Antoine Lavoisier

Antoine-Laurent de Lavoisier (lə-VWAH-zee-ay; francês: [ɑ̃twan lɔʁɑ̃ də lavwazje]; 26 de agosto de 1743 - 8 de maio de 1794), também conhecido como Antoine Lavoisier após a Revolução Francesa, foi um nobre e químico francês cujo trabalho foi fundamental para a revolução química do século XVIII e impactou significativamente o desenvolvimento da química e da biologia.

Antoine-Laurent de Lavoisier ( lə-VWAH-zee-ay; Francês: [ɑ̃twanlɔʁɑ̃dəlavwazje]; 26 de agosto de 1743 – 8 de maio de 1794), também Antoine Lavoisier após a Revolução Francesa, foi um nobre e químico francês que foi fundamental para a revolução química do século 18 e que teve uma grande influência tanto na história da química quanto na história da biologia.

As contribuições significativas de Lavoisier para a química são amplamente atribuídas à sua transformação da disciplina de qualitativa para quantitativa. ciência.

Lavoisier é conhecido por identificar o papel crucial do oxigênio na combustão, refutando assim a teoria prevalecente do flogisto. Ele nomeou formalmente o oxigênio em 1778, classificando-o como um elemento, e da mesma forma reconheceu o hidrogênio como um elemento em 1783. Empregando medições experimentais mais precisas do que seus antecessores, Lavoisier fundamentou o princípio emergente de que, dentro de um sistema fechado, a massa da matéria permanece constante apesar das mudanças em sua forma ou estado. Este princípio, agora denominado lei da conservação da massa, facilitou posteriormente a formulação das equações balanceadas de reações físicas e químicas utilizadas na ciência contemporânea.

Lavoisier contribuiu para o estabelecimento do sistema métrico, compilou a lista inaugural abrangente de elementos - incluindo uma previsão da existência do silício - e foi fundamental na reforma da nomenclatura química em 1787.

Sua esposa e assistente de laboratório, Marie-Anne Paulze Lavoisier, alcançou o reconhecimento como uma distinta químico de forma independente e colaborou com ele no desenvolvimento do sistema métrico de medidas.

Lavoisier ocupou cargos influentes em vários conselhos aristocráticos e serviu como administrador da Ferme générale. A Ferme générale representava uma das instituições mais insultadas do Ancien Régime, principalmente devido aos seus lucros substanciais às custas do Estado, à natureza clandestina dos seus acordos contratuais e às tácticas agressivas dos seus agentes armados. Estes extensos compromissos políticos e económicos forneceram os recursos financeiros para os seus esforços científicos. Durante o apogeu da Revolução Francesa, ele enfrentou acusações de fraude fiscal e venda de tabaco adulterado. Apesar dos pedidos de clemência em reconhecimento às suas contribuições científicas, ele foi guilhotinado. Aproximadamente dezoito meses após a sua execução, o governo francês o inocentou oficialmente.

Biografia

Primeira vida e educação

Antoine-Laurent Lavoisier nasceu em uma rica família nobre em Paris, em 26 de agosto de 1743. Como filho de um advogado do Parlamento de Paris, ele herdou uma fortuna substancial aos cinco anos, após a morte de sua mãe. Lavoisier iniciou seus estudos em 1754, aos onze anos, no Collège des Quatre-Nations da Universidade de Paris (também conhecido como Collège Mazarin). Durante seus últimos dois anos (1760-1761) na instituição, sua curiosidade científica foi despertada, levando-o a prosseguir estudos em química, botânica, astronomia e matemática. Em suas aulas de filosofia, ele foi orientado pelo Abbé Nicolas Louis de Lacaille, um ilustre matemático e astrônomo observacional, que incutiu em Lavoisier uma paixão duradoura pela observação meteorológica. Posteriormente, Lavoisier matriculou-se na faculdade de direito, obtendo o bacharelado em 1763 e a licenciatura em 1764. Embora tenha se formado em direito e sido admitido na ordem dos advogados, ele nunca exerceu a advocacia, dedicando seu tempo livre à continuação do estudo científico.

Primeiros trabalhos científicos

O desenvolvimento intelectual de Lavoisier foi profundamente moldado pelos ideais do Iluminismo francês, e ele encontrou particular fascínio no dicionário de química de Pierre Macquer. Frequentou regularmente palestras de ciências naturais, sendo a sua profunda dedicação à química significativamente influenciada por Étienne Condillac, um ilustre estudioso francês do século XVIII. Sua publicação química inicial surgiu em 1764. Entre 1763 e 1767, ele realizou estudos geológicos com Jean-Étienne Guettard, posteriormente colaborando com Guettard em um levantamento geológico da Alsácia-Lorena em junho de 1767. Em 1764, Lavoisier apresentou seu artigo inaugural à Academia Francesa de Ciências, a instituição científica mais proeminente da França, detalhando as propriedades químicas e físicas do gesso. (sulfato de cálcio hidratado). Dois anos depois, em 1766, recebeu uma medalha de ouro do Rei por um ensaio sobre os desafios da iluminação pública urbana. Lavoisier garantiu uma nomeação provisória para a Academia de Ciências em 1768 e, em 1769, contribuiu para a criação do primeiro mapa geológico da França.

Lavoisier como reformador social

Pesquisa voltada ao público

Embora reconhecido principalmente por suas contribuições científicas, Lavoisier também alocou riqueza e esforços pessoais substanciais para iniciativas de bem-estar público. Como humanitário, Lavoisier demonstrou profunda preocupação pelos seus compatriotas, esforçando-se frequentemente por melhorar o bem-estar público através de avanços na agricultura, na indústria e na aplicação científica. Seu primeiro empreendimento filantrópico registrado foi em 1765, quando apresentou um ensaio à Academia Francesa de Ciências propondo melhorias para a iluminação urbana das ruas.

