Joseph Louis Gay-Lussac

Joseph Louis Gay-Lussac

Subida de balão

Joseph Louis Gay-Lussac (nascido em 6 de dezembro de 1778 em Saint-Léonard-de-Noblat , † 9 de maio de 1850 em Paris ) foi um químico e físico francês . Ele descobriu a expansão térmica uniforme dos gases ( lei de Gay-Lussac ). Com Alexander von Humboldt, ele determinou as quantidades de gás na eletrólise da água: hidrogênio / oxigênio= 2/1, bem como a razão das quantidades de gás para a formação de água. Ele também descobriu que, quando gases diferentes reagem, as proporções de volume dos gases individuais devem estar em uma razão inteira ( lei dos volumes múltiplos ). Ele também desenvolveu o primeiro método seguro para a realização de análises elementares para substâncias orgânicas, e também realizou a titulação (análise dimensional) pela primeira vez .

Vida

O pai de Joseph Gay-Lussac era juiz e na verdade se chamava Antoine Gay, uma pequena propriedade perto de onde ela morava se chamava Lussac. Joseph Louis Gay-Lussac era o filho mais velho de uma família de sete pessoas em uma pequena cidade na província francesa de Limousin. Em novembro de 1794 ele foi para Paris; Devido à fome, muitos alunos foram mandados de volta para casa para seus pais - Gay-Lussac foi autorizado a ficar por causa de suas boas habilidades matemáticas. A partir de setembro de 1797, ele frequentou a Escola Politécnica ( École Centrale des Travaux publics ) e depois a École nationale des ponts et chaussées , onde conheceu Claude-Louis Berthollet . Em 1802 tornou-se repetidor de química na École polytechnique e deu aulas de química e uma palestra na Academia de Ciências . Ele se tornou membro da Academia em 1806.

Naquela época, os cientistas estavam interessados ​​na direção da agulha magnética e na composição do ar nas camadas superiores do ar. Antes disso (1804), a Academia Russa de Ciências de São Petersburgo já havia feito seus primeiros exames em um balão. O Institut de France encarregou Gay-Lussac e Jean-Baptiste Biot de tirar medidas com um balão.

Em 24 de agosto de 1804, ele e Biot empreenderam um ousado vôo em um balão de hidrogênio e atingiram uma altitude de 4.000 metros. Nesta ocasião, ambos examinaram o campo magnético da Terra. Em 16 de setembro, ele fez um segundo passeio de balão, desta vez sozinho. Ele coletou amostras de ar em várias altitudes e subiu até 21.600  pés de Paris , que está 7.017 metros acima do local do balão. A análise das amostras junto com Alexander von Humboldt mostrou que o teor de oxigênio do ar não muda com a altitude (o ar torna-se mais rarefeito, mas a proporção dos gases permanece constante). Eles foram capazes de medir uma redução de temperatura de 1 ° C para cada 174 metros de ganho de elevação, e Gay-Lussac e Alexander von Humboldt também foram capazes de refutar a ideia de John Dalton de que gases atomicamente mais pesados ​​afundam, gases atômicos mais leves sobem e que a composição muda na alta atmosfera. Hoje sabemos que a suposição de Dalton teria como consequência, entre outras coisas, que todo o conteúdo de dióxido de carbono da atmosfera terrestre se acumularia em forma pura na superfície terrestre, o que sufocaria os consumidores de oxigênio (por exemplo, todos os animais e humanos). No entanto, a composição química da atmosfera muda ligeiramente com a altitude devido a outras influências físicas; a densidade dos gases não desempenha um papel.

Berthollet fundou uma sociedade científica privada, a Société d'Arcueil . Ali, Gay-Lussac conheceu Pierre-Simon Laplace e Alexander von Humboldt . Com isso, ele empreendeu uma viagem de pesquisa (março de 1805) a Roma e Nápoles (ao Vesúvio), eles passaram o inverno de 1805/1806 em Berlim. Humboldt enfatizou várias vezes que Gay-Lussac teve uma influência duradoura em seu desenvolvimento como cientista.

1808 Gay-Lussac 1808 professor de química prática na École Polytechnique de Paris e ao mesmo tempo professor de física e química na Sorbonne . Em 1809, junto com Louis Jacques Thénard , foi agraciado com o Prêmio Galvânico de 3.000 francos, concedido por Napoleão Bonaparte , pela classe físico-matemática do Institut de France . Gay-Lussac falava italiano, inglês e alemão. Ele foi membro de muitas comissões oficiais (por exemplo, Comité consultatif des arts et des manufaturas (1805), Conseil de perfectionnement des poudres et des salpêtres (1818)).

