Kalsinasi Lavoisier dari timah dan merkuri. "Sepuluh Eksperimen Terindah dalam Sejarah Sains"
Pada tahun 1764, Akademi Ilmu Pengetahuan Paris mengumumkan sebuah kompetisi dengan topik “Menemukan cara terbaik untuk menerangi jalan-jalan kota besar, menggabungkan kecerahan, kemudahan perawatan, dan ekonomi.” Proyek dengan moto "Dan dia akan menandai jalannya dengan cahaya" (kata-kata dari "Aeneid" karya Virgil) diakui sebagai yang terbaik. Proyek ini secara ilmiah membuktikan berbagai perangkat penerangan jalan: lentera minyak dan lilin lemak, dengan dan tanpa reflektor, dll.
Pada tanggal 9 April 1765, pemenangnya dianugerahi medali emas Akademi. Dia ternyata adalah Antoine Laurent Lavoisier yang berusia dua puluh dua tahun - kebanggaan masa depan ilmu pengetahuan Prancis dan dunia.
Ia lahir pada tanggal 26 Agustus 1743 di keluarga seorang pengacara di pengadilan Paris. Ayahnya ingin melihat Antoine sebagai pengacara dan mengirimnya ke lembaga pendidikan bangsawan lama, Mazarin College, kemudian melanjutkan studinya di fakultas hukum universitas tersebut.
Antoine, yang memiliki kemampuan luar biasa, belajar dengan mudah, sejak kecil ia mengembangkan kebiasaan kerja keras dan sistematis. Di universitas tersebut, selain ilmu hukum, Lavoisier juga mempelajari ilmu-ilmu alam yang semakin diminatinya. Ia mendengarkan kuliah kimia dari ahli kimia terkenal G. Ruel, mempelajari mineralogi dari J. Guettard, dan botani dari B. de Jussier.
Pada tahun 1764, Lavoisier lulus dari universitas dengan gelar pengacara, dan pada bulan Februari tahun berikutnya ia mempresentasikan karya pertamanya di bidang kimia, “Analysis of Gypsum,” ke Paris Academy of Sciences, di mana kemandirian dan orisinalitas pemikirannya terungkap. Jika sebelumnya komposisi mineral dinilai terutama berdasarkan “aksi api”, maka ia mempelajari “pada gipsum pengaruh air, pelarut yang hampir universal”; mempelajari proses kristalisasi dan menemukan bahwa ketika gipsum mengeras, ia menyerap air.
Pada tahun 1768 ia terpilih menjadi anggota Akademi Ilmu Pengetahuan sebagai asisten di kelas kimia. Ilmuwan Prancis menaruh harapan besar padanya, dan mereka tidak salah.
Pada tahun yang sama, Lavoisier menjadi petani pajak umum. Sebagai salah satu anggota Perusahaan Umum Perpajakan, ia mendapat hak memungut pajak dan bea dari penduduk. Saat menjalankan tugas Kompeni, ia memeriksa pabrik tembakau dan kantor bea cukai di Prancis bagian barat. Pendapatannya terutama digunakan untuk membeli instrumen mahal untuk penelitian ilmiah. Partisipasi dalam Pertanian Umum menyebabkan kematian tragis ilmuwan besar selama revolusi borjuis.
Karena mempunyai banyak tanggung jawab dalam urusan pertanian, Lavoisier belajar kimia hanya dari jam 6 sampai jam 9 pagi dan dari jam 7 sampai jam 10 malam setiap hari dan seminggu sekali (hari Sabtu) sepanjang hari.
Sejak tahun 1772, Lavoisier mulai mempelajari pembakaran dan pemanggangan logam, dengan maksud untuk “mengulangi dengan tindakan pencegahan baru untuk menggabungkan semua yang kita ketahui tentang udara yang mengikat atau dilepaskan dari tubuh (kita berbicara tentang CO 2 - B.K.), dengan pengetahuan lain yang diperoleh dan menciptakan teori." Pada tahun yang sama, ia memulai eksperimen pembakaran dan kalsinasi logam. Eksperimen pertama adalah membakar berlian. Lavoisier menempatkannya dalam bejana tertutup dan memanaskannya dengan kaca pembesar sampai berliannya hilang. Setelah memeriksa gas yang dihasilkan, Lavoisier menentukan bahwa gas tersebut adalah “udara terikat” (CO 2). Kemudian ilmuwan tersebut membakar fosfor dan belerang dalam labu yang tertutup rapat, setelah sebelumnya ditimbang. Saat menganalisis hasil percobaannya, ia menjadi yakin bahwa berat fosfor dan belerang meningkat selama pembakaran, dan “peningkatan ini terjadi karena banyaknya jumlah udara yang mengikat selama pembakaran.” Hal ini membuat Lavoisier percaya bahwa udara juga diserap selama kalsinasi logam. Buktinya, tahun depan dia akan melakukan eksperimen khusus (sekali lagi, melakukan penimbangan yang cermat). Berbagai logam dipanaskan dalam bejana tertutup: timah, timah, seng. Mula-mula lapisan kerak (oksida) terbentuk di permukaannya, namun setelah beberapa waktu prosesnya terhenti. Namun timbangannya lebih berat dari logam aslinya, dan berat bejana sebelum dan sesudah pemanasan tetap sama. Artinya pertambahan berat logam hanya bisa terjadi karena adanya udara di dalam bejana, tetapi harus ada ruang yang dijernihkan di sana. Memang benar bahwa ketika kapal dibuka, udara mengalir ke dalamnya dan berat kapal menjadi lebih besar (ingat eksperimen M.V. Lomonosov).
