collège des Quatre-Nations de la Universidad de París (también conocido como Collège Mazarin). Durante sus dos últimos años (1760-1761) en la institución, se encendió su curiosidad científica, lo que lo llevó a realizar estudios de química, botánica, astronomía y matemáticas. Dentro de su clase de filosofía, fue asesorado por el Abbé Nicolas Louis de Lacaille, un distinguido matemático y astrónomo observacional, quien inculcó en Lavoisier una pasión duradera por la observación meteorológica. Posteriormente, Lavoisier se matriculó en la facultad de derecho, obteniendo una licenciatura en 1763 y una licencia en 1764. Aunque obtuvo un título en derecho y fue admitido en el colegio de abogados, nunca ejerció la abogacía, sino que dedicó su tiempo libre a continuar con el estudio científico.

Trabajo científico temprano

El desarrollo intelectual de Lavoisier estuvo profundamente moldeado por los ideales de la Ilustración francesa, y encontró una fascinación particular en el diccionario de química de Pierre Macquer. Asistió regularmente a conferencias sobre ciencias naturales, y su profunda dedicación a la química estuvo influenciada significativamente por Étienne Condillac, un distinguido erudito francés del siglo XVIII. Su publicación química inicial surgió en 1764. Entre 1763 y 1767, realizó estudios geológicos con Jean-Étienne Guettard, y posteriormente colaboró con Guettard en un estudio geológico de Alsacia-Lorena en junio de 1767. En 1764, Lavoisier presentó su artículo inaugural ante la Academia Francesa de Ciencias, la institución científica más importante de Francia, detallando las propiedades químicas y físicas del yeso. (sulfato de calcio hidratado). Dos años más tarde, en 1766, recibió una medalla de oro del rey por un ensayo que abordaba los desafíos del alumbrado público urbano. Lavoisier consiguió un nombramiento provisional en la Academia de Ciencias en 1768 y, en 1769, contribuyó a la creación del primer mapa geológico de Francia.

Lavoisier como reformador social

Investigación orientada al público

Si bien se le reconoció principalmente por sus contribuciones científicas, Lavoisier también dedicó importantes esfuerzos y riqueza personal a iniciativas de bienestar público. Como humanitario, Lavoisier demostró una profunda preocupación por sus compatriotas, y con frecuencia se esforzó por mejorar el bienestar público a través de avances en la agricultura, la industria y las aplicaciones científicas. Su primer esfuerzo filantrópico registrado fue en 1765, cuando presentó un ensayo a la Academia Francesa de Ciencias proponiendo mejoras para la iluminación de las calles urbanas.

En 1768, tres años después, inició un proyecto para diseñar un acueducto. El objetivo era suministrar agua potable a los ciudadanos parisinos desviando agua del río Yvette. Sin embargo, como la construcción nunca se materializó, redirigió sus esfuerzos hacia la purificación del agua del río Sena. Esta empresa cultivó el interés de Lavoisier en la química del agua y las responsabilidades del saneamiento público.

Además, Lavoisier investigó la calidad del aire y dedicó tiempo a investigar los riesgos para la salud que plantea el impacto atmosférico de la pólvora. En 1772, tras los daños causados ​​por un incendio en el hospital Hôtel-Dieu, realizó un estudio en el que proponía métodos de reconstrucción que garantizaran una ventilación adecuada y una circulación de aire limpio.

Durante este período, las prisiones parisinas fueron ampliamente reconocidas por sus condiciones inhabitables y el trato inhumano de los reclusos. Lavoisier participó en investigaciones sobre higiene carcelaria en 1780 y nuevamente en 1791, ofreciendo recomendaciones para mejorar las condiciones de vida; estas sugerencias, sin embargo, fueron en gran medida ignoradas.

Tras su incorporación a la academia, Lavoisier también organizó y patrocinó concursos diseñados para orientar la investigación hacia el mejoramiento público y complementar sus propios esfuerzos científicos.

Apoyo filantrópico para el avance científico

Lavoisier imaginó la educación pública como intrínsecamente vinculada a los principios de "sociabilidad científica" y compromiso filantrópico.

Lavoisier obtenía la mayor parte de sus ingresos de inversiones en General Farm. Esta independencia financiera le permitió dedicarse a la investigación científica a tiempo completo, mantener un estilo de vida cómodo y realizar importantes contribuciones financieras a la mejora de la comunidad. (En particular, esta asociación contribuiría más tarde a su ejecución durante el Reino del Terror).

La financiación pública para la investigación científica era escasa durante esta época, y la profesión ofrecía una remuneración financiera limitada para la mayoría de los científicos. En consecuencia, Lavoisier utilizó su fortuna personal para establecer un laboratorio sofisticado y altamente equipado en Francia, permitiendo así a los aspirantes a científicos realizar investigaciones sin obstáculos por limitaciones de financiación.

Lavoisier también abogó por la educación científica pública. Estableció dos instituciones, el Lycée y el Musée des Arts et Métiers, diseñadas específicamente como recursos educativos públicos. El Lycée, apoyado por mecenas adinerados y aristocráticos, comenzó a ofrecer cursos regulares al público en 1793.

La Ferme générale y la Alianza Matrimonial

A los 26 años, al mismo tiempo que su elección a la Academia de Ciencias, Lavoisier adquirió una participación en la Ferme générale. Esta empresa financiera operaba como una empresa recaudadora de impuestos, adelantando los ingresos fiscales proyectados al gobierno real a cambio de la prerrogativa de recaudar esos impuestos. Actuando en nombre de la Ferme générale, Lavoisier autorizó la construcción de un muro que rodeara París para facilitar el cobro de derechos de aduana sobre las mercancías que entraban y salían de la ciudad. Su participación en la recaudación de impuestos resultó perjudicial para su reputación durante el inicio del Reino del Terror en Francia, dado que los impuestos y la reforma gubernamental inadecuada fueron los principales catalizadores de la Revolución Francesa.