Desde 1816, Gay-Lussac publicou os Annales de Chimie et de Physique junto com François Arago . Em 1818, a Académie des Sciences francesa anunciou um concurso em que fazia parte do júri dirigido por Arago. Contra a resistência de Siméon Denis Poisson , o vencedor do concurso passou a ser Augustin-Jean Fresnel , que participou com um novo tipo de trabalho sobre óptica de ondas , que entre outras coisas forneceu a base teórica para explicar os pontos de Poisson . 1815 Gay-Lussac tornou-se membro estrangeiro da Royal Society e membro honorário ( Honorary Fellow ) da Royal Society of Edinburgh . Em 1829, ele se tornou membro honorário da Academia Russa de Ciências em São Petersburgo . Em 1830 foi eleito membro estrangeiro da Academia de Ciências de Göttingen e em 1832 foi eleito membro da Academia Americana de Artes e Ciências . Em 31 de maio de 1842, foi aceito como membro estrangeiro da ordem prussiana Pour le Mérite para a ciência e as artes . Ele era membro da Academia Prussiana de Ciências desde 1812 e da Academia de Ciências da Baviera desde 1820 .

Ele se casou com a filha de um músico pobre.

Gay-Lussac sofreu ferimentos graves em uma explosão de hidrocarboneto. Ele nunca superou este acidente.

Gay-Lussac morreu em Paris em 9 de maio de 1850. Ele foi enterrado no cemitério Père Lachaise .

O túmulo de Gay-Lussac no Père Lachaise em Paris

Honras

Em Paris, uma rua e um hotel perto da Sorbonne têm o nome dele. Seu nome está imortalizado na Torre Eiffel, veja a lista de 72 nomes na Torre Eiffel . A cratera lunar Gay-Lussac leva o seu nome. O gênero de planta Gaylussacia Kunth da família das urzes (Ericaceae) leva o seu nome.

Uma unidade de determinação do teor de álcool , anteriormente utilizada principalmente na França , foi nomeada em sua homenagem com o grau de Gay-Lussac .

Trabalho científico

Química Física

Em 1802, ele formulou a lei de Gay-Lussac , segundo a qual os gases se expandem linearmente com o aumento da temperatura se a pressão permanecer constante. O coeficiente de aumento de volume, que Gay-Lussac mediu para cada grau de aumento de temperatura, foi de 1/266 (na verdade: 1/273).

De acordo com essa lei, A. Crawford determinou a temperatura na qual o volume de um gás desaparece e se aproximou do ponto zero absoluto da temperatura (−273 ° C).

Vários cientistas conhecidos ( Amontons , Lambert , Charles ) já haviam feito um trabalho intelectual preparatório para a lei Gay-Lussac, mas ainda não haviam determinado o grau de expansão quando a temperatura aumentava com precisão suficiente. Jacques Alexandre César Charles já notou uma expansão uniforme dos gases (oxigênio, nitrogênio, hidrogênio) na faixa entre 0 e 100 ° C.

Junto com Alexander von Humboldt, Gay-Lussac investigou o volume de hidrogênio e oxigênio que se combinam para formar água. Eles descobriram que exatamente duas partes em volume de gás hidrogênio se combinam com uma parte em volume de gás oxigênio para formar água. Eles também fizeram experimentos para determinar a composição do ar.

Experimentos com outros gases o levaram à constatação de que as relações espaciais dos gases atômicos com os compostos são simples (lei dos volumes múltiplos). De acordo com essa lei, Amedeo Avogadro desenvolveu sua hipótese um pouco mais tarde , que mais tarde se tornou a lei de Avogadro .

A lei dos volumes múltiplos levou Gay-Lussac a outras conclusões. Em 1815, Gay-Lussac desenvolveu um método para determinar as densidades de vapor. Usando as densidades de vapor, foi possível determinar a massa molecular de compostos orgânicos e inorgânicos. Apenas a determinação do volume e do peso de um gás produzido durante a destilação são suficientes para determinar o peso real de uma molécula orgânica facilmente evaporável - em comparação com o gás hidrogênio. Ele usou esse método para determinar as massas molares de ácido cianídrico, etanol e éter dietílico.

Mais tarde (1865), esse método foi aprimorado por August Wilhelm von Hofmann e Victor Meyer .

Em 1807, Gay-Lussac realizou testes de temperatura com duas salas do mesmo tamanho, que estavam ligadas por uma tubulação, podem ser separadas. Ele evacuou uma sala com uma bomba de ar e, em seguida, deixou o gás fluir da outra sala. Ele notou um aumento na temperatura quando o gás entrava e uma diminuição na temperatura quando o gás saía. Este experimento foi realizado em 1845 por James Prescott Joule com melhores métodos de medição, seu resultado foi para a ciência como a lei de Joule e, assim, lançou as bases para a energia interna da termodinâmica .

Gay-Lussac também determinou a capacidade térmica dos gases em pressão e volume constantes. Em 1822, ele introduziu a constante geral do gás a partir da diferença . Posteriormente, Regnault foi capaz de determinar a diferença com mais precisão, razão pela qual R também é chamada de constante de Regnault . ${\ displaystyle R}$${\ displaystyle C_ {p} -C_ {v} = R}$

Além disso, Gay-Lussac tratou de estudos sobre a difusão de líquidos, com a determinação dos pontos de ebulição de dois líquidos, com a dependência da solubilidade e da temperatura dos sais. Gay-Lussac também aprimorou equipamentos para trabalhos físico-químicos (medição de tensão de vapor, barômetro aprimorado, manômetro de pistão).

Química Inorgânica

Desde 1808, Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard tentaram produzir potássio e sódio puros a partir de hidróxido de potássio e hidróxido de sódio, respectivamente, usando uma coluna voltaica . Ao fazer isso, ele sofreu um grave ferimento no olho. Demorou um ano para que sua visão voltasse a ser boa.

Em 1809, Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard encontraram as amidas de potássio e sódio. Em 1810 eles encontraram os peróxidos de potássio e sódio.

Gay-Lussac estudou o iodo, descoberto por Bernard Courtois em 1811 , e mostrou que as propriedades químicas do iodo e do cloro são semelhantes. Ele descobriu o ácido iodídrico e o iodeto de potássio. Ele determinou os estados de oxidação do ácido sulfuroso (1813) e dos íons de nitrogênio . Junto com Thénard, ele descobriu o boro elementar e o ácido fluorídrico quase anidro em 1808 .

Gay-Lussac conseguiu mostrar que a tese de Lavoisier de que todos os ácidos contêm oxigênio estava incorreta. Ele descobriu que o gás ácido clorídrico não continha nenhum oxigênio ligado e foi capaz de identificar o cianeto de hidrogênio e o sulfeto de hidrogênio como ácidos. Como os ácidos conhecidos sempre continham hidrogênio, Gay-Lussac introduziu o prefixo hidro .

Química orgânica

Juntamente com Thénard, Gay-Lussac desenvolveu um aparelho para análise elementar orgânica usando clorato de potássio como agente oxidante. O volume dos gases queimados foi determinado em um tubo de mercúrio, o dióxido de carbono foi ligado ao hidróxido de potássio e então determinado.

De 1815 em diante, Gay-Lussac substituiu o clorato de potássio por óxido de cobre (I) para análise elementar . Ao investigar o cianeto de hidrogênio , que contém nitrogênio, ele usou cobre puro para a análise elementar.

Gay-Lussac também determinou a composição química do cianeto de hidrogênio (e cunhou o termo simultaneamente cianeto de hidrogênio e cianeto ), cloreto de cianogênio , etanol e éter dietílico . Ele também encontrou a equação da fermentação alcoólica .

Em cooperação com Justus von Liebig , Gay-Lussac examina o fulminato de prata . Em 1828, Gay-Lussac permitiu que o cloro agisse sobre as gorduras e ceras, ele reconheceu uma troca de hidrogênio pelo cloro.

Química Analítica

Gay-Lussac desenvolveu um método para determinar o álcool e um método volumétrico para determinar o teor de prata. Ele também introduziu a análise dimensional e titulação . A clorimetria (1824) para a determinação de cloro ou prata e a alcalimetria (1828) foram importantes.

química técnica

Ele desenvolveu a Torre Gay-Lussac para coletar gases nitrosos durante a produção de ácido sulfúrico .

Fontes

• com Louis J. Thénard : Recherches physico-chimiques. 2 volumes. Deterville, Paris 1811, (cópias digitais: Volume 1 , Volume 2 ).

Referências

1. ^ Lista de membros desde 1666: Carta G. Académie des sciences, acessada em 4 de janeiro de 2020 (francês). 
2. ^ Marie-Noëlle Bourguet: Le monde dans un carnet. Alexander von Humboldt en Italie (1805) . Le Félin, Paris 2017, ISBN 978-2-86645-581-1 . 
3. ↑ Petra Werner : Céu e Terra. Alexander von Humboldt e seu “Kosmos” (= contribuições para a pesquisa de Alexander von Humboldt. 24). Akademie Verlag, Berlin 2004, ISBN 3-05-004025-4 , pp. 77-80.
4. ^ Ernest Maindron: Les fondations de prix à l'Académie des sciences. Os lauréats de l'Académie. 1714-1880. Gauthier-Villars, Paris 1881, pp. 69-70 .
5. ↑ Holger Krahnke: Os membros da Academia de Ciências de Göttingen 1751-2001 (= Tratados da Academia de Ciências de Göttingen, Filológico-Aula Histórica. Volume 3, Vol. 246 = Tratados da Academia de Ciências de Göttingen, Matemática-Física Class Episódio 3, vol. 50). Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2001, ISBN 3-525-82516-1 , p. 24.
6. ↑ Ordem Pour le Mérite para Ciência e Artes. Os membros da ordem. Volume 1: 1842-1881. Gebr. Mann, Berlin 1975, ISBN 3-7861-6189-5 , página 42, na página oposta está sua foto com seu autógrafo.
7. ^ Membros das academias anteriores. Louis Joseph Gay-Lussac. Academia de Ciências e Humanidades de Berlin-Brandenburg , acessado em 27 de março de 2015 . 
8. ↑ Lotte Burkhardt: Diretório de nomes de plantas de mesmo nome. Uma coleção de informações epônimas, biográficas e bibliográficas sobre homenagens no mundo das plantas. Edição estendida. Parte 1–2. Jardim Botânico e Museu Botânico de Berlim - Freie Universität Berlin, Berlin 2018, ISBN 978-3-946292-26-5 , doi : 10.3372 / epolist2018 .
9. ↑ Mémoire Sur la combinaison of plants gazeuses, les unes avec les autres. In: Mémoires de physique et de chimie de la Société d'Arcueil . Volume 2, 1809, pp. 207-234 .
10. ↑ Recherches Sur l'acide prussique. In: Annales de Chimie . Volume 95, 1815, páginas 136-251, aqui página 184 .
11. ↑ Recherches Sur l'acide prussique. In: Annales de Chimie. Volume 95, 1815, pp. 136-251 .
12. ↑ Lettre de M. Gay-Lussac e M. Clément, Sur l'analyse de l'alcool et de l'éther sulfurique, et sur les produits de la fermentation. In: Annales de Chimie. Volume 95, 1815, pp. 311-318 .
13. ^ Gay-Lussac: Instruction sur l'essai des matières d'argent par la voie humide. Imprimerie Royale, Paris 1832, ( versão digitalizada ).

literatura

• Josiane Coyac e Marcel Fetizon (eds.): Guy-Lussac. La carrière et l'oeuvre d'un chimiste français durant la première moitié du XIXe siècle. Actes du colloque Gay-Lussac, 11-13 de dezembro de 1978. Ecole Polytechnique, Palaiseau 1980, ISBN 2-7302-0018-5 (francês).
• Maurice Crosland : Gay-Lussac. Scientist et bourgeois. Cambridge University Press, Cambridge et al., 1978, ISBN 0-521-21979-5 (inglês).
• Günther Bugge (Ed.): O livro dos grandes químicos. Volume 1: De Zósimo a Schönbein. Reimpressão da edição de 1929. Verlag Chemie, Weinheim et al., 1974, ISBN 3-527-25021-2 , página 386 e seguintes.
• Carl Graebe : História da Química Orgânica. Volume 1. Springer, Berlin et al., 1920.

Links da web

• Literatura de e sobre Joseph Louis Gay-Lussac no catálogo da Biblioteca Nacional Alemã
• Artigo por / sobre Joseph Louis Gay - Lussac no Polytechnisches Journal
• Entrada sobre Gay-Lussac, Joseph Louis (1778-1850) nos Arquivos da Royal Society , Londres