09/05/2021
El químico Antoine-Laurent de Lavoisier murió un día como hoy 8 de mayo de 1794. Tuvo una gran influencia en la revolución de la química y la biología.
Lavoisier nació en una rica familia de la nobleza en París el 26 de agosto de 1743.
Comenzó sus estudios en el Collège des Quatre-Nations, Universidad de París, en 1754, a los 11 años de edad.
En sus 2 últimos años (1760-1761) en la escuela, sus intereses científicos se despertaron y estudió química, botánica, astronomía y matemáticas.
Uno de sus profesores, el
matemático y astrónomo Abbé Nicolas Louis de Lacaille, influyó en el joven Lavoisier para sembrar su interés por la observación meteorológica, un entusiasmo que nunca abandonó.
Ingresó en la facultad de derecho, donde recibió una licenciatura en 1763, aunque nunca ejerció de abogado.
Sin embargo, continuó su educación científica en su tiempo libre.
La educación de Lavoisier estuvo llena de los ideales de la Ilustración francesa de la época. (La Era de la Ilustración [también conocida como la Era de la Razón] fue un movimiento intelectual que incluyó ideas centradas en la búsqueda de la felicidad, la soberanía de la razón y la evidencia de los sentidos como fuentes primarias de conocimiento e ideales avanzados como la libertad, el progreso, la tolerancia, la fraternidad, el gobierno constitucional y la separación de iglesia y estado).
Quedó fascinado por un diccionario de química, hasta adquirir una devoción y pasión por esta ciencia. Asistió a conferencias sobre ciencias naturales.
Su primera publicación química apareció en 1764. De 1763 a 1767, estudió geología.
Trabajó en un estudio geológico de Alsacia-Lorena en junio de 1767. En 1764 leyó su primer artículo en la Academia de Ciencias de Francia sobre las propiedades químicas y físicas del yeso (sulfato de calcio hidratado).
En 1768, Lavoisier recibió un nombramiento provisional en la Academia de Ciencias. En 1769, trabajó en el primer mapa geológico de Francia.
Si bien Lavoisier es comúnmente conocido por sus contribuciones a las ciencias, también dedicó una parte significativa de su fortuna y trabajó para beneficiar al público. Lavoisier era un humanitario: se preocupaba profundamente por la gente de su país y, a menudo, se preocupaba por mejorar el sustento de la población mediante la agricultura, la industria y las ciencias.
El primer caso de esto ocurrió en 1765, cuando presentó un ensayo sobre la mejora del alumbrado público urbano a la Academia de Ciencias de Francia.
Tres años después, en 1768, se centró en un nuevo proyecto para diseñar un acueducto. El objetivo era traer agua del río Yvette a París para que los ciudadanos pudieran tener agua potable limpia. Pero, dado que la construcción nunca comenzó, en cambio se centró en purificar el agua del río Sena. Este fue el proyecto que interesó a Lavoisier en la química del agua y las tareas de saneamiento público.
Además, estaba interesado en la calidad del aire y pasó algún tiempo estudiando los riesgos para la salud asociados con el efecto de la pólvora en el aire.
En 1772, realizó un estudio sobre cómo reconstruir el hospital Hôtel-Dieu, después de haber sido dañado por el fuego, de una manera que permitiera una ventilación adecuada y aire limpio en todas partes.
En ese momento, se sabía que las cárceles de París eran en gran parte inhabitable y el trato de los prisioneros era inhumano.
Participó en investigaciones en 1780 sobre la higiene en las cárceles y había hecho sugerencias para mejorar las condiciones de vida, sugerencias que en gran parte fueron ignoradas.
Obtuvo la gran mayoría de sus ingresos mediante la compra de acciones en "Ferme générale" (una organización subcontratada que se dedicaba a recaudar impuestos para el rey de Francia), lo que le permitió trabajar en ciencias a tiempo completo, vivir cómodamente y contribuir financieramente a mejorar la comunidad.
Era muy difícil conseguir financiación pública para las ciencias en ese momento y, además, no era muy rentable económicamente para el científico medio, por lo que Lavoisier utilizó su riqueza para abrir un laboratorio muy caro y sofisticado en Francia para que los aspirantes a científicos pudieran estudiar sin las barreras. de obtener financiación para su investigación.