Em 1768, três anos depois, ele iniciou um projeto para projetar um aqueduto. O objetivo era fornecer água potável aos cidadãos parisienses, desviando a água do rio Yvette. No entanto, como a construção nunca se concretizou, ele redirecionou seus esforços para a purificação da água do rio Sena. Este empreendimento despertou o interesse de Lavoisier pela química da água e pelas responsabilidades do saneamento público. Além disso, Lavoisier investigou a qualidade do ar, dedicando tempo à pesquisa dos riscos à saúde representados pelo impacto atmosférico da pólvora. Em 1772, após um incêndio no hospital Hôtel-Dieu, ele conduziu um estudo propondo métodos de reconstrução que garantissem ventilação adequada e circulação de ar limpa.

Durante este período, as prisões parisienses eram amplamente reconhecidas pelas suas condições inabitáveis ​​e pelo tratamento desumano dos reclusos. Lavoisier participou de investigações sobre higiene prisional em 1780 e novamente em 1791, oferecendo recomendações para melhorar as condições de vida; essas sugestões, no entanto, foram amplamente desconsideradas.

Após sua entrada na academia, Lavoisier também organizou e patrocinou competições destinadas a orientar a pesquisa para o melhoramento público e para complementar seus próprios esforços científicos.

Apoio filantrópico para o avanço científico

Lavoisier imaginou a educação pública como intrinsecamente ligada aos princípios de "sociabilidade científica" e engajamento filantrópico.

Lavoisier obtinha a maior parte de sua renda de investimentos na Fazenda Geral. Esta independência financeira permitiu-lhe prosseguir a investigação científica a tempo inteiro, manter um estilo de vida confortável e fazer contribuições financeiras significativas para a melhoria da comunidade. (Notavelmente, esta associação contribuiria mais tarde para a sua execução durante o Reinado do Terror.)

O financiamento público para a investigação científica era escasso durante esta época, e a profissão oferecia uma remuneração financeira limitada para a maioria dos cientistas. Consequentemente, Lavoisier utilizou a sua fortuna pessoal para estabelecer um laboratório altamente equipado e sofisticado em França, permitindo assim que aspirantes a cientistas conduzissem investigação sem impedimentos por restrições de financiamento.

Lavoisier também defendeu a educação científica pública. Ele fundou duas instituições, o Lycée e o Musée des Arts et Métiers, especificamente concebidas como recursos educacionais públicos. O Liceu, apoiado por patronos ricos e aristocráticos, começou a oferecer cursos regulares ao público em 1793.

A Ferme générale e a Aliança Conjugal

Aos 26 anos, simultaneamente à sua eleição para a Academia de Ciências, Lavoisier adquiriu uma participação na Ferme générale. Esta empresa financeira funcionava como uma empresa fiscal, adiantando as receitas fiscais projetadas ao governo real em troca da prerrogativa de cobrar esses impostos. Atuando em nome da Ferme générale, Lavoisier autorizou a construção de um muro circundando Paris para facilitar a cobrança de direitos aduaneiros sobre mercadorias que entram e saem da cidade. Seu envolvimento na cobrança de impostos provou ser prejudicial à sua reputação durante o início do Reinado do Terror na França, dado que a tributação e a reforma governamental inadequada foram os principais catalisadores da Revolução Francesa.

Em 1771, aos 28 anos, Lavoisier solidificou ainda mais sua posição social e econômica ao se casar com Marie-Anne Pierrette Paulze, a filha de 13 anos de um oficial de alto escalão da Ferme. geral. Tornou-se uma colaboradora indispensável na carreira científica de Lavoisier, traduzindo nomeadamente textos científicos em inglês, como o Essay on Phlogiston de Richard Kirwan e a investigação de Joseph Priestley. Além disso, prestou assistência laboratorial e produziu numerosos esboços e ilustrações gravadas dos instrumentos científicos utilizados por Lavoisier e seus associados. Madame Lavoisier também realizou a edição e publicação das memórias de Antoine (a existência atual de quaisquer traduções para o inglês permanece não confirmada) e organizou reuniões intelectuais onde cientistas proeminentes se envolveram em discussões sobre conceitos e desafios químicos.

O renomado artista Jacques-Louis David completou um retrato de Antoine e Marie-Anne Lavoisier em 1788, pouco antes da Revolução Francesa. Esta pintura foi controversamente retirada da exposição pública no Salão de Paris devido a preocupações de que sua exibição pudesse provocar sentimentos anti-aristocráticos.

Após sua introdução na Ferme générale, as atividades científicas de Lavoisier sofreram uma redução temporária ao longo de um período de três anos, já que partes significativas de seu tempo foram dedicadas às responsabilidades oficiais da Ferme générale. No entanto, ele apresentou um notável livro de memórias à Academia de Ciências durante este intervalo, abordando a suposta transformação da água em terra através da evaporação. Através de meticulosa experimentação quantitativa, Lavoisier demonstrou que o resíduo "terroso" observado após aquecimento prolongado por refluxo da água em um recipiente de vidro não resultava da conversão da água em terra, mas da erosão progressiva do interior do recipiente de vidro causada pela água fervente. Além disso, ele se esforçou para implementar reformas nos sistemas monetário e tributário francês, com o objetivo de aliviar a carga sobre o campesinato.

Adulteração de tabaco

O Farmers General manteve um controle monopolista sobre a produção, importação e venda de tabaco em toda a França, gerando receitas anuais de 30 milhões de livres de impostos associados. No entanto, estas receitas começaram a diminuir devido à proliferação de um mercado negro de tabaco contrabandeado e adulterado, frequentemente misturado com cinzas e água. Lavoisier desenvolveu um método de diagnóstico para detectar a presença de cinzas no tabaco, observando: "Quando um espírito de vitríolo, aqua fortis ou alguma outra solução ácida é derramado sobre as cinzas, há uma reação efervescente imediata muito intensa, acompanhada por um ruído facilmente detectável."

Além disso, Lavoisier observou que a incorporação de uma quantidade mínima de cinzas melhorava o sabor do tabaco. Relativamente a um vendedor de produtos adulterados, observou: “O seu tabaco goza de uma reputação muito boa na província... a muito pequena proporção de cinza que é adicionada confere-lhe um sabor particularmente picante que os consumidores procuram. Talvez a Fazenda pudesse ganhar alguma vantagem adicionando um pouco desta mistura líquida quando o tabaco é fabricado”. Lavoisier também determinou que, embora a adição excessiva de água para aumentar o volume do tabaco levasse à fermentação e a um odor indesejável, uma pequena quantidade de água na verdade melhorava o produto.