En 1771, a la edad de 28 años, Lavoisier solidificó aún más su posición social y económica al casarse con Marie-Anne Pierrette Paulze, la hija de 13 años de un funcionario de alto rango de la Ferme générale. Se convirtió en una colaboradora indispensable en la carrera científica de Lavoisier, en particular traduciendo textos científicos ingleses, como el Essay on Phlogiston de Richard Kirwan y las investigaciones de Joseph Priestley. Además, brindó asistencia de laboratorio y produjo numerosos bocetos e ilustraciones grabadas de los instrumentos científicos empleados por Lavoisier y sus asociados. Madame Lavoisier también se encargó de la edición y publicación de las memorias de Antoine (la existencia actual de traducciones al inglés aún no está confirmada) y organizó reuniones intelectuales donde destacados científicos participaron en debates sobre conceptos y desafíos químicos.

El renombrado artista Jacques-Louis David completó un retrato de Antoine y Marie-Anne Lavoisier en 1788, justo antes de la Revolución Francesa. Esta pintura fue polémicamente retenida de la exhibición pública en el Salón de París debido a la preocupación de que su exhibición pudiera provocar un sentimiento antiaristocrático.

Tras su incorporación a la Ferme générale, las actividades científicas de Lavoisier experimentaron una reducción temporal durante un período de tres años, ya que porciones significativas de su tiempo se dedicaron a responsabilidades oficiales de la Ferme générale. Sin embargo, presentó una memoria notable a la Academia de Ciencias durante este intervalo, abordando la supuesta transformación del agua en tierra mediante la evaporación. A través de una meticulosa experimentación cuantitativa, Lavoisier demostró que el residuo "terroso" observado después de un prolongado calentamiento a reflujo del agua en un recipiente de vidrio no era el resultado de la conversión del agua en tierra, sino de la erosión progresiva del interior del recipiente de vidrio causada por el agua hirviendo. Además, se esforzó por implementar reformas dentro de los sistemas monetario y fiscal francés, con el objetivo de aliviar la carga sobre el campesinado.

Adulteración del tabaco

El Farmers General mantuvo un control monopolístico sobre la producción, importación y venta de tabaco en toda Francia, generando ingresos anuales de 30 millones de libras de los impuestos asociados. Sin embargo, estos ingresos comenzaron a disminuir debido a la proliferación de un mercado negro de tabaco de contrabando y adulterado, frecuentemente mezclado con ceniza y agua. Lavoisier desarrolló un método de diagnóstico para detectar la presencia de ceniza en el tabaco, señalando: "Cuando se vierte un espíritu de vitriolo, aqua fortis o alguna otra solución ácida sobre la ceniza, se produce inmediatamente una reacción efervescente muy intensa, acompañada de un ruido fácilmente detectable".

Además, Lavoisier observó que la incorporación de una cantidad mínima de ceniza realzaba el sabor del tabaco. Respecto a un vendedor de productos adulterados, comentó: "Su tabaco goza de muy buena reputación en la provincia... la muy pequeña proporción de ceniza que se le agrega le da un sabor particularmente picante que los consumidores buscan. Quizás la Hacienda podría sacar alguna ventaja agregando un poco de esta mezcla líquida cuando se fabrica el tabaco". Lavoisier también determinó que, si bien la adición excesiva de agua para aumentar el volumen del tabaco provocaba fermentación y un olor indeseable, una pequeña cantidad de agua en realidad mejoraba el producto.

Posteriormente, las fábricas de Farmers General implementaron la recomendación de Lavoisier, añadiendo constantemente un 6,3% de agua por volumen a su tabaco procesado. Para dar cabida a esta adición autorizada, Farmers General suministró a los minoristas diecisiete onzas de tabaco y facturó sólo dieciséis. Para hacer cumplir estas cantidades prescritas y contrarrestar el mercado negro, Lavoisier estableció un riguroso sistema de controles, contabilidad, supervisión y pruebas. Este marco integral obstaculizó significativamente la capacidad de los minoristas para adquirir tabaco ilícito o inflar las ganancias mediante el volumen no autorizado.

Sin embargo, la implementación enérgica y estricta de estas medidas por parte de Lavoisier generó un resentimiento considerable entre los minoristas de tabaco en todo el país. Esta impopularidad generalizada contribuiría más tarde a tener consecuencias adversas para él durante la Revolución Francesa.

Comisión Real de Agricultura

Lavoisier abogó por la creación de una Comisión Real de Agricultura, de la que posteriormente se desempeñó como Secretario. Personalmente invirtió importantes fondos para mejorar la productividad agrícola en la región de Sologne, una zona caracterizada por tierras de cultivo infértiles. La alta humedad de la región con frecuencia provocaba plagas en la cosecha de centeno, lo que provocaba brotes de ergotismo entre la población. En 1788, Lavoisier presentó un informe a la Comisión, documentando una década de esfuerzos en su granja experimental destinados a introducir nuevos cultivos y razas de ganado. Sus conclusiones indicaron que, a pesar del potencial de reformas agrícolas, el sistema fiscal vigente dejaba a los agricultores arrendatarios con recursos insuficientes, lo que hacía poco práctico anticipar cambios en sus métodos agrícolas tradicionales.

Comisión de la Pólvora

La investigación sobre combustión de Lavoisier se llevó a cabo en medio de una agenda exigente de responsabilidades públicas y privadas, particularmente aquellas asociadas con la Ferme Générale. Además, realizó numerosos informes y asignaciones de comités para la Academia de Ciencias, con la tarea de investigar cuestiones específicas a instancias del gobierno real. Lavoisier, conocido por sus excepcionales habilidades organizativas, asumió a menudo la responsabilidad de redactar estos informes oficiales. En 1775, fue nombrado uno de los cuatro comisionados de pólvora, en sustitución de una entidad privada, similar a la Ferme Générale, que no había podido suministrar adecuadamente las municiones a Francia. Sus esfuerzos mejoraron significativamente tanto la cantidad como la calidad de la pólvora francesa, transformándola en una fuente de ingresos para el gobierno. Este nombramiento también confirió una ventaja sustancial a las actividades científicas de Lavoisier. Como comisionado, se le concedió una residencia y un laboratorio dentro del Arsenal Real, donde residió y realizó su trabajo desde 1775 hasta 1792.