En 1771 a los 28 años, se casó con Marie-Anne Pierrette Paulze , la hija de un miembro de alto rango de la "Ferme générale".
Marie-Anne desempeñó un papel importante en la carrera científica de Lavoisier; en particular, le tradujo documentos científicos del inglés al francés.
Además, lo ayudó en el laboratorio y creó muchos bocetos y grabados tallados de los instrumentos de laboratorio utilizados por Lavoisier y sus colegas para sus trabajos científicos.
Editó y publicó las memorias de Antoine y organizó fiestas en las que científicos eminentes discutieron ideas y problemas relacionados con la química.
A finales de 1772, Lavoisier centró su atención en el fenómeno de la combustión , tema sobre el que iba a realizar su contribución más significativa a la ciencia. Informó los resultados de sus primeros experimentos sobre combustión en una nota a la Academia el 20 de octubre, en la que informaba que cuando el fósforo se quemaba, se combinaba con una gran cantidad de aire para producir ácido fosfórico.
El interés de Lavoisier por el tema se despertó durante sus trabajos relacionados en el alumbrado público de París.
Había observado que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos materiales se recubrían con una capa de ceniza hasta un momento determinado del calentamiento, en el resultado la masa era igual que antes de comenzar el proceso.
Si el metal había ganado masa al calcinarse era aparente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa, como era el caso del aire adentro del recipiente.
Por lo tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del supuesto flogisto (una esencia de la cual se creía su existencia en los tiempos de la alquimia), sino la disminución de gases en el recipiente.
La experiencia anterior y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si se tiene en cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos los productos formados, la masa nunca varía.
Esta es la ley de la conservación de la masa, de Lavoisier:
"En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos".
Gracias a más experimentos realizados en la primavera de 1774, demostró que el "flogisto" no existe. Y su colaboración con otros químicos de la época contribuyó al descubrimiento del oxígeno.
Todo este trabajo ocasionó una revolución de la química y un abandono de la antigua alquimia, tan arraigada en la ciencia de aquel entonces. Por ende, Lavoisier tuvo muchos opositores a sus nuevas teorías, a pesar de que las había comprobado con sus experimentos. Solo el tiempo le daría la razón.
Entre los años 1778 y 1784, Lavoisier sintetizó agua quemando chorros de hidrógeno y oxígeno en una campana de vidrio sobre mercurio. Los resultados cuantitativos fueron lo suficientemente buenos para respaldar la afirmación de que el agua no era un elemento, como se había pensado durante más de 2 mil años, sino un compuesto de 2 gases, hidrógeno y oxígeno.
Tuvo que repetir sus experimentos, cada vez con instrumentos mejor calibrados y ante más científicos, hasta que por fin empezó a convencer a algunos de la composición química del agua.
Finalmente, logró desmitificar al agua, el fuego, el aire y la tierra como elementos, presentando en su "Tratado de quimica" (1789) una nueva tabla con 55 elementos a la Academia de Ciencias, la cual con el paso de los años fue adoptada paulatinamente por científicos de toda Europa y Estados Unidos.
Lavoisier también presidió la comisión creada para establecer un sistema uniforme de pesos y medidas, la cual recomendó la adopción del sistema métrico que nos rige en la actualidad.
A medida que la Revolución Francesa ganaba impulso, aumentaron los ataques contra la profundamente impopular "Ferme générale", que finalmente fue abolida en marzo de 1791.
El 8 de agosto de 1793, todas las sociedades científicas, incluida la Academia de Ciencias, fueron suprimidas, a petición del sacerdote católico Abbé Grégorie, uno de los líderes de la revolución.
El 24 de noviembre de 1793 se ordenó el arresto de todos los ex miembros de la Ferme générale.
Lavoisier redactó su defensa, refutando las acusaciones financieras.
Sin embargo, el tribunal se inclinó a creer que, al condenarlos y confiscar sus bienes, recuperaría enormes sumas para el nuevo gobierno.
Antoine-Laurent Lavoisier fue condenado a muerte y decapitado en la guillotina el 8 de mayo de 1794.
Las contribuciones fundamentales de Lavoisier a la química fueron el resultado de un esfuerzo consciente por encajar todos los experimentos en el marco de una sola teoría y se consideran las más importantes para hacer avanzar la química al nivel alcanzado en física y matemáticas durante el siglo XVIII.
No fue perfecto (como todo ser humano) pues creía que el oxígeno formaba parte fundamental de todos los ácidos, algo que hoy se sabe que no es así.
En el siglo XIX, Dimitri Mendeleyev creó una nueva tabla de elementos que descartó muchos de los ácidos incluidos por Lavoisier, pues en realidad son compuestos derivados de elementos.
Además, con el tiempo se demostró una limitación a la ley de la conservación de la materia, formulada por Lavoisier, descrita en la Encyclopedia Britanica edición 1910: “La materia no se crea ni se destruye”.
Esta afirmación parecía razonable, al menos en aquel tiempo.
Sin embargo, la explosión de una bomba atómica sobre la ciudad japonesa de Hiroshima en 1945 puso de manifiesto una limitante en la ley de Lavoisier.
En esa explosión de una masa supercrítica de uranio se formaron diferentes tipos de materia, pero su masa total era menor que la del uranio original. ¿A qué se debió?
A que parte de la masa de uranio se convirtió en una espantosa explosión de energía.
Otro problema de la ley de Lavoisier sobre la conservación de la materia se planteó en 1952 con la detonación de un artefacto termonuclear (la bomba de hidrógeno). En aquella explosión, los átomos de hidrógeno se combinaron para formar helio.
Pero la masa del helio resultante era menor que la del hidrógeno original. Una parte de la masa de hidrógeno se convirtió en energía, provocando una explosión mucho más devastadora que la de la bomba de Hiroshima.
Como demostraron estas explosiones, una mínima cantidad de materia puede convertirse en una enorme manifestación de energía. Esta relación entre la materia y la energía explica la potencia del Sol, que hace posible nuestra vida y bienestar.
¿Cuál es la equivalencia? Pues bien, unos 40 años antes de Hiroshima, en 1905, Albert Einstein había predicho una equivalencia entre la materia y la energía. Su ecuación E=mc2 es muy conocida.
Una vez que Einstein formuló la relación, los científicos pudieron explicar por qué ha brillado el Sol por miles de millones de años.
En el interior del Sol se producen continuas reacciones termonucleares.
De este modo, el Sol convierte cada segundo unos 700 millones de toneladas de hidrógeno se convierten en 695 millones de toneladas de helio, lo que significa que unos 5 millones de toneladas de materia se transforman en energía solar, una pequeña parte de la cual llega a la Tierra y sostiene la vida que hoy disfrutamos.
Pero hay que decir que el proceso inverso también es posible. “La energía se convierte en materia cuando las partículas subatómicas chocan a altas velocidades y crean partículas nuevas y más pesadas”, explica The World Book Encyclopedia.
Los científicos logran esta reacción a una escala limitada, usando enormes máquinas llamadas aceleradores de partículas, en las cuales las partículas subatómicas chocan a grandes velocidades creando materia. “Estamos repitiendo uno de los milagros del universo: transformar energía en materia”, explica el doctor en Física Carlo Rubbia, ganador del premio Nobel.
¿Significa todo esto que Lavoisier estaba equivocado? No necesariamente. Es solo que lo limitaba la tecnología de su tiempo. La ley de la conservación de la masa es válida a pequeña escala; en reacciones nucleares y relativistas no aplica.
A pesar de todo, y de tener al mundo en su contra, hasta el extremo de perder su vida por sus ideas, Lavoisier demostró ser un hombre de ciencia muy adelantado a su tiempo.
Queda en nosotros aprovechar la ciencia para beneficio de la humanidad y no para autodestruirnos.
Fuentes:
Lavoisier, le parcours d'un scientifique révolutionnaire CNRS ( Centre National de la Recherche Scientifique )
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doslavoisier/contenu/alternative/alter2_textes.html
Antoine Lavoisier: fundador de la química moderna
https://archive.org/details/antoinelavoisier0000youn
Ley de la conservación de la masa. Revista Nature.
https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/the-conservation-of-mass-17395478