Mengapa tidak semua udara dapat bergabung dengan logam? Komponen manakah yang bereaksi dengan zat? Pertanyaan-pertanyaan ini membuat Lavoisier khawatir. Jawabannya muncul setelah pertemuan dengan Priestley.
Mengulangi percobaan ilmuwan Inggris, Lavoisier menyatakan bahwa 1/5 udara bergabung dengan merkuri, mengubahnya menjadi kerak (merkuri oksida), dan 4/5 sisanya tidak mendukung pembakaran dan respirasi. Ketika oksida dipanaskan, volume udara yang sama dilepaskan, yang jika bercampur dengan sisanya, menghasilkan udara asli. Oleh karena itu, udara biasa terdiri dari dua bagian: “udara bersih” dan “udara yang menyesakkan”.
Pada tahun 1775, Lavoisier menjadi “chief manager of mesiu” (manajer industri sendawa dan mesiu). Dia pindah ke Arsenal, di mana dia mendirikan laboratorium yang sangat bagus; Dia bekerja di sana hampir sampai akhir hayatnya.
Pekerjaan yang dilakukan membawa Lavoisier pada gagasan bahwa udara yang “bersih” atau “memberi kehidupan”, dan bukan flogiston yang luar biasa, memainkan peran penting dalam pembakaran zat. Ilmuwan tersebut merangkum semua materi eksperimennya yang kaya dalam tiga artikel, yang ia presentasikan ke Akademi.
Yang pertama meneliti interaksi merkuri dengan “asam vitriol” (asam sulfat) dan pemanggangan merkuri sulfat yang dihasilkan. Artikel kedua, “Tentang Pembakaran Secara Umum”, adalah artikel yang paling penting, karena di dalamnya Lavoisier mengajukan “teori baru tentang pembakaran”. Menurut teori ini, pembakaran adalah proses penggabungan benda dengan oksigen sekaligus melepaskan panas dan cahaya. Produk yang dihasilkan bukanlah zat sederhana, melainkan zat kompleks yang terdiri dari tubuh dan oksigen. Saat terbakar, berat zat bertambah. Artikel ketiga berjudul “Eksperimen pada pernapasan hewan dan perubahan yang terjadi pada udara yang melewati paru-paru.” Di dalamnya, penulis mencatat bahwa respirasi hewan identik dengan pembakaran, hanya saja terjadi lebih lambat, dan panas yang dihasilkan selama proses ini menjaga suhu dalam tubuh tetap konstan.
Karya-karya ini sangat diapresiasi oleh F. Engels, yang menulis bahwa Lavoisier “untuk pertama kalinya menerapkan semua kimia, yang dalam bentuk flogistiknya berdiri di atas kepalanya.”
Teori pembakaran oksigen membantah teori flogiston. Bukan tanpa alasan ahli kimia terhebat pada masa itu adalah penganut flogiston, dan di antara mereka Scheele, Cavendish, Priestley menolak untuk mengakuinya. Di Jerman, para penggemar “masalah yang berapi-api” bahkan membakar potret Lavoisier sebagai tanda protes...
Untuk penelitian inovatifnya, Lavoisier terpilih sebagai akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Paris pada tahun 1778.
Pada tahun 1789, “Kursus Dasar Kimia” diterbitkan dalam tiga bagian - salah satu karya terpenting ilmuwan. Pada tahun yang sama, revolusi borjuis dimulai di Perancis. Pada bulan Maret 1792, pertanian pajak dilikuidasi, dan tahun berikutnya Konvensi memutuskan untuk menangkap petani pajak, termasuk Lavoisier. Usai persidangan, seluruh petani pajak dijatuhi hukuman mati. Pada tanggal 8 Mei 1794, Lavoisier dipenggal. Dia membayar, dalam kata-kata K. A. Timiryazev, “atas dosa seluruh generasi predator yang menyedot sari kehidupan rakyat Prancis.”