Lavoisier fue una figura fundamental en el establecimiento de la empresa de pólvora Du Pont, habiendo formado a Éleuthère Irénée du Pont, el fundador de la empresa, en técnicas de fabricación de pólvora en Francia. Éleuthère Irénée du Pont reconoció que los molinos de pólvora de Du Pont no habrían comenzado a funcionar sin la benévola ayuda de Lavoisier.

Durante la Revolución

Lavoisier concedió un préstamo de 71.000 libras a Pierre Samuel du Pont de Nemours en junio de 1791, lo que le permitió adquirir una imprenta para la publicación de un periódico. Esta publicación, titulada La Correspondance Patriotique, tenía como objetivo presentar informes de los debates de la Asamblea Nacional Constituyente y artículos de la Academia de Ciencias. Sin embargo, la agitación revolucionaria rápidamente limitó la aventura periodística inicial del padre de Du Pont. Posteriormente, su hijo, E.I. du Pont, lanzó Le Republicain, que luego publicó los tratados químicos más recientes de Lavoisier.

Lavoisier también presidió la comisión establecida para crear un sistema estandarizado de pesos y medidas, que abogó por la adopción del sistema métrico en marzo de 1791. La Convención adoptó formalmente este nuevo sistema el 1 de agosto de 1793. Lavoisier estaba entre los 27 agricultores generales a los que la Convención ordenó detener. A pesar de un breve período de ocultamiento, se entregó voluntariamente para ser interrogado en el convento de Port Royal el 30 de noviembre de 1793. Afirmó que no había estado involucrado con la Ferme Générale durante varios años, sino que había dedicado sus esfuerzos a actividades científicas.

El 23 de diciembre de 1793, Lavoisier, junto con el matemático Pierre-Simon Laplace y otros miembros, fueron despedidos de la comisión de pesos y medidas debido a consideraciones políticas.

Entre sus últimas contribuciones significativas se encontraba una propuesta presentada a la Convención Nacional que abogaba por la reforma de la educación francesa. Además, intercedió por varios científicos nacidos en el extranjero, incluido el matemático Joseph Louis Lagrange, ayudándoles a conseguir su exención de un decreto que habría despojado a todos los extranjeros de sus propiedades y libertad.

Últimos días y ejecución

Con la creciente intensidad de la Revolución Francesa, la muy impopular Ferme générale enfrentó un escrutinio cada vez mayor y finalmente fue abolida en marzo de 1791. En 1792, Lavoisier se vio obligado a renunciar a su puesto en la Comisión de la Pólvora y abandonar su residencia y laboratorio en el Arsenal Real. Posteriormente, el 8 de agosto de 1793, todas las instituciones académicas, incluida la Academia de Ciencias, fueron disueltas a petición del Abbé Grégoire.

El 24 de noviembre de 1793 se emitió una orden de arresto para todos los ex recaudadores de impuestos. Lavoisier y sus compañeros Farmers Generals enfrentaron nueve cargos, incluidas acusaciones de defraudar al estado con los fondos adeudados y adulterar tabaco con agua antes de la venta. Lavoisier preparó su defensa, impugnando los cargos financieros y enfatizando ante el tribunal su mantenimiento constante de tabaco de alta calidad. Sin embargo, el tribunal parecía predispuesto a la idea de que condenarlos y confiscar los activos del Farmers General produciría una recuperación financiera sustancial para el estado. En consecuencia, Lavoisier fue condenado y ejecutado en guillotina en París el 8 de mayo de 1794, a la edad de 50 años, junto con sus 27 coacusados.

Una leyenda popular cuenta que el juez Coffinhal desestimó abruptamente una petición para perdonar la vida a Lavoisier, que pretendía permitirle continuar con sus experimentos científicos. Se dice que Coffinhal declaró: "La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes; le cours de la Justice ne peut être suspendu." ("La República no necesita ni eruditos ni químicos; el curso de la justicia no puede retrasarse"). Irónicamente, el propio juez Coffinhal enfrentó la ejecución menos de tres meses después, tras la Reacción Termidoriana.

La profunda importancia científica de Lavoisier fue expresada por Lagrange, quien lamentó la ejecución afirmando: "Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête, et cent années peut-être ne suffiront pas pour en reproduire une semblable." ("Les tomó sólo un instante cortar esta cabeza, y cien años podrían no ser suficientes para reproducir una similar").

Exoneración

Aproximadamente dieciocho meses después de su ejecución, el gobierno francés exoneró completamente a Lavoisier. Durante el período posterior del Terror Blanco, sus posesiones fueron devueltas a su viuda, acompañadas de una breve nota que decía: "A la viuda de Lavoisier, que fue condenada falsamente".

Experimento de parpadeo

Una narrativa apócrifa sobre la ejecución de Lavoisier postula que parpadeó intencionalmente después de la decapitación para demostrar conciencia residual en la cabeza cortada. Ciertas versiones de este relato sugieren que Joseph-Louis Lagrange observó y documentó el parpadeo de Lavoisier. Sin embargo, esta historia carece de corroboración en los registros contemporáneos de la muerte de Lavoisier, y la distancia del lugar de ejecución a la vista del público habría impedido que Lagrange presenciara tal supuesto experimento. La narrativa probablemente surgió de un documental de Discovery Channel de la década de 1990 sobre guillotinas, que posteriormente se difundió en línea hasta convertirse, como lo caracteriza una fuente, en una leyenda urbana.

Contribuciones a la Química

Teoría de la combustión del oxígeno

Contrariamente a la comprensión científica predominante en su época, Lavoisier teorizó que el aire común, o uno de sus componentes constituyentes, se combinaba con sustancias durante la combustión. Justificó esta hipótesis mediante demostraciones experimentales.

A finales de 1772, Lavoisier comenzó su investigación sobre la combustión, un campo en el que finalmente haría sus contribuciones científicas más profundas. El 20 de octubre, presentó una nota a la Academia detallando sus experimentos iniciales de combustión, informando que la quema de fósforo se combinaba con un volumen sustancial de aire para formar un espíritu ácido de fósforo, y que el fósforo ganaba peso durante este proceso. Unas semanas más tarde, el 1 de noviembre, Lavoisier depositó una segunda nota sellada en la Academia, ampliando sus observaciones y conclusiones para incluir la combustión de azufre. Postuló además que "lo que se observa en la combustión del azufre y del fósforo bien puede ocurrir en el caso de todas las sustancias que aumentan de peso por combustión y calcinación: y estoy persuadido de que el aumento de peso de las calces metálicas se debe a la misma causa".

"Fixed Air" de Joseph Black

En 1773, Lavoisier llevó a cabo una revisión exhaustiva de la literatura existente sobre el aire, con un enfoque particular en el "aire fijo", y replicó numerosos experimentos realizados por otros investigadores en el campo. Los hallazgos de esta revisión se publicaron en 1774 en un libro titulado Opuscules physiques et chimiques (Ensayos físicos y químicos). Durante este proceso de investigación, Lavoisier llevó a cabo su estudio inicial en profundidad del trabajo de Joseph Black, un químico escocés conocido por sus experimentos cuantitativos fundamentales con álcalis suaves y cáusticos. La investigación de Black demostró que la distinción entre un álcali suave, como la tiza (CaCO₃), y su contraparte cáustica, como la cal viva (CaO), surgió de la contención de "aire fijo" del primero. Este "aire fijo" no era simplemente aire común atrapado dentro de la tiza sino una especie química distinta, ahora identificada como dióxido de carbono (CO§4_{5§), que también es un componente de la atmósfera. Posteriormente, Lavoisier reconoció la identidad entre el aire fijo de Black y el gas liberado cuando las cales metálicas se redujeron con carbón vegetal, proponiendo además que el aire que se combina con los metales durante la calcinación, aumentando así su peso, podría ser en realidad el aire fijo de Black, o CO§67§.}

José Priestley

En la primavera de 1774, Lavoisier realizó experimentos sobre la calcinación de estaño y plomo en recipientes sellados, confirmando de manera concluyente que el aumento de peso observado en los metales durante la combustión se debía a su combinación con el aire. Sin embargo, persistía una pregunta crítica sobre si esta combinación involucraba aire atmosférico ambiental en general o simplemente un componente específico del mismo. En octubre, el químico inglés Joseph Priestley visitó París, donde conoció a Lavoisier y le informó sobre un gas que había generado calentando óxido de mercurio con una lente encendida, observando su excepcional capacidad para mantener la combustión. Priestley, en ese momento, no estaba seguro de la naturaleza precisa de este gas, aunque planteó la hipótesis de que se trataba de una variante altamente purificada del aire común. Posteriormente, Lavoisier llevó a cabo investigaciones independientes sobre esta sustancia distintiva. Estas investigaciones culminaron en sus memorias, Sobre la naturaleza del principio que se combina con los metales durante su calcinación y aumentan su peso, presentadas a la Academia el 26 de abril de 1775 y frecuentemente denominada Memoria de Pascua. En las memorias originales, Lavoisier demostró que el óxido de mercurio funcionaba como una auténtica cal metálica, capaz de reducirse con carbón, liberando así el aire fijo de Black. Por el contrario, su reducción sin carbón produjo un gas que aumentó significativamente tanto la respiración como la combustión. Finalmente concluyó que este gas constituía simplemente una forma purificada de aire común, afirmando que era el aire mismo, "indiviso, sin alteración, sin descomposición", el que se combinaba con los metales durante la calcinación.

Después de regresar de París, Priestley reanudó su investigación sobre el gas derivado del óxido de mercurio. Sus hallazgos posteriores indicaron que este gas no era simplemente una variante altamente purificada del aire común, sino "cinco o seis veces mejor que el aire común" para la respiración, la inflamación y todas las demás aplicaciones del aire común. Priestley designó este gas como "aire deflogistizado", teorizando que se trataba de aire común despojado de flogisto. Esta conceptualización explica la combustión significativamente mayor de sustancias y la mayor facilidad de respiración en este gas, ya que se postula que posee una capacidad sustancialmente mayor para absorber el flogisto liberado por los materiales en combustión y los organismos que respiran.

Pionero de la estequiometría

Las investigaciones de Lavoisier abarcaron algunos de los primeros experimentos químicos genuinamente cuantitativos. Midió meticulosamente las masas de reactivos y productos dentro de recipientes de vidrio sellados, evitando el escape de gases, un avance metodológico fundamental en química. En 1774, demostró que a pesar de los cambios en el estado de la materia durante una reacción química, la masa total de las sustancias permanece constante desde el inicio hasta el final de la transformación química. Por ejemplo, la masa total de un trozo de madera quemado hasta convertirlo en cenizas permanece inalterada cuando se tienen en cuenta los reactivos y productos gaseosos. Estos experimentos proporcionaron apoyo empírico a la ley de conservación de la masa. En Francia, este principio se reconoce como la Ley de Lavoisier, paráfrasis derivada de una declaración de su Traité Élémentaire de Chimie: "Nada se pierde, nada se crea, todo se transforma". Mikhail Lomonosov (1711-1765) había articulado conceptos análogos y los había validado experimentalmente en 1748; Otros eruditos cuyas contribuciones precedieron al trabajo de Lavoisier incluyen a Jean Rey (1583–1645), Joseph Black (1728–1799) y Henry Cavendish (1731–1810).

Nomenclatura química

En 1787, Lavoisier, junto con Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet y Antoine François de Fourcroy, presentaron una propuesta novedosa a la academia para reformar la nomenclatura química, abordando la falta predominante de un enfoque sistemático racional. Esta publicación fundamental, titulada Méthode de nomenclature chimique (Método de nomenclatura química, 1787), estableció un sistema novedoso intrínsecamente vinculado a la emergente teoría química del oxígeno de Lavoisier.

Los elementos tradicionales (tierra, aire, fuego y agua) fueron abandonados y reemplazados por una lista provisional de aproximadamente 33 sustancias consideradas elementales porque resistían la descomposición en constituyentes más simples mediante cualquier método químico conocido en ese momento. Este catálogo elemental comprendía la luz; calórico (la cuestión del calor); los principios fundamentales del oxígeno, hidrógeno y azote (nitrógeno); carbón; azufre; fósforo; los "radicales" del ácido muriático (ácido clorhídrico), del ácido bórico y del ácido "fluórico", entonces no descubiertos; diecisiete metales; cinco tierras (principalmente óxidos de metales aún por identificar, como magnesia, baria y estrontia); tres álcalis (potasa, sosa y amoníaco); y los "radicales" de diecinueve ácidos orgánicos.

En el nuevo sistema de nomenclatura, los ácidos se conceptualizaron como compuestos formados por varios elementos con oxígeno. Sus nombres reflejaban tanto el elemento constituyente como su estado de oxidación, ejemplificado por pares como ácidos sulfúrico y sulfuroso, ácidos fosfórico y fosfórico, y ácidos nítrico y nitroso. El sufijo "-ic" denota ácidos con un mayor contenido de oxígeno en comparación con los que terminan en "-ous".

En consecuencia, a las sales derivadas de ácidos "-ic" se les asignó el sufijo "-ate", como se ve en el sulfato de cobre, mientras que a las sales originadas de ácidos "-ous" concluyeron con el sufijo "-ite", como el sulfito de cobre.

El profundo impacto de esta nueva nomenclatura es evidente al contrastar el término contemporáneo. "sulfato de cobre" con su arcaico predecesor, el "vitriolo de Venus". El innovador sistema de denominación de Lavoisier se difundió rápidamente por Europa y Estados Unidos, estableciéndose como una práctica estándar dentro de la química. Esta adopción marcó el inicio de un paradigma antiflogístico en la disciplina.

La revolución química y su oposición

Lavoisier es ampliamente reconocido como una figura fundamental en la Revolución Química. Sus rigurosas mediciones y su meticuloso mantenimiento de los registros de balance de masa durante los experimentos fueron fundamentales para asegurar una amplia aceptación de la ley de conservación de la masa. Además, su introducción de una nueva nomenclatura binomial, inspirada en el sistema de Linneo, subrayó las importantes transformaciones dentro de este campo, conocidas colectivamente como la Revolución Química. Lavoisier enfrentó una resistencia considerable en sus esfuerzos por reformar la química, particularmente por parte de científicos británicos en flogística como Joseph Priestley, Richard Kirwan, James Keir y William Nicholson. Estos oponentes sostuvieron que la cuantificación de sustancias no demostraba inherentemente la conservación de la masa. En lugar de presentar pruebas en contra, la oposición afirmó que Lavoisier estaba malinterpretando los resultados de su investigación. Jean Baptiste Biot, un aliado de Lavoisier, comentó sobre su metodología, señalando que "se sentía la necesidad de vincular la precisión de los experimentos con el rigor del razonamiento". Por el contrario, los detractores de Lavoisier sostenían que la precisión experimental no garantizaba la exactitud de las inferencias y deducciones lógicas. A pesar de esta oposición, Lavoisier persistió en emplear instrumentos de alta precisión para fundamentar sus conclusiones ante otros químicos, presentando frecuentemente resultados con cinco a ocho decimales. Nicholson, sin embargo, estimó que sólo tres de estos decimales tenían un significado real y comentó:

Si se afirma que no se afirma que estos resultados sean exactos hasta sus dígitos finales, debo sostener que secuencias numéricas tan extensas, que ocasionalmente superan la precisión experimental por mil veces, simplemente sirven como una exhibición ostentosa innecesaria para una investigación científica genuina. Además, cuando el nivel real de precisión experimental queda oculto al escrutinio, uno se inclina a preguntarse si la exactitud escrupulosa de los experimentos es realmente suficiente para presentar las pruebas de l'ordre demostratif.

Publicaciones importantes

La memoria de Pascua

La edición definitiva de las Memorias de Pascua de Lavoisier se publicó en 1778. Mientras tanto, Lavoisier tuvo oportunidades suficientes para replicar varios de los experimentos recientes de Priestley y realizar sus propias investigaciones novedosas. Más allá de examinar el aire deflogistizado de Priestley, analizó meticulosamente el aire residual que queda después de la calcinación del metal. Sus hallazgos demostraron que este aire residual no sostenía combustión ni respiración, y que la combinación de aproximadamente cinco volúmenes de este aire con un volumen de aire deflogistizado producía aire atmosférico ordinario. En consecuencia, el aire común fue identificado como una mezcla de dos especies químicamente distintas que poseen propiedades marcadamente diferentes. Por lo tanto, tras la publicación de la Memoria de Pascua revisada en 1778, Lavoisier ya no afirmó que el principio de combinación con los metales durante la calcinación era simplemente aire común, sino "nada más que la parte más sana y pura del aire" o la "parte eminentemente respirable del aire". Ese mismo año, introdujo el término "oxígeno" para este componente atmosférico, derivándolo de palabras griegas que significan "formador de ácido". Observó que los productos de combustión de no metales como azufre, fósforo, carbón y nitrógeno exhibían propiedades ácidas, lo que lo llevó a postular que todos los ácidos contenían oxígeno, estableciendo así al oxígeno como el principio acidificante fundamental.

Desacreditando la teoría del flogisto

Las investigaciones químicas de Lavoisier entre 1772 y 1778 se centraron principalmente en formular su novedosa teoría de la combustión. En 1783, presentó a la academia su tratado, Réflexions sur le flogistique (Reflexiones sobre el flogisto), que constituía una crítica exhaustiva de la teoría predominante de la combustión del flogisto. Al mismo tiempo, Lavoisier inició una serie de experimentos sobre la composición del agua, que posteriormente sirvieron como una validación crucial para su teoría de la combustión y obtuvieron un apoyo significativo. Numerosos investigadores habían estado explorando la reacción entre el "aire inflamable" de Henry Cavendish, ahora identificado como hidrógeno, y el "aire desflogistizado" (aire en combustión, ahora reconocido como oxígeno) a través de chispas eléctricas de mezclas de gases. Si bien todos estos investigadores observaron la síntesis de agua pura de Cavendish mediante la combustión de hidrógeno en oxígeno, sus interpretaciones de esta reacción divergieron dentro del paradigma de la teoría del flogisto. Lavoisier se enteró de los hallazgos experimentales de Cavendish en junio de 1783 a través de Charles Blagden, antes de su publicación en 1784, y rápidamente identificó el agua como el óxido de un gas "hidrogenerativo".

En colaboración con Laplace, Lavoisier sintetizó con éxito agua encendiendo corrientes de hidrógeno y oxígeno dentro de una campana de cristal colocada sobre mercurio. Los datos cuantitativos obtenidos de estos experimentos fundamentaron suficientemente la afirmación de que el agua no era una sustancia elemental, creencia mantenida durante más de dos milenios, sino más bien un compuesto compuesto de dos gases distintos: hidrógeno y oxígeno. Esta interpretación del agua como compuesto proporcionó una explicación para el "aire inflamable" producido cuando los metales se disolvían en ácidos (identificados como hidrógeno resultante de la descomposición del agua) y para la reducción de las cales por el "aire inflamable" (una reacción en la que el gas de la cal se combina con el oxígeno para formar agua).

A pesar de estos esfuerzos experimentales, el marco antiflogístico de Lavoisier encontró resistencia por parte de numerosos químicos contemporáneos. Lavoisier buscó diligentemente proporcionar pruebas concluyentes de la composición del agua, con la intención de reforzar sus proposiciones teóricas. En colaboración con Jean-Baptiste Meusnier, Lavoisier llevó a cabo un experimento en el que se hacía pasar agua a través de un cañón de pistola de hierro al rojo vivo, facilitando la formación de un óxido de hierro por el oxígeno y la emisión de hidrógeno desde el extremo de la tubería. Presentó formalmente sus hallazgos sobre la composición del agua a la Academia de Ciencias en abril de 1784, detallando sus mediciones con ocho decimales. Los críticos respondieron a esta experimentación adicional afirmando que Lavoisier persistió en derivar conclusiones erróneas y que su experimento simplemente ilustraba el desplazamiento del flogisto del hierro a través de la interacción del agua con el metal. Posteriormente, Lavoisier ideó un aparato avanzado que incorporaba una cubeta neumática, balanzas de precisión, un termómetro y un barómetro, todos meticulosamente calibrados. Se invitó a treinta distinguidos académicos a observar la descomposición y síntesis del agua utilizando este equipo, un evento que persuadió a muchos asistentes de la validez de las teorías de Lavoisier. Esta manifestación pública estableció inequívocamente que el agua es un compuesto de oxígeno e hidrógeno para quienes la presenciaron. Sin embargo, la difusión posterior de los detalles experimentales resultó inadecuada, ya que no logró transmitir suficientemente la meticulosa precisión empleada en las mediciones. El documento adjunto concluía con una rápida declaración de que el experimento era "más que suficiente para establecer la certeza de la proposición" relativa a la composición del agua, afirmando además que las metodologías empleadas integrarían la química con otras ciencias físicas y fomentarían los avances científicos.

Tratado elemental de química

Lavoisier utilizó la nomenclatura novedosa en su obra fundamental, Traité élémentaire de chimie (Tratado elemental de química), publicado en 1789. Esta publicación sintetizó las extensas contribuciones de Lavoisier a la química y es ampliamente considerada como el primer libro de texto moderno en este campo. Un elemento central de este tratado fue la teoría del oxígeno, que sirvió como un conducto muy eficaz para difundir estos principios científicos emergentes. El texto ofrecía una perspectiva coherente sobre las teorías químicas contemporáneas, articuló una formulación precisa de la ley de conservación de la masa y refutó explícitamente la teoría del flogisto. Además, aclaró la definición de elemento como una sustancia irreducible mediante cualquier técnica analítica química establecida e introdujo la hipótesis de Lavoisier sobre la composición elemental de los compuestos químicos. Este trabajo perdura como un clásico fundamental en los anales de la historia científica. A pesar de la resistencia inicial de numerosos químicos prominentes de la época a los conceptos innovadores de Lavoisier, la demanda de Traité élémentaire como texto académico en Edimburgo fue lo suficientemente sustancial como para justificar su traducción al inglés aproximadamente un año después de su publicación original en francés. Al final, el rigor científico del Traité élémentaire resultó lo suficientemente convincente como para persuadir a las generaciones posteriores de químicos.

Investigación fisiológica

La conexión intrínseca entre la combustión y la respiración se ha reconocido desde hace mucho tiempo, principalmente debido al papel indispensable del aire en ambos fenómenos. En consecuencia, Lavoisier consideró imperativo ampliar su naciente teoría de la combustión para abarcar el dominio de la fisiología respiratoria. Si bien sus tratados iniciales sobre este tema fueron presentados a la Academia de Ciencias en 1777, su contribución más profunda en este área surgió durante el invierno de 1782-1783, en colaboración con Laplace. Los hallazgos de este esfuerzo de colaboración se documentaron posteriormente en una memoria titulada "On Heat". Lavoisier y Laplace idearon un innovador aparato calorimétrico de hielo específicamente para cuantificar la energía térmica liberada durante los procesos de combustión y respiración. Este calorímetro presentaba una carcasa exterior llena de nieve que, al derretirse, mantenía una temperatura constante de 0 °C alrededor de una cámara interna que contenía hielo. A través de mediciones meticulosas del dióxido de carbono y el calor generado por un conejillo de indias vivo encerrado dentro de este dispositivo, y correlacionando estas emisiones con el calor producido cuando se quemó una cantidad equivalente de carbono en el calorímetro para producir la misma cantidad de dióxido de carbono exhalado por el conejillo de indias, dedujeron que la respiración constituía fundamentalmente un proceso de combustión lento. Lavoisier articuló esta conclusión de manera famosa, afirmando: "la respiration est donc une combustion", afirmando así que el intercambio de gases respiratorios es una forma de combustión, análoga a la quema de una vela.