Posteriormente, as fábricas do Farmers General implementaram a recomendação de Lavoisier, adicionando consistentemente 6,3% de água por volume ao seu tabaco processado. Para acomodar esta adição autorizada, o Farmers General forneceu aos varejistas dezessete onças de tabaco, faturando apenas dezesseis. Para impor a adesão a estas quantidades prescritas e para contrariar o mercado negro, Lavoisier estabeleceu um sistema rigoroso de verificações, contabilidade, supervisão e testes. Este quadro abrangente prejudicou significativamente a capacidade dos retalhistas de adquirirem tabaco ilícito ou de aumentarem os lucros através de vendas não autorizadas.

A implementação enérgica e rigorosa destas medidas por Lavoisier, no entanto, gerou um ressentimento considerável entre os retalhistas de tabaco em todo o país. Esta impopularidade generalizada contribuiria mais tarde para consequências adversas para ele durante a Revolução Francesa.

Comissão Real Agrícola

Lavoisier defendeu a criação de uma Comissão Real de Agricultura, servindo posteriormente como seu secretário. Investiu pessoalmente fundos substanciais para aumentar a produtividade agrícola na região de Sologne, uma área caracterizada por terras agrícolas inférteis. A alta umidade da região frequentemente resultava na deterioração da colheita do centeio, levando a surtos de ergotismo entre a população. Em 1788, Lavoisier apresentou um relatório à Comissão, documentando uma década de esforços na sua quinta experimental destinados a introduzir novas culturas e raças de gado. As suas conclusões indicaram que, apesar do potencial para reformas agrícolas, o sistema fiscal prevalecente deixou os arrendatários com recursos insuficientes, tornando impraticável antecipar mudanças nos seus métodos agrícolas tradicionais.

Comissão da Pólvora

A pesquisa de combustão de Lavoisier foi conduzida em meio a um exigente cronograma de responsabilidades públicas e privadas, particularmente aquelas associadas à Ferme Générale. Além disso, ele realizou vários relatórios e atribuições de comitês para a Academia de Ciências, com a tarefa de investigar questões específicas a mando do governo real. Lavoisier, conhecido pelas suas excepcionais capacidades organizacionais, assumiu frequentemente a responsabilidade pela elaboração destes relatórios oficiais. Em 1775, foi nomeado um dos quatro comissários da pólvora, substituindo uma entidade privada, semelhante à Ferme Générale, que não conseguiu fornecer adequadamente as munições à França. Os seus esforços melhoraram significativamente a quantidade e a qualidade da pólvora francesa, transformando-a numa fonte de receitas governamentais. Esta nomeação também conferiu uma vantagem substancial às atividades científicas de Lavoisier. Como comissário, obteve residência e laboratório no Arsenal Real, onde residiu e conduziu seu trabalho de 1775 a 1792. Lavoisier foi uma figura central no estabelecimento da empresa de pólvora Du Pont, tendo treinado Éleuthère Irénée du Pont, o fundador da empresa, em técnicas de fabricação de pólvora na França. Éleuthère Irénée du Pont reconheceu que as fábricas de pólvora da Du Pont não teriam iniciado suas operações sem a assistência benevolente de Lavoisier.

Durante a Revolução

Lavoisier concedeu um empréstimo de 71.000 livres a Pierre Samuel du Pont de Nemours em junho de 1791, permitindo a aquisição de um estabelecimento gráfico para a publicação de um jornal. Esta publicação, intitulada La Correspondance Patriotique, pretendia apresentar tanto relatórios dos debates da Assembleia Nacional Constituinte como artigos da Academia de Ciências. No entanto, a convulsão revolucionária rapidamente restringiu o empreendimento jornalístico inicial do velho du Pont. Posteriormente, seu filho, E.I. du Pont, lançou o Le Republicain, que depois publicou os mais recentes tratados químicos de Lavoisier.

Lavoisier também presidiu a comissão criada para criar um sistema padronizado de pesos e medidas, que defendeu a adoção do sistema métrico em março de 1791. A Convenção adotou formalmente este novo sistema em 1º de agosto de 1793. Lavoisier estava entre os 27 Fazendeiros Gerais ordenados a serem detidos pela Convenção. Apesar de um breve período de ocultação, ele se rendeu voluntariamente para interrogatório no convento de Port Royal em 30 de novembro de 1793. Ele afirmou que não estava envolvido com a Ferme Générale há vários anos, tendo em vez disso dedicado seus esforços a atividades científicas. Em 23 de dezembro de 1793, Lavoisier, junto com o matemático Pierre-Simon Laplace e outros membros, foi demitido da comissão de pesos e medidas devido a questões políticas. considerações.

Entre suas contribuições finais significativas estava uma proposta apresentada à Convenção Nacional que defendia a reforma da educação francesa. Além disso, ele intercedeu por vários cientistas estrangeiros, incluindo o matemático Joseph Louis Lagrange, auxiliando-os na isenção de um decreto que teria privado todos os estrangeiros de suas propriedades e liberdade.

Dias finais e execução

Com a crescente intensidade da Revolução Francesa, a altamente impopular Ferme générale enfrentou um escrutínio crescente e foi finalmente abolida em março de 1791. Em 1792, Lavoisier foi obrigado a renunciar ao seu cargo na Comissão da Pólvora e a desocupar a sua residência e laboratório no Arsenal Real. Posteriormente, em 8 de agosto de 1793, todas as instituições acadêmicas, incluindo a Academia de Ciências, foram dissolvidas a pedido do Abade Grégoire.

Uma ordem para a prisão de todos os ex-criadores de impostos foi emitida em 24 de novembro de 1793. Lavoisier e seus colegas Farmers General enfrentaram nove acusações, incluindo alegações de fraude ao estado de fundos devidos e adulteração de tabaco com água antes da venda. Lavoisier preparou sua defesa, contestando os encargos financeiros e enfatizando ao tribunal a manutenção consistente de tabaco de alta qualidade. No entanto, o tribunal parecia predisposto à noção de que condená-los e confiscar os bens do Farmers General traria uma recuperação financeira substancial para o Estado. Consequentemente, Lavoisier foi condenado e executado na guilhotina em Paris, em 8 de maio de 1794, aos 50 anos de idade, ao lado de seus 27 co-réus.

Uma lenda popular conta que o juiz Coffinhal rejeitou abruptamente um pedido para poupar a vida de Lavoisier, que pretendia permitir-lhe continuar as suas experiências científicas. Coffinhal teria declarado: "La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes; le cours de la Justice ne peut être suspendu." ("A República não precisa de estudiosos nem de químicos; o curso da justiça não pode ser adiado.") Ironicamente, o próprio juiz Coffinhal enfrentou a execução menos de três meses depois, após a Reação Termidoriana.

A profunda importância científica de Lavoisier foi articulada por Lagrange, que lamentou a execução 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." ("Levaram apenas um instante para cortar esta cabeça, e cem anos podem não ser suficientes para reproduzir algo semelhante.")

Exoneração

Aproximadamente dezoito meses após sua execução, o governo francês inocentou totalmente Lavoisier. Durante o período subsequente do Terror Branco, seus bens foram devolvidos à sua viúva, acompanhados de uma breve nota afirmando: "À viúva de Lavoisier, que foi falsamente condenada."

Experiência intermitente

Uma narrativa apócrifa sobre a execução de Lavoisier postula que ele piscou os olhos intencionalmente após a decapitação para demonstrar consciência residual na cabeça decepada. Certas versões deste relato sugerem que Joseph-Louis Lagrange observou e documentou o piscar de olhos de Lavoisier. No entanto, esta história carece de corroboração nos registos contemporâneos da morte de Lavoisier, e a distância do local da execução da vista do público teria impedido Lagrange de testemunhar tal alegada experiência. A narrativa provavelmente surgiu de um documentário do Discovery Channel da década de 1990 sobre guilhotinas, posteriormente disseminado on-line para se tornar, como uma fonte a caracteriza, uma lenda urbana.

Contribuições para a Química

Teoria da Combustão do Oxigênio

Ao contrário da compreensão científica prevalecente na sua época, Lavoisier teorizou que o ar comum, ou um dos seus componentes constituintes, combinava-se com substâncias durante a combustão. Ele fundamentou esta hipótese através de demonstração experimental.

No final de 1772, Lavoisier iniciou sua investigação sobre combustão, um campo onde ele acabaria por fazer suas contribuições científicas mais profundas. Em 20 de outubro, ele apresentou uma nota à Academia detalhando seus experimentos iniciais de combustão, relatando que a queima de fósforo combinou-se com um volume substancial de ar para formar um espírito ácido de fósforo, e que o fósforo ganhou peso durante esse processo. Algumas semanas depois, em 1º de novembro, Lavoisier depositou uma segunda nota lacrada na Academia, ampliando suas observações e conclusões para incluir a combustão de enxofre. Ele postulou ainda que "o que é observado na combustão de enxofre e fósforo pode muito bem ocorrer no caso de todas as substâncias que ganham peso por combustão e calcinação: e estou convencido de que o aumento de peso dos cálculos metálicos se deve à mesma causa."

"Ar Fixo" de Joseph Black

Em 1773, Lavoisier realizou uma revisão abrangente da literatura existente sobre o ar, com foco particular no "ar fixo", e replicou numerosos experimentos conduzidos por outros pesquisadores da área. Suas descobertas desta revisão foram publicadas em 1774 em um livro intitulado Opuscules Physiques et Chimiques (Ensaios Físicos e Químicos). Durante este processo investigativo, Lavoisier conduziu seu estudo inicial aprofundado do trabalho de Joseph Black, um químico escocês conhecido por seus experimentos quantitativos seminais em álcalis suaves e cáusticos. A pesquisa de Black demonstrou que a distinção entre um álcali suave, como o giz (CaCO₃), e sua contraparte cáustica, como a cal virgem (CaO), resultou da contenção de "ar fixo" pelo primeiro. Este "ar fixo" não era apenas ar comum aprisionado no giz, mas uma espécie química distinta, agora identificada como dióxido de carbono (CO§4_{5§), que também é um componente da atmosfera. Lavoisier posteriormente reconheceu a identidade entre o ar fixo de Black e o gás liberado quando os cálculos metálicos eram reduzidos com carvão, propondo ainda que o ar combinado com os metais durante a calcinação, aumentando assim seu peso, poderia de fato ser o ar fixo de Black, ou CO§67§.}

Joseph Priestley

Na primavera de 1774, Lavoisier conduziu experimentos sobre a calcinação de estanho e chumbo em recipientes selados, confirmando conclusivamente que o ganho de peso observado nos metais durante a combustão resultava de sua combinação com o ar. No entanto, persistiu uma questão crítica sobre se esta combinação envolvia o ar atmosférico ambiente em geral ou apenas um componente específico dele. Em outubro, o químico inglês Joseph Priestley visitou Paris, onde conheceu Lavoisier e lhe informou sobre um gás que ele havia gerado ao aquecer o óxido mercúrico com uma lente acesa, notando sua excepcional capacidade de sustentar a combustão. Priestley, nesta época, não tinha certeza sobre a natureza precisa desse gás, embora formulasse a hipótese de que fosse uma variante altamente purificada do ar comum. Lavoisier posteriormente conduziu investigações independentes sobre esta substância distinta. Essas investigações culminaram em seu livro de memórias, Sobre a natureza do princípio que se combina com os metais durante sua calcinação e aumenta seu peso, apresentado à Academia em 26 de abril de 1775, e frequentemente denominado Memórias de Páscoa. Nas memórias originais, Lavoisier demonstrou que o óxido mercúrico funcionava como um calx metálico genuíno, capaz de ser reduzido com carvão, liberando assim o ar fixo de Black. Por outro lado, a sua redução sem carvão produziu um gás que aumentou significativamente a respiração e a combustão. Ele finalmente concluiu que este gás constituía apenas uma forma purificada de ar comum, afirmando que era o próprio ar, "indivisível, sem alteração, sem decomposição", que se combinava com metais durante a calcinação.

Depois de retornar de Paris, Priestley retomou sua investigação do gás derivado do óxido mercúrico. Suas descobertas subsequentes indicaram que esse gás não era apenas uma variante altamente purificada do ar comum, mas sim "cinco ou seis vezes melhor que o ar comum" para respiração, inflamação e todas as outras aplicações do ar comum. Priestley designou esse gás como 'ar deflogisticado', teorizando que fosse ar comum desprovido de flogisto. Esta conceituação explicou a combustão significativamente melhorada de substâncias e a maior facilidade de respiração neste gás, uma vez que foi postulado que possuía uma capacidade substancialmente maior de absorver o flogisto liberado pela combustão de materiais e organismos respiratórios.

Pioneiro da estequiometria

As investigações de Lavoisier abrangeram alguns dos primeiros experimentos químicos genuinamente quantitativos. Ele mediu meticulosamente as massas de reagentes e produtos dentro de recipientes de vidro selados, evitando o escape de gases – um avanço metodológico fundamental na química. Em 1774, ele demonstrou que apesar das mudanças no estado da matéria durante uma reação química, a massa total das substâncias permanece constante desde o início até a conclusão da transformação química. Por exemplo, a massa total de um pedaço de madeira queimado até virar cinzas permanece inalterada quando os reagentes e produtos gasosos são contabilizados. Esses experimentos forneceram suporte empírico para a lei da conservação da massa. Na França, este princípio é reconhecido como Lei de Lavoisier, uma paráfrase derivada de uma declaração do seu Traité Élémentaire de Chimie: “Nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”. Mikhail Lomonosov (1711-1765) articulou conceitos análogos e os validou experimentalmente em 1748; outros estudiosos cujas contribuições precederam o trabalho de Lavoisier incluem Jean Rey (1583–1645), Joseph Black (1728–1799) e Henry Cavendish (1731–1810).

Nomenclatura química

Em 1787, Lavoisier, ao lado de Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet e Antoine François de Fourcroy, apresentou uma nova proposta à academia para reformar a nomenclatura química, abordando a falta predominante de uma abordagem sistemática racional. Esta publicação seminal, intitulada Méthode de nomenclature chimique (Method of Chemical Nomenclature, 1787), estabeleceu um novo sistema intrinsecamente ligado à emergente teoria química do oxigênio de Lavoisier.

Os elementos tradicionais – terra, ar, fogo e água – foram abandonados e substituídos por uma lista provisória de aproximadamente 33 substâncias consideradas elementares porque resistiam à decomposição em constituintes mais simples por quaisquer métodos químicos então conhecidos. Este catálogo elementar compreendia a luz; calórico (a questão do calor); os princípios fundamentais do oxigênio, hidrogênio e azoto (nitrogênio); carbono; enxofre; fósforo; os então não descobertos "radicais" do ácido muriático (ácido clorídrico), ácido bórico e ácido "fluórico"; dezessete metais; cinco terras (principalmente óxidos de metais ainda não identificados, como magnésia, bária e estrôncio); três álcalis (potássio, refrigerante e amônia); e os "radicais" de dezenove ácidos orgânicos.

No novo sistema de nomenclatura, os ácidos foram conceituados como compostos formados por vários elementos com o oxigênio. Seus nomes refletiam tanto o elemento constituinte quanto seu estado de oxidação, exemplificados por pares como ácidos sulfúrico e sulfuroso, ácidos fosfórico e fosforoso e ácidos nítrico e nitroso. O sufixo "-ic" denota ácidos com maior teor de oxigênio em comparação com aqueles que terminam em "-ous". Correspondentemente, os sais derivados de ácidos "-ic" receberam o sufixo "-ate", como visto no sulfato de cobre, enquanto os sais originados de ácidos "-ous" concluíram com o sufixo "-ite", como o sulfito de cobre.

O profundo impacto desta nova nomenclatura é evidente quando se contrasta o termo contemporâneo "sulfato de cobre" com seu antecessor arcaico, "vitríolo de Vênus". O inovador sistema de nomenclatura de Lavoisier rapidamente se disseminou pela Europa e pelos Estados Unidos, estabelecendo-se como prática padrão na química. Esta adoção sinalizou o início de um paradigma anti-flogístico na disciplina.

A Revolução Química e sua oposição

Lavoisier é amplamente reconhecido como uma figura central na Revolução Química. Suas medições rigorosas e manutenção meticulosa dos registros do balanço de massa durante os experimentos foram fundamentais para garantir ampla aceitação da lei da conservação da massa. Além disso, a introdução de uma nova nomenclatura binomial, inspirada no sistema de Lineu, ressaltou as transformações significativas dentro do campo, conhecidas coletivamente como Revolução Química. Lavoisier enfrentou resistência considerável em seus esforços para reformar a química, especialmente de cientistas flogísticos britânicos como Joseph Priestley, Richard Kirwan, James Keir e William Nicholson. Estes oponentes argumentaram que a quantificação de substâncias não provava inerentemente a conservação da massa. Em vez de apresentar contra-evidências, a oposição afirmou que Lavoisier estava interpretando mal os resultados da sua investigação. Jean Baptiste Biot, aliado de Lavoisier, comentou sua metodologia, observando que “sentiu-se a necessidade de vincular a precisão dos experimentos ao rigor do raciocínio”. Por outro lado, os detratores de Lavoisier sustentavam que a precisão experimental não garantia a precisão das inferências e deduções lógicas. Apesar desta oposição, Lavoisier persistiu em empregar instrumentação altamente precisa para fundamentar as suas conclusões a outros químicos, apresentando frequentemente resultados com cinco a oito casas decimais. Nicholson, no entanto, estimou que apenas três destas casas decimais tinham significado real, comentando:

Se for afirmado que estes resultados não são considerados precisos até aos seus dígitos finais, devo argumentar que tais sequências numéricas extensas, que ocasionalmente ultrapassam a precisão experimental em mil vezes, servem apenas como uma exibição ostentosa desnecessária para a investigação científica genuína. Além disso, quando o nível real de precisão experimental é ocultado do escrutínio, ficamos inclinados a questionar se a exatidão scrupuleuse dos experimentos é realmente suficiente para fornecer as provas de l'ordre demonstratif.

Publicações Significativas

As Memórias da Páscoa

A edição definitiva das Memórias de Páscoa de Lavoisier foi publicada em 1778. Nesse ínterim, Lavoisier teve oportunidade suficiente para replicar vários dos experimentos recentes de Priestley e conduzir suas próprias investigações novas. Além de examinar o ar deflogístico de Priestley, ele analisou meticulosamente o ar residual remanescente após a calcinação do metal. Suas descobertas demonstraram que esse ar residual não sustentava a combustão nem a respiração, e que a combinação de aproximadamente cinco volumes desse ar com um volume de ar deflogisticado produzia ar atmosférico comum. Consequentemente, o ar comum foi identificado como uma mistura de duas espécies quimicamente distintas, possuindo propriedades marcadamente diferentes. Portanto, após a publicação em 1778 das Memórias de Páscoa revisadas, Lavoisier não afirmou mais que o princípio da combinação com os metais durante a calcinação era meramente o ar comum, mas sim "nada mais do que a parte mais saudável e pura do ar" ou a "parte eminentemente respirável do ar". No mesmo ano, ele introduziu o termo “oxigênio” para esse componente atmosférico, derivando-o de palavras gregas que significam “formador de ácido”. Ele observou que os produtos de combustão de não-metais como enxofre, fósforo, carvão e nitrogênio exibiam propriedades ácidas, levando-o a postular que todos os ácidos continham oxigênio, estabelecendo assim o oxigênio como o princípio acidificante fundamental.

Desacreditando a teoria do flogisto

As investigações químicas de Lavoisier de 1772 a 1778 concentraram-se principalmente na formulação de sua nova teoria da combustão. Em 1783, ele apresentou seu tratado, Réflexions sur le phlogistique (Reflexões sobre o flogisto), à academia, que constituiu uma crítica abrangente da teoria prevalecente da combustão do flogisto. Ao mesmo tempo, Lavoisier iniciou uma série de experimentos relativos à composição da água, que posteriormente serviram como uma validação crucial para sua teoria da combustão e obtiveram apoio significativo. Numerosos investigadores têm explorado a reacção entre o "ar inflamável" de Henry Cavendish, agora identificado como hidrogénio, e o "ar deflogisticado" (ar em combustão, agora reconhecido como oxigénio) através de faíscas eléctricas de misturas de gases. Embora todos esses investigadores tenham observado a síntese de água pura por Cavendish pela combustão de hidrogênio em oxigênio, suas interpretações dessa reação divergiram dentro do paradigma da teoria do flogisto. Lavoisier tomou conhecimento das descobertas experimentais de Cavendish em junho de 1783 através de Charles Blagden, antes de sua publicação em 1784, e prontamente identificou a água como o óxido de um gás "hidrogerador".

Colaborando com Laplace, Lavoisier sintetizou água com sucesso, acendendo fluxos de hidrogênio e oxigênio dentro de uma redoma posicionada sobre mercúrio. Os dados quantitativos obtidos nestas experiências fundamentaram suficientemente a afirmação de que a água não era uma substância elementar, crença mantida há mais de dois milénios, mas sim um composto composto por dois gases distintos: hidrogénio e oxigénio. Esta interpretação da água como um composto forneceu uma explicação para o "ar inflamável" produzido quando metais se dissolvem em ácidos (identificado como hidrogênio resultante da decomposição da água) e para a redução de cálculos por "ar inflamável" (uma reação envolvendo gás do cal combinando-se com oxigênio para formar água).

Tratado Elementar de Química

Lavoisier utilizou a nova nomenclatura em sua obra seminal, Traité élémentaire de chimie (Tratado Elementar de Química), publicado em 1789. Esta publicação sintetizou as extensas contribuições de Lavoisier para a química e é amplamente considerada como o primeiro livro moderno na área. No centro deste tratado estava a teoria do oxigênio, que serviu como um canal altamente eficaz para a divulgação desses princípios científicos emergentes. O texto ofereceu uma perspectiva coesa sobre as teorias químicas contemporâneas, articulou uma formulação precisa da lei da conservação da massa e refutou explicitamente a teoria do flogisto. Além disso, elucidou a definição de elemento como uma substância irredutível por qualquer técnica analítica química estabelecida e introduziu a hipótese de Lavoisier a respeito da composição elementar dos compostos químicos. Este trabalho permanece como um clássico fundamental nos anais da história científica. Apesar da resistência inicial de numerosos químicos proeminentes da época aos conceitos inovadores de Lavoisier, a procura pelo Traité élémentaire como texto académico em Edimburgo foi substancial o suficiente para garantir a sua tradução para o inglês aproximadamente um ano após o seu lançamento original em francês. Em última análise, o rigor científico do Traité élémentaire revelou-se suficientemente convincente para persuadir as gerações subsequentes de químicos.

Pesquisa Fisiológica

A ligação intrínseca entre combustão e respiração já era reconhecida há muito tempo, principalmente devido ao papel indispensável do ar em ambos os fenómenos. Conseqüentemente, Lavoisier achou imperativo ampliar sua nascente teoria da combustão para abranger o domínio da fisiologia respiratória. Embora os seus tratados iniciais sobre este assunto tenham sido apresentados à Academia de Ciências em 1777, a sua contribuição mais profunda para esta área surgiu durante o inverno de 1782-1783, em colaboração com Laplace. As descobertas deste esforço colaborativo foram posteriormente documentadas em um livro de memórias intitulado "On Heat". Lavoisier e Laplace desenvolveram um aparelho inovador de calorímetro de gelo especificamente para quantificar a energia térmica liberada durante os processos de combustão e respiração. Este calorímetro apresentava um invólucro externo cheio de neve que, ao derreter, mantinha uma temperatura consistente de 0 °C em torno de uma câmara interna contendo gelo. Através de medições meticulosas de dióxido de carbono e calor gerado por uma cobaia viva encerrada neste dispositivo, e correlacionando esses resultados com o calor produzido quando uma quantidade equivalente de carbono foi queimada no calorímetro para produzir a mesma quantidade de dióxido de carbono exalado pela cobaia, eles deduziram que a respiração constituía fundamentalmente um processo de combustão lento. Lavoisier articulou esta conclusão de forma famosa, afirmando: "la respiration est doc une combustão", afirmando assim que a troca gasosa respiratória é uma forma de combustão, análoga à queima de uma vela.

Essa combustão gradual e sustentada, que se supõe ocorrer dentro dos pulmões, permitiu que os organismos vivos preservassem uma temperatura corporal superior à do ambiente ambiente, elucidando assim o fenômeno anteriormente enigmático do calor animal. Lavoisier posteriormente prosseguiu estas investigações respiratórias entre 1789 e 1790, colaborando com Armand Seguin. Juntos, eles conceberam um extenso programa experimental destinado a analisar de forma abrangente o metabolismo corporal e a respiração, com Seguin servindo como sujeito humano para esses estudos. A convulsão da Revolução Francesa restringiu lamentavelmente a completa conclusão e publicação das suas pesquisas; no entanto, as contribuições inovadoras de Lavoisier neste domínio estimularam investigações análogas sobre processos fisiológicos para as gerações subsequentes.

Legado Científico

As contribuições seminais de Lavoisier para a química resultaram de um esforço deliberado para integrar todas as observações experimentais dentro de uma estrutura teórica unificada. Ele institucionalizou a aplicação rigorosa do equilíbrio químico, aproveitou o papel do oxigênio para desmantelar a teoria do flogisto e formulou um novo sistema de nomenclatura química baseado na afirmação (posteriormente refutada) de que o oxigênio era um componente indispensável de todos os ácidos.

Em colaboração com Laplace, Lavoisier também conduziu investigações pioneiras nas áreas de físico-química e termodinâmica. Utilizando um calorímetro, eles quantificaram o calor gerado por unidade de dióxido de carbono, em última análise, observando uma proporção idêntica para chamas e organismos vivos, sugerindo assim que os animais geram energia através de uma reação semelhante à combustão.

Lavoisier avançou ainda mais conceitos nascentes sobre composição química e transformações, propondo a teoria dos radicais, postulando que os radicais, agindo como grupos funcionais indivisíveis em processos químicos, reagem com o oxigênio. Além disso, a sua descoberta de que o diamante constitui um alótropo cristalino de carbono introduziu o conceito de alotropia em elementos químicos.

Lavoisier também supervisionou a construção de um gasômetro caro, que utilizou durante suas demonstrações. Embora tenha reservado este instrumento específico para suas próprias apresentações, posteriormente desenvolveu gasômetros mais compactos, econômicos e práticos. Esses modelos posteriores ofereceram precisão suficiente, permitindo que uma gama mais ampla de químicos replicasse seus experimentos.

Suas contribuições coletivas são amplamente consideradas essenciais para elevar a química a um rigor científico comparável ao alcançado na física e na matemática durante o século XVIII.

Após sua morte, seus parentes fizeram a curadoria de uma coleção da maioria de seus manuscritos e instrumentos científicos, que foi armazenada no Château de la Canière em Puy-de-Dôme.

Em 1970, o Departamento de Pesquisa Científica e Industrial nomeou oficialmente o Monte Lavoisier, localizado na cordilheira Paparoa, na Nova Zelândia, em sua homenagem.

Na cultura popular

No sétimo episódio da quinta temporada de Breaking Bad, intitulado “Say My Name”, o personagem Walter White instrui Todd Alquist, afirmando: “Não preciso que você seja Antoine Lavoisier”. Esta declaração implica que a assistência da Alquist na produção de metanfetaminas não requer conhecimento de nível especializado.

Prêmios e homenagens

Durante sua vida, Lavoisier recebeu uma medalha de ouro do rei da França em 1766 por suas contribuições à iluminação pública urbana. Ele foi posteriormente nomeado para a Academia Francesa de Ciências em 1768 e eleito membro da Sociedade Filosófica Americana em 1775. Em 1999, o extenso trabalho de Lavoisier foi designado um marco químico histórico internacional pela American Chemical Society, pela Académie des sciences de L'institut de France e pela Société Chimique de France. Além disso, sua publicação de 1788, Méthode de Nomenclature Chimique, em coautoria com Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet e Antoine François, conde de Fourcroy, recebeu o prêmio Citation for Chemical Breakthrough da Divisão de História da Química da American Chemical Society. Este prêmio foi entregue na Académie des Sciences de Paris em 2015.

Várias medalhas Lavoisier foram estabelecidas e concedidas em sua homenagem por diversas organizações, incluindo a Société chimique de France, a Sociedade Internacional de Calorimetria Biológica e a empresa DuPont. Além disso, o Prêmio Franklin-Lavoisier comemora a amizade entre Antoine-Laurent Lavoisier e Benjamin Franklin. Este prémio, que inclui uma medalha, é conferido conjuntamente pela Fondation de la Maison de la Chimie em Paris, França, e pelo Science History Institute em Filadélfia, PA, EUA.

Escritos Selecionados

• Opúsculos físicos e chimiques (Paris: Chez Durand, Didot, Esprit, 1774). (Segunda edição, 1801)
• L'art de fabriquer le salin et la potasse, publicada pela ordem do Rei, pelos registradores-gêneros de Poudres & Salpêtres (Paris, 1779).
• Instruction sur les moyens de pourvoir à la disette des fourrages, et d'augmenter la subsistence des bestiaux, Supplément à l'instruction sur les moyens de pourvoir à la disette des fourrages, publicado par ordre du Roi le 31 mai 1785 (Instrução sobre os meios de compensar a escassez de alimentos com forragens e de aumentar a subsistência do gado, Suplemento à instrução sobre os meios de suprir a escassez de alimentos com forragens, publicado por despacho do Rei em 31 de maio de 1785).
• (com Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet, Antoine Fourcroy) Méthode de nomenclature chimique (Paris: Chez Cuchet, 1787)
• (com Fourcroy, Morveau, Cadet, Baumé, d'Arcet e Sage) Nomenclatura chimique, ou sinônimo ancienne et moderne, pour servir à l'intelligence des auteurs. (Paris: Chez Cuchet, 1789)
• Traité élémentaire de chimie, présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes (Paris: Chez Cuchet, 1789; Bruxelas: Cultures et Civilisations, 1965) (lit. Tratado Elementar de Química, apresentado em uma nova ordem e ao lado das descobertas modernas)
• (com Pierre-Simon Laplace) "Mémoire sur la chaleur," Mémoires de l'Académie des sciences (1780), pp.
• Memória contendo experiências feitas sobre o calor, durante o inverno de 1783 a 1784, por P.S. de Laplace & A. K. Lavoisier (1792)
• Mémoires de Physique et de Chimie, de la Société d'Arcueil (1805: póstumo)

Em tradução

• Essays Physical and Chemical (Londres: para Joseph Johnson, 1776; Londres: Frank Cass and Company Ltd., 1970), traduzido por Thomas Henry de Opúsculos físicos e chimiques.
• A Arte de Fabricar Sais Alcalinos e Potassa, Publicado por Ordem de Sua Majestade Cristã e Aprovado pela Academia Real de Ciências (1784), traduzido por Charles Williamos de L'art de fabriquer le salin et la potasse.
• (com Pierre-Simon Laplace) Memórias sobre o calor: lidas para a Royal Academy of Sciences, 28 de junho de 1783, pelos Srs. De La Place of the Same Academy (Nova York: Neale Watson Academic Publications, 1982), traduzido por Henry Guerlac de Mémoire sur la chaleur.
• Ensaios sobre os efeitos produzidos por diversos processos no ar atmosférico; With A Particular View To An Investigation Of The Constitution Of Acids, traduzido por Thomas Henry (Londres: Warrington, 1783), que compila estes ensaios:

1. "Experiências sobre a respiração de animais e sobre as mudanças efetuadas no ar ao passar por seus pulmões." (Apresentado à Académie des Sciences em 3 de maio de 1777)
2. "Sobre a combustão de velas no ar atmosférico e no ar deflogístico." (Comunicado à Académie des Sciences em 1777)
3. "Sobre a combustão do fósforo de Kunckel."
4. "Sobre a existência de ar no ácido nitroso e sobre os meios de decomposição e recomposição desse ácido."
5. "Sobre a solução de mercúrio em ácido vitriólico."
6. "Experiências sobre a combustão de alume com substâncias flogísticas e sobre as mudanças efetuadas no ar em que o piróforo foi queimado."
7. "Sobre a Vitriolização das Piritas Marciais."
8. "Considerações gerais sobre a natureza dos ácidos e os princípios que os compõem."
9. "Sobre a combinação da matéria do fogo com fluidos evaporáveis; e sobre a formação de fluidos aeroformes elásticos."

• "Reflexões sobre o flogisto", traduzido por Nicholas W. Best de "Réflexions sur le phlogistique, pour servir de suite à la théorie de la combustão et de la calcination" (apresentado à Académie Royale des Sciences em 28 de junho e 13 de julho de 1783). Este trabalho foi posteriormente publicado em duas partes distintas:

1. Atenciosamente, Nicholas W. (2015). "Reflexões sobre o flogisto" I de "Lavoisier: Contra a teoria do flogisto." Fundamentos da Química, 17(2): 361–378. doi:10.1007/s10698-015-9220-5. S2CID 170422925.Atenciosamente, Nicholas W. (2016). "Reflexões sobre o flogisto" II de Lavoisier: Sobre a natureza do calor." Fundamentos da Química, 18(1): 3–13. doi:10.1007/s10698-015-9236-x. S2CID 94677080.Comissão Real sobre Magnetismo Animal – Refere-se às investigações de 1784 realizadas por órgãos científicos franceses, que incorporaram ensaios sistemáticos controlados.
   • Comissão Real sobre Magnetismo Animal – 1784 investigações de órgãos científicos franceses envolvendo ensaios sistemáticos controlados

   Os recursos de arquivo incluem o Fonds Antoine-Laurent Lavoisier, Le Comité Lavoisier e materiais da Académie des sciences.

   • Arquivos: Fundo Antoine-Laurent Lavoisier, Le Comité Lavoisier, Académie des sciences
   • Panopticon Lavoisier, um museu virtual dedicado a Antoine Lavoisier.
   • Uma bibliografia abrangente disponível no Panopticon Lavoisier.
   • As Obras de Lavoisier.

   Informações relativas às suas contribuições científicas.

   • A localização histórica do laboratório de Lavoisier em Paris.
   • Um programa da Radio 4 da BBC discutindo a descoberta do oxigênio.
   • Uma investigação sobre a classificação inicial de materiais como "compostos", atribuída a Fred Senese.
   • A coleção Lavoisier está guardada na Universidade Cornell.

   Uma compilação de seus trabalhos escritos.

   • Obras de Antoine Lavoisier disponíveis através do Project Gutenberg.
   • Obras de ou relativas a Antoine Lavoisier acessíveis através do Internet Archive.
   • Les Œuvres de Lavoisier (As Obras Completas de Lavoisier), editado por Pietro Corsi (Universidade de Oxford) e Patrice Bret (CNRS) (em francês).
   • Oeuvres de Lavoisier (Obras de Lavoisier), composto por seis volumes, disponível em Gallica BnF (em francês).
   • A página do autor no WorldCat.
   • A página de título, xilogravuras e gravuras em cobre criadas por Madame Lavoisier a partir de uma primeira edição de 1789 do Traité élémentaire de chimie estão disponíveis gratuitamente para download em vários formatos nas Coleções Digitais do Science History Institute.