Abad kedelapan belas, Prancis, Paris. Antoine Laurent Lavoisier, salah satu pencipta ilmu kimia masa depan, setelah bertahun-tahun bereksperimen dengan berbagai zat di laboratoriumnya yang tenang, berulang kali yakin bahwa ia telah membuat revolusi sejati dalam sains. Eksperimen kimianya yang pada dasarnya sederhana tentang pembakaran zat dalam volume yang tertutup rapat sepenuhnya menyangkal teori flogiston yang diterima secara umum pada saat itu. Namun bukti kuat dan kuantitatif yang mendukung teori pembakaran “oksigen” yang baru tidak diterima dalam dunia ilmiah. Model flogiston yang visual dan nyaman telah tertanam kuat di kepala kita.
Apa yang harus dilakukan? Setelah menghabiskan dua atau tiga tahun dalam upaya yang sia-sia untuk mempertahankan idenya, Lavoisier sampai pada kesimpulan bahwa lingkungan ilmiahnya belum matang untuk argumen teoretis murni dan bahwa ia harus mengambil jalan yang sama sekali berbeda. Pada tahun 1772, ahli kimia besar memutuskan untuk melakukan eksperimen yang tidak biasa untuk tujuan ini. Dia mengundang semua orang untuk mengambil bagian dalam tontonan pembakaran... sepotong berlian yang berat di dalam kuali tertutup. Bagaimana cara menahan rasa ingin tahu? Lagi pula, kita tidak berbicara tentang apa pun, tetapi tentang berlian!
Dapat dimengerti bahwa, mengikuti pesan sensasional tersebut, para penentang keras ilmuwan tersebut, yang sebelumnya tidak ingin mempelajari eksperimennya dengan segala jenis belerang, fosfor, dan batu bara, masuk ke laboratorium bersama dengan orang-orang biasa. Ruangan itu dipoles hingga bersinar dan bersinar tidak kurang dari sebuah batu berharga yang dijatuhi hukuman pembakaran di depan umum. Harus dikatakan bahwa laboratorium Lavoisier pada waktu itu adalah salah satu yang terbaik di dunia dan sepenuhnya konsisten dengan eksperimen mahal yang kini sangat ingin diikuti oleh lawan ideologis pemiliknya.
Berlian itu tidak mengecewakan: ia terbakar tanpa bekas yang terlihat, sesuai dengan hukum yang sama yang berlaku pada zat tercela lainnya. Tidak ada hal baru yang terjadi dari sudut pandang ilmiah. Namun teori “oksigen”, mekanisme pembentukan “udara terikat” (karbon dioksida) akhirnya mencapai kesadaran bahkan orang yang paling skeptis sekalipun. Mereka menyadari bahwa berlian tersebut tidak hilang tanpa jejak, tetapi di bawah pengaruh api dan oksigen, berlian tersebut telah mengalami perubahan kualitatif dan berubah menjadi sesuatu yang lain. Lagi pula, pada akhir percobaan, berat labu sama persis dengan berat di awal. Jadi, dengan hilangnya berlian di depan mata semua orang, kata “phlogiston” menghilang selamanya dari leksikon ilmiah, yang menunjukkan komponen hipotetis dari zat yang diduga hilang selama pembakarannya.
Namun tempat suci tidak pernah kosong. Yang satu pergi, yang lain datang. Teori flogiston digantikan oleh hukum dasar alam yang baru - hukum kekekalan materi. Lavoisier diakui oleh para sejarawan sains sebagai penemu hukum ini. Diamond membantu meyakinkan umat manusia tentang keberadaannya. Pada saat yang sama, para sejarawan yang sama telah menciptakan awan kabut di sekitar peristiwa sensasional tersebut sehingga tampaknya masih cukup sulit untuk memahami kebenaran faktanya. Prioritas penemuan penting telah diperdebatkan selama bertahun-tahun, tanpa alasan apa pun, oleh kalangan “patriotik” di berbagai negara: Rusia, Italia, Inggris…
Argumen apa yang mendukung klaim tersebut? Yang paling konyol. Di Rusia, misalnya, hukum kekekalan materi dikaitkan dengan Mikhail Vasilyevich Lomonosov, yang sebenarnya tidak menemukannya. Selain itu, sebagai bukti, para penulis ilmu kimia tanpa malu-malu menggunakan kutipan dari korespondensi pribadinya, di mana ilmuwan tersebut, berbagi alasannya dengan rekan-rekannya tentang sifat-sifat materi, diduga secara pribadi memberikan kesaksian yang mendukung sudut pandang ini.