Esta combustión sostenida y gradual, que se supone que ocurre dentro de los pulmones, permitió a los organismos vivos preservar una temperatura corporal superior a su entorno ambiental, dilucidando así el previamente enigmático fenómeno del calor animal. Posteriormente, Lavoisier prosiguió estas investigaciones sobre la respiración entre 1789 y 1790, colaborando con Armand Seguin. Juntos, concibieron un extenso programa experimental destinado a analizar exhaustivamente el metabolismo y la respiración corporales, con Seguin como sujeto humano para estos estudios. Lamentablemente, la agitación de la Revolución Francesa limitó la finalización y publicación de sus investigaciones; sin embargo, las innovadoras contribuciones de Lavoisier en este campo estimularon investigaciones análogas sobre procesos fisiológicos para las generaciones posteriores.

Legado científico

Las contribuciones fundamentales de Lavoisier a la química surgieron de un esfuerzo deliberado por integrar todas las observaciones experimentales dentro de un marco teórico unificado. Institucionalizó la aplicación rigurosa del equilibrio químico, aprovechó el papel del oxígeno para desmantelar la teoría del flogisto y formuló un novedoso sistema de nomenclatura química basado en la afirmación (posteriormente refutada) de que el oxígeno era un componente indispensable de todos los ácidos.

En colaboración con Laplace, Lavoisier también llevó a cabo investigaciones pioneras en los campos de la química física y la termodinámica. Utilizando un calorímetro, cuantificaron el calor generado por unidad de dióxido de carbono, y finalmente observaron una proporción idéntica tanto para las llamas como para los organismos vivos, sugiriendo así que los animales generan energía a través de una reacción similar a la combustión.

Lavoisier avanzó aún más conceptos incipientes sobre la composición química y las transformaciones al proponer la teoría radical, postulando que los radicales, que actúan como grupos funcionales indivisibles en los procesos químicos, reaccionan con el oxígeno. Además, su descubrimiento de que el diamante constituye un alótropo cristalino del carbono introdujo el concepto de alotropía en los elementos químicos.

Lavoisier también supervisó la construcción de un costoso gasómetro, que utilizó durante sus manifestaciones. Aunque reservó este instrumento específico para sus propias presentaciones, posteriormente desarrolló gasómetros más compactos, económicos y prácticos. Estos modelos posteriores ofrecieron suficiente precisión, lo que permitió a una gama más amplia de químicos replicar sus experimentos.

Sus contribuciones colectivas son ampliamente consideradas como fundamentales para elevar la química a un rigor científico comparable al alcanzado en física y matemáticas durante el siglo XVIII.

Después de su fallecimiento, sus familiares curaron una colección de la mayoría de sus manuscritos e instrumentos científicos, que se encontraba en el Castillo de la Canière en Puy de Dome.

En 1970, el Departamento de Investigación Científica e Industrial nombró oficialmente en su honor al Monte Lavoisier, ubicado dentro de la Cordillera Paparoa de Nueva Zelanda.

En cultura popular

En el séptimo episodio de la quinta temporada de Breaking Bad, titulado "Di mi nombre", el personaje Walter White instruye a Todd Alquist y le dice: "No necesito que seas Antoine Lavoisier". Esta afirmación implica que la asistencia de Alquist en la producción de metanfetamina no requiere conocimientos de nivel experto.

Premios y distinciones

Durante su vida, Lavoisier recibió una medalla de oro del rey de Francia en 1766 por sus contribuciones al alumbrado público urbano. Posteriormente fue nombrado miembro de la Academia Francesa de Ciencias en 1768 y elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense en 1775.

En 1999, la extensa obra de Lavoisier fue designada Monumento Histórico Químico Internacional por la Sociedad Química Estadounidense, la Academia de Ciencias del Instituto de Francia y la Sociedad Chimique de Francia. Además, su publicación de 1788, Méthode de Nomenclature Chimique, en coautoría con Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet y Antoine François, conde de Fourcroy, recibió una mención por el premio Chemical Breakthrough de la División de Historia de la Química de la Sociedad Química Estadounidense. Este premio fue entregado en la Academia de Ciencias de París en 2015.

Diversas organizaciones, entre ellas la Société chimique de France, la Sociedad Internacional de Calorimetría Biológica y la empresa DuPont, han establecido y otorgado varias medallas Lavoisier en su honor. Además, el Premio Franklin-Lavoisier conmemora la amistad entre Antoine-Laurent Lavoisier y Benjamin Franklin. Este premio, que incluye una medalla, lo otorgan conjuntamente la Fondation de la Maison de la Chimie en París, Francia, y el Science History Institute en Filadelfia, PA, EE. UU.

Escritos seleccionados

• Opuscules physiques et chimiques (París: Chez Durand, Didot, Esprit, 1774). (Segunda edición, 1801)
• L'art de fabriquer le salin et la potasse, publié par ordre du Roi, par les régisseurs-généraux des Poudres & Salpêtres (París, 1779).
• Instrucción sobre los medios para compensar la escasez de alimentos con forraje y de aumentar la subsistencia del ganado, Suplemento a la instrucción sobre los medios para cubrir la escasez de alimentos con forraje, publicado por orden del Rey el 31 de mayo de 1785).
• (con Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet, Antoine Fourcroy) Méthode de nomenclature chimique (París: Chez Cuchet, 1787)
• (con Fourcroy, Morveau, Cadet, Baumé, d'Arcet y Sage) Nomenclatura chimique, ou sinónimo ancienne et moderne, pour servir à l'intelligence des auteurs. (París: Chez Cuchet, 1789)
• Traité élémentaire de chimie, présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes (París: Chez Cuchet, 1789; Bruselas: Cultures et Civilisations, 1965) (lit. Tratado elemental de química, presentado en un nuevo orden y junto con los descubrimientos modernos)
• (con Pierre-Simon Laplace) "Mémoire sur la chaleur", Mémoires de l'Académie des sciences (1780), págs. 355–408.
• Mémoire contenant les expériences faites sur la chaleur, colgante l'hiver de 1783 à 1784, par P.D. de Laplace & A. K. Lavoisier (1792)
• Mémoires de Physique et de Chimie, de la Société d'Arcueil (1805: póstumo)

En traducción

• Ensayos físicos y químicos (Londres: para Joseph Johnson, 1776; Londres: Frank Cass and Company Ltd., 1970), traducido por Thomas Henry de Opuscules physiques et chimiques.
• El arte de fabricar sales alcalinas y potasas, publicado por orden de Su Majestad Cristiana y aprobado por la Real Academia de Ciencias (1784), traducido por Charles Williamos de L'art de fabriquer le salin et la potasse.
• (con Pierre-Simon Laplace) Memoria sobre el calor: leída en la Real Academia de Ciencias, 28 de junio de 1783, por los Sres. Lavoisier & De La Place of the Same Academy (Nueva York: Neale Watson Academic Publications, 1982), traducido por Henry Guerlac de Mémoire sur la chaleur.
• Ensayos sobre los efectos producidos por diversos procesos en el aire atmosférico; With A Particular View To An Investigation Of The Constitution Of Acids, traducido por Thomas Henry (Londres: Warrington, 1783), que recopila estos ensayos:

1. "Experimentos sobre la respiración de los animales y sobre los cambios producidos en el aire al pasar por sus pulmones". (Presentado a la Academia de Ciencias el 3 de mayo de 1777)
2. "Sobre la combustión de velas en aire atmosférico y en aire deflogistado". (Comunicado a la Academia de Ciencias en 1777)
3. "Sobre la combustión del fósforo de Kunckel."
4. "Sobre la existencia de aire en el ácido nitroso y sobre los medios para descomponer y recomponer ese ácido".
5. "Sobre la solución de mercurio en ácido vitriólico."
6. "Experimentos sobre la combustión de alumbre con sustancias flogísticas y sobre los cambios producidos en el aire en el que se quemó el piroforo."
7. "Sobre la vitriolización de las piritas marciales."
8. "Consideraciones generales sobre la naturaleza de los ácidos y sobre los principios que los componen."
9. "Sobre la combinación de la materia del fuego con fluidos evaporables; y sobre la formación de fluidos aeriformes elásticos."

• "Reflexiones sobre el flogisto", traducido por Nicholas W. Best de "Réflexions sur le phlogistique, pour servir de suite à la théorie de la combustion et de la calcination" (presentado a la Académie Royale des Sciences el 28 de junio y el 13 de julio de 1783). Este trabajo fue publicado posteriormente en dos partes diferenciadas:

1. Mejor, Nicholas W. (2015). "Reflexiones sobre el flogisto" I de Lavoisier: Contra la teoría del flogisto. Fundamentos de la Química, 17(2): 361–378. doi:10.1007/s10698-015-9220-5. S2CID 170422925.Best, Nicholas W. (2016). ""Reflexiones sobre el flogisto" II de Lavoisier: Sobre la naturaleza del calor". Fundamentos de la química, 18(1): 3–13. doi:10.1007/s10698-015-9236-x S2CID 94677080.Comisión Real sobre Magnetismo Animal – Se refiere a las investigaciones de 1784 realizadas por organismos científicos franceses, que incorporaron ensayos controlados sistemáticos.
   • Comisión Real sobre Magnetismo Animal - 1784 Investigaciones de organismos científicos franceses que implican ensayos controlados sistemáticos

   Los recursos de archivo incluyen el Fonds Antoine-Laurent Lavoisier, Le Comité Lavoisier y materiales de la Académie des sciences.

   • Archivos: Fondo Antoine-Laurent Lavoisier, Le Comité Lavoisier, Academia de Ciencias
   • Panopticon Lavoisier, un museo virtual dedicado a Antoine Lavoisier.
   • Una bibliografía completa disponible en Panopticon Lavoisier.
   • Las obras de Lavoisier.

   Información relativa a sus aportaciones científicas.

   • La ubicación histórica del laboratorio de Lavoisier en París.
   • Un programa de Radio 4 de la BBC que analiza el descubrimiento del oxígeno.
   • Una investigación sobre la clasificación inicial de los materiales como "compuestos", atribuida a Fred Senese.
   • La colección Lavoisier ubicada en la Universidad de Cornell.

   Una recopilación de sus obras escritas.

   • Obras de Antoine Lavoisier disponibles a través del Proyecto Gutenberg.
   • Obras de Antoine Lavoisier o relativas a ellas accesibles a través de Internet Archive.
   • Les Œuvres de Lavoisier (Las obras completas de Lavoisier), editado por Pietro Corsi (Universidad de Oxford) y Patrice Bret (CNRS) (en francés).
   • Oeuvres de Lavoisier (Obras de Lavoisier), compuesto por seis volúmenes, disponible en Gallica BnF (en francés).
   • La página del autor en WorldCat.
   • La portada, las xilografías y los grabados en cobre creados por Madame Lavoisier a partir de una primera edición de 1789 de Traité élémentaire de chimie están disponibles gratuitamente para su descarga en varios formatos desde las colecciones digitales del Science History Institute.