Ahli sejarah Italia menjelaskan klaim mereka atas prioritas penemuan dunia dalam ilmu kimia dengan fakta bahwa... Lavoisier bukanlah orang pertama yang memiliki ide untuk menggunakan berlian dalam eksperimen. Ternyata pada tahun 1649, ilmuwan terkemuka Eropa mengetahui surat-surat yang melaporkan eksperimen serupa. Mereka disediakan oleh Akademi Ilmu Pengetahuan Florentine, dan dari isinya dapat disimpulkan bahwa para alkemis lokal telah memaparkan berlian dan rubi ke api yang kuat, menempatkannya dalam wadah yang tertutup rapat. Pada saat yang sama, berlian menghilang, tetapi batu rubi tetap dipertahankan dalam bentuk aslinya, sehingga disimpulkan bahwa berlian sebagai "batu yang benar-benar ajaib, yang sifatnya tidak dapat dijelaskan". Terus? Kita semua, dalam satu atau lain cara, mengikuti jejak para pendahulu kita. Dan fakta bahwa para alkemis Abad Pertengahan Italia tidak mengakui sifat berlian hanya menunjukkan bahwa banyak hal lain yang tidak dapat diakses oleh kesadaran mereka, termasuk pertanyaan ke mana perginya massa suatu zat ketika dipanaskan dalam wadah yang tidak termasuk. akses ke udara.
Ambisi kepenulisan Inggris juga terlihat sangat goyah, karena mereka umumnya menyangkal keterlibatan Lavoisier dalam eksperimen sensasional tersebut. Menurut pendapat mereka, bangsawan besar Prancis secara tidak adil dikreditkan dengan kredit yang sebenarnya milik rekan senegaranya Smithson Tennant, yang dikenal umat manusia sebagai penemu dua logam termahal di dunia - osmium dan iridium. Dialah, menurut klaim Inggris, yang melakukan aksi demonstrasi tersebut. Secara khusus, dia membakar berlian di dalam bejana emas (sebelumnya grafit dan arang). Dan dialah yang memberikan kesimpulan penting bagi perkembangan ilmu kimia bahwa semua zat ini memiliki sifat yang sama dan, ketika dibakar, membentuk karbon dioksida sesuai dengan berat zat yang dibakar.
Namun betapapun kerasnya upaya beberapa sejarawan sains, baik di Rusia maupun di Inggris, untuk meremehkan pencapaian luar biasa Lavoisier dan memberinya peran sekunder dalam penelitian unik, mereka tetap gagal. Orang Prancis yang brilian terus tampil di mata masyarakat dunia sebagai orang yang berpikiran komprehensif dan orisinal. Cukuplah untuk mengingat eksperimennya yang terkenal dengan air suling, yang untuk selamanya mengguncang pandangan umum banyak ilmuwan pada waktu itu tentang kemampuan air untuk berubah menjadi zat padat ketika dipanaskan.
Pandangan salah ini terbentuk berdasarkan pengamatan berikut. Ketika air diuapkan “sampai kering”, residu padat selalu ditemukan di dasar bejana, yang secara sederhana disebut “tanah”. Di sinilah muncul pembicaraan tentang mengubah air menjadi daratan.
Pada tahun 1770, Lavoisier menguji kebijaksanaan konvensional ini. Pertama-tama, dia melakukan segalanya untuk mendapatkan air semurni mungkin. Hal ini dapat dicapai hanya dengan satu cara - penyulingan. Mengambil air hujan terbaik di alam, ilmuwan menyulingnya delapan kali. Kemudian dia mengisi wadah kaca yang telah ditimbang sebelumnya dengan air yang telah dimurnikan dari kotoran, menutupnya rapat-rapat dan mencatat kembali beratnya. Kemudian, selama tiga bulan, dia memanaskan bejana ini di atas kompor hingga isinya hampir mendidih. Alhasil, memang ada “tanah” di dasar wadah.
Tapi dari mana? Untuk menjawab pertanyaan ini, Lavoisier kembali menimbang bejana kering yang massanya mengecil. Setelah menetapkan bahwa berat bejana telah berubah seiring dengan munculnya “bumi” di dalamnya, peneliti menyadari bahwa residu padat yang membingungkan rekan-rekannya hanya keluar dari kaca, dan tidak ada pertanyaan tentang keajaiban apa pun. transformasi air menjadi bumi. Di sinilah proses kimia yang aneh terjadi. Dan di bawah pengaruh suhu tinggi, proses ini berlangsung lebih cepat.
Yuri Frolov.
Sejarah ilmu pengetahuan alam penuh dengan eksperimen yang pantas disebut aneh. Sepuluh yang dijelaskan di bawah ini dipilih seluruhnya sesuai dengan selera penulis, yang mungkin tidak Anda setujui. Beberapa eksperimen yang termasuk dalam koleksi ini tidak menghasilkan apa-apa. Yang lainnya menyebabkan munculnya cabang ilmu baru. Ada eksperimen yang dimulai bertahun-tahun yang lalu, namun belum selesai.
Seperti inilah perhentian di zaman kita, yang dilewati oleh platform dengan terompet, menguji prinsip Doppler.
Donald Kellogg dan Gua.
Dengan gambar ini Anda dapat menguji penglihatan warna Anda. Orang yang penglihatannya normal melihat angka 74 dalam lingkaran, orang buta warna melihat angka 21.
Apa yang dilihat melalui teleskop selama percobaan untuk menguji kebulatan Bumi. Gambar oleh A. Wallace.
Lima tahun lagi akan berlalu, dan setetes resin kental kesembilan sejak 1938 akan jatuh ke dalam gelas.
Biosphere 2 adalah kompleks bangunan raksasa tertutup yang terbuat dari beton, pipa baja, dan 5.600 panel kaca.
NEWTON MELOMPAT
Sebagai seorang anak, Isaac Newton (1643-1727) tumbuh sebagai anak yang lemah dan sakit-sakitan. Dalam permainan outdoor, ia biasanya tertinggal dari teman-temannya.
Pada tanggal 3 September 1658, Oliver Cromwell, seorang revolusioner Inggris yang sempat menjadi penguasa berdaulat negara tersebut, meninggal. Pada hari ini, angin kencang yang luar biasa melanda Inggris. Orang-orang berkata: iblis sendirilah yang terbang demi jiwa perampas kekuasaan! Namun di kota Grantham, tempat tinggal Newton saat itu, anak-anak memulai kompetisi lompat jauh. Menyadari bahwa lebih baik melompat mengikuti angin daripada melawannya, Isaac berlari mendahului semua pesaingnya.
Kemudian, dia memulai eksperimen: dia menuliskan berapa kaki yang bisa dia lompati saat tertiup angin, berapa kaki yang bisa dia lompati melawan angin, dan seberapa jauh dia bisa melompat pada hari yang tidak berangin. Ini memberinya gambaran tentang kekuatan angin, yang dinyatakan dalam kaki. Setelah menjadi ilmuwan terkenal, dia mengatakan bahwa dia menganggap lompatan ini sebagai eksperimen pertamanya.
Newton dikenal sebagai fisikawan hebat, namun eksperimen pertamanya lebih dikaitkan dengan meteorologi.
KONSER DI KERETA API
Ada juga kasus sebaliknya: seorang ahli meteorologi melakukan eksperimen yang membuktikan validitas salah satu hipotesis fisika.
Fisikawan Austria Christian Doppler pada tahun 1842 mengemukakan dan secara teoritis memperkuat asumsi bahwa frekuensi getaran cahaya dan suara harus berubah bagi pengamat tergantung pada apakah sumber cahaya atau suara bergerak dari pengamat atau ke arahnya.
Pada tahun 1845, ahli meteorologi Belanda Christopher Bays-Ballot memutuskan untuk menguji hipotesis Doppler. Dia menyewa lokomotif dengan alas datar, menempatkan dua pemain terompet di peron dan meminta mereka untuk memegang nada G (diperlukan dua pemain terompet agar salah satu dari mereka dapat mengudara sementara yang lain memainkan nada tersebut, sehingga suaranya tidak terganggu. ). Di peron perhentian antara Utrecht dan Amsterdam, ahli meteorologi menempatkan beberapa musisi tanpa instrumen, tetapi dengan pendengaran yang sempurna terhadap musik. Setelah itu lokomotif mulai menyeret peron dengan pemain terompet dengan kecepatan berbeda melewati peron bersama para pendengar, dan mereka mencatat nada mana yang mereka dengar. Kemudian para pengamat dipaksa untuk naik, dan para pemain terompet bermain sambil berdiri di peron. Percobaan berlangsung selama dua hari, dan hasilnya menjadi jelas bahwa Doppler benar.
Ngomong-ngomong, kemudian Beis-Ballot mendirikan dinas cuaca Belanda, merumuskan hukum namanya (jika di Belahan Bumi Utara Anda berdiri membelakangi angin, maka daerah bertekanan rendah ada di sebelah kiri Anda) dan menjadi orang asing anggota yang sesuai dari Akademi Ilmu Pengetahuan St.
ILMU LAHIR DENGAN SEANGKIL TEH
Salah satu pendiri biometrik (statistik matematika untuk memproses hasil percobaan biologis), ahli botani Inggris Robert Fisher bekerja pada tahun 1910-1914 di sebuah stasiun agrobiologi dekat London.
Tim karyawannya hanya terdiri dari laki-laki, tetapi suatu hari mereka mempekerjakan seorang perempuan, seorang spesialis alga. Demi dia, diputuskan untuk mendirikan jam lima di ruang rekreasi. Pada pesta teh pertama, perselisihan muncul tentang topik abadi di Inggris: mana yang lebih benar - menambahkan susu ke dalam teh atau menuangkan teh ke dalam cangkir yang sudah berisi susu? Beberapa orang yang skeptis mulai mengatakan bahwa dengan proporsi yang sama tidak akan ada perbedaan rasa minumannya, tetapi Muriel Bristol, seorang karyawan baru, mengklaim bahwa dia dapat dengan mudah membedakan teh yang "salah" (bangsawan Inggris menganggap menambahkan susu adalah hal yang benar. untuk minum teh, dan bukan sebaliknya).
Di kamar sebelah, dengan bantuan staf ahli kimia, beberapa cangkir teh disiapkan dengan berbagai cara, dan Lady Muriel menunjukkan kehalusan rasanya. Dan Fischer bertanya-tanya: berapa kali percobaan harus diulang agar hasilnya dianggap dapat diandalkan? Lagi pula, jika hanya ada dua cangkir, sangat mungkin untuk menebak metode memasaknya secara kebetulan. Jika tiga atau empat, peluang juga bisa berperan...
Dari refleksi tersebut lahirlah buku klasik Statistical Methods for Scientific Workers yang diterbitkan pada tahun 1925. Metode Fisher masih digunakan oleh para ahli biologi dan dokter.
Perhatikan bahwa Muriel Bristol, menurut ingatan salah satu peserta pesta teh, mengidentifikasi semua cangkir dengan benar.
Ngomong-ngomong, alasan mengapa di masyarakat kelas atas Inggris biasanya menambahkan susu ke dalam teh, dan bukan sebaliknya, dikaitkan dengan fenomena fisik. Kaum bangsawan selalu meminum teh dari porselen, yang bisa pecah jika Anda menuangkan susu dingin ke dalam cangkir terlebih dahulu lalu menambahkan teh panas. Orang Inggris biasa minum teh dari tembikar atau cangkir timah tanpa takut akan integritasnya.
RUMAH MOWGLI
Pada tahun 1931, eksperimen yang tidak biasa dilakukan oleh keluarga ahli biologi Amerika - Winthrop dan Luella Kellogg. Setelah membaca artikel tentang nasib menyedihkan anak-anak yang tumbuh di antara hewan - serigala atau monyet, para ahli biologi mulai berpikir: bagaimana jika kita melakukan yang sebaliknya - mencoba membesarkan bayi monyet dalam keluarga manusia? Apakah dia akan lebih dekat dengan orang tersebut? Awalnya, para ilmuwan ingin pindah bersama putra kecil mereka Donald ke Sumatera, di mana akan mudah menemukan pendamping Donald di antara orangutan, tetapi dana tidak cukup untuk itu. Namun, Pusat Studi Kera Besar Yale meminjamkan mereka seekor simpanse betina kecil bernama Gua. Dia berumur tujuh bulan dan Donald 10 tahun.
Pasangan Kellogg mengetahui bahwa hampir 20 tahun sebelum percobaan mereka, peneliti Rusia Nadezhda Ladygina telah mencoba membesarkan simpanse berusia satu tahun dengan cara yang sama seperti anak-anak dibesarkan, dan selama tiga tahun dia belum berhasil “memanusiakannya”. Namun Ladygina melakukan eksperimen tersebut tanpa partisipasi anak-anak, dan keluarga Kellog berharap mengasuh anak bersama putra mereka akan membuahkan hasil yang berbeda. Selain itu, tidak menutup kemungkinan bahwa usia satu tahun sudah terlambat untuk “dididik ulang”.
Gua diterima dalam keluarga dan mulai dibesarkan setara dengan Donald. Mereka saling menyukai dan segera menjadi tidak terpisahkan. Para peneliti menuliskan setiap detailnya: Donald menyukai bau parfum, Gua tidak menyukainya. Kami melakukan eksperimen: siapa yang dapat dengan cepat menebak cara menggunakan tongkat untuk menggantungkan kue di langit-langit di tengah ruangan pada seutas benang? Dan jika Anda menutup mata anak laki-laki dan monyet dan memanggil nama mereka, siapa yang lebih baik dalam menentukan arah datangnya suara? Gua memenangkan kedua tes tersebut. Namun ketika Donald diberi pensil dan kertas, dia sendiri mulai mencoret-coret sesuatu di kertas itu, dan monyet itu harus diajari apa yang harus dilakukan dengan pensil.
Upaya untuk mendekatkan monyet dengan manusia di bawah pengaruh pendidikan ternyata tidak berhasil. Meskipun Gua sering bergerak dengan dua kaki dan belajar makan dengan sendok, bahkan mulai sedikit memahami ucapan manusia, dia menjadi bingung ketika orang-orang yang dikenalnya muncul dengan pakaian berbeda, dia tidak bisa diajari mengucapkan setidaknya satu kata - “ayah” dan dia, berbeda dengan Donald, saya tidak bisa menguasai permainan sederhana seperti “ladushki” kami.
Namun, percobaan tersebut harus dihentikan ketika ternyata pada usia 19 bulan, Donald tidak bersinar dalam kefasihan - dia hanya menguasai tiga kata. Dan parahnya lagi, ia mulai mengutarakan keinginannya untuk makan dengan suara khas monyet seperti menggonggong. Orang tuanya takut anak laki-laki itu perlahan-lahan akan merangkak dan tidak pernah menguasai bahasa manusia. Dan Gua dikirim kembali ke kamar bayi.
MATA DALTON
Kita akan berbicara tentang eksperimen yang dilakukan atas permintaan pelaku eksperimen setelah kematiannya.
Ilmuwan Inggris John Dalton (1766-1844) dikenang terutama karena penemuannya di bidang fisika dan kimia, serta deskripsi pertama tentang cacat penglihatan bawaan - buta warna, di mana pengenalan warna terganggu.
Dalton sendiri menyadari bahwa dia menderita kekurangan ini hanya setelah dia tertarik pada botani pada tahun 1790 dan merasa sulit untuk memahami monografi dan kunci botani. Ketika teks merujuk pada bunga putih atau kuning, dia tidak mengalami kesulitan, tetapi jika bunga tersebut digambarkan berwarna ungu, merah muda atau merah tua, semuanya tampak tidak dapat dibedakan dari biru hingga Dalton. Seringkali, ketika mengidentifikasi suatu tumbuhan dari deskripsi di buku, seorang ilmuwan harus bertanya kepada seseorang: apakah ini bunga biru atau merah muda? Orang-orang di sekitarnya mengira dia sedang bercanda. Dalton hanya dipahami oleh saudaranya, yang memiliki cacat keturunan yang sama.
Dalton sendiri, membandingkan persepsi warnanya dengan penglihatan warna oleh teman dan kenalannya, memutuskan bahwa ada semacam filter biru di matanya. Dan dia mewariskan kepada asisten laboratoriumnya setelah kematiannya untuk mengangkat matanya dan memeriksa apakah yang disebut badan vitreous, massa agar-agar yang mengisi bola mata, berwarna kebiruan?
Asisten laboratorium melaksanakan keinginan ilmuwan tersebut dan tidak menemukan sesuatu yang istimewa di matanya. Dia berpendapat bahwa Dalton mungkin memiliki sesuatu yang salah dengan saraf optiknya.
Mata Dalton disimpan dalam toples alkohol di Manchester Literary and Philosophical Society, dan di zaman kita, pada tahun 1995, para ahli genetika mengisolasi dan mempelajari DNA dari retina. Seperti yang diduga, gen buta warna ditemukan pada dirinya.
Mustahil untuk tidak menyebutkan dua eksperimen yang sangat aneh dengan organ penglihatan manusia. Isaac Newton memotong probe tipis melengkung dari gading, meluncurkannya ke matanya dan menempelkannya di bagian belakang bola mata. Pada saat yang sama, kilatan dan lingkaran berwarna muncul di mata, yang darinya fisikawan hebat itu menyimpulkan bahwa kita melihat dunia di sekitar kita karena cahaya memberi tekanan pada retina. Pada tahun 1928, salah satu pionir televisi, penemu Inggris John Baird, mencoba menggunakan mata manusia sebagai kamera pemancar, tetapi tentu saja gagal.
APAKAH BUMI ITU BOLA?
Sebuah contoh langka dari eksperimen geografi, yang sebenarnya bukan ilmu eksperimental.
Ahli biologi evolusi Inggris terkemuka, rekan seperjuangan Darwin, Alfred Russell Wallace, adalah pejuang aktif melawan pseudosains dan segala jenis takhayul (lihat Sains dan Kehidupan No. 5, 1997).
Pada bulan Januari 1870, Wallace membaca sebuah iklan di jurnal ilmiah, yang pengirimnya menawarkan taruhan sebesar £500 kepada siapa saja yang mau membuktikan dengan jelas kebulatan Bumi dan “menunjukkan dengan cara yang dapat dimengerti oleh setiap orang yang berakal sehat sebuah kereta api cembung. , sungai, kanal, atau danau.” Perselisihan ini diajukan oleh John Hamden, penulis buku yang membuktikan bahwa Bumi sebenarnya adalah piringan datar.
Wallace memutuskan untuk menerima tantangan tersebut dan memilih kanal sepanjang enam mil lurus untuk menunjukkan kebulatan bumi. Ada dua jembatan di awal dan akhir bagian. Di salah satunya, Wallace memasang teleskop 50x horizontal dengan benang bidik di lensa mata. Di tengah kanal, pada jarak tiga mil dari masing-masing jembatan, ia memasang papan nama tinggi dengan lingkaran hitam di atasnya. Di jembatan lain saya menggantungkan papan dengan garis hitam horizontal. Ketinggian teleskop di atas air, lingkaran hitam dan garis hitam sama persis.
Jika Bumi (dan air di salurannya) datar, garis hitam dan lingkaran hitam harusnya bertepatan di lensa mata teleskop. Jika permukaan airnya cembung, mengulangi cembung bumi, maka lingkaran hitam harus berada di atas garis tersebut. Dan itulah yang terjadi (lihat gambar). Terlebih lagi, besarnya perbedaan tersebut sangat sesuai dengan perhitungan yang diperoleh dari radius planet kita yang diketahui.
Namun, Hamden bahkan menolak untuk melihat melalui teleskop, dan mengirimkan sekretarisnya untuk melakukan hal ini. Dan sekretaris meyakinkan hadirin bahwa kedua nilai tersebut berada pada level yang sama. Jika ada perbedaan yang diamati, hal ini disebabkan oleh penyimpangan lensa teleskop.
Tuntutan hukum bertahun-tahun menyusul, yang mengakibatkan Hamden masih terpaksa membayar 500 pound, namun Wallace menghabiskan lebih banyak biaya hukum.
DUA EKSPERIMEN TERPANJANG
Mungkin yang paling banyak dimulai 130 tahun yang lalu (lihat “Ilmu Pengetahuan dan Kehidupan” No. 7, 2001) dan belum selesai. Ahli botani Amerika W. J. Beale mengubur 20 botol benih gulma biasa di dalam tanah pada tahun 1879. Sejak itu, secara berkala (pertama setiap lima, lalu sepuluh, dan bahkan kemudian - setiap dua puluh tahun) para ilmuwan menggali satu botol dan menguji benih untuk berkecambah. Beberapa gulma yang sangat persisten masih terus berkecambah. Botol berikutnya akan tersedia pada musim semi 2020.
Eksperimen fisika terpanjang dimulai di Universitas Brisbane, Australia, Profesor Thomas Parnell. Pada tahun 1927, ia menempatkan sepotong resin padat - var, yang menurut sifat molekulnya, adalah cairan, meskipun sangat kental, dalam corong kaca yang dipasang pada tripod. Parnell kemudian memanaskan corong hingga pernis sedikit meleleh dan mengalir ke cerat corong. Pada tahun 1938, tetes resin pertama jatuh ke dalam gelas kimia laboratorium yang ditempatkan oleh Parnell. Yang kedua jatuh pada tahun 1947. Pada musim gugur tahun 1948, sang profesor meninggal, dan murid-muridnya terus mengamati kawah tersebut. Sejak itu, penurunannya menurun pada tahun 1954, 1962, 1970, 1979, 1988 dan 2000. Frekuensi tetesan telah melambat dalam beberapa dekade terakhir karena AC dipasang di laboratorium dan suhu menjadi lebih dingin. Anehnya, tidak sekali pun tetesan tersebut jatuh di hadapan salah satu pengamat. Dan bahkan ketika pada tahun 2000 sebuah webcam dipasang di depan corong untuk mengirimkan gambar ke Internet, pada momen kedelapan dan hari ini penurunan terakhir kamera gagal!
Percobaan ini masih jauh dari selesai, namun sudah jelas bahwa var seratus juta kali lebih kental daripada air.
BIOSFER-2
Ini adalah eksperimen terbesar dalam daftar acak kami. Diputuskan untuk membuat model kerja biosfer bumi.
Pada tahun 1985, lebih dari dua ratus ilmuwan dan insinyur Amerika bekerja sama untuk membangun sebuah bangunan kaca besar di Gurun Sonoran (Arizona) yang berisi sampel flora dan fauna bumi. Mereka berencana untuk menutup rapat bangunan tersebut dari masuknya zat dan energi asing (kecuali energi sinar matahari) dan menempatkan tim yang terdiri dari delapan sukarelawan, yang langsung dijuluki “bionauts”, di sini selama dua tahun. Eksperimen tersebut diharapkan dapat berkontribusi pada studi hubungan di biosfer alami dan menguji kemungkinan keberadaan manusia dalam jangka panjang dalam sistem tertutup, misalnya, selama penerbangan luar angkasa jarak jauh. Tumbuhan harus memasok oksigen; air, diharapkan, akan disediakan oleh siklus alami dan proses pemurnian diri secara biologis, makanan oleh tumbuhan dan hewan.
Luas bagian dalam bangunan (1,3 hektar) dibagi menjadi tiga bagian utama. Yang pertama berisi contoh lima karakteristik ekosistem Bumi: sebidang hutan hujan, “samudera” (cekungan air asin), gurun, sabana (dengan “sungai” yang mengalir melaluinya), dan rawa. Di semua bagian ini, perwakilan flora dan fauna yang dipilih oleh ahli botani dan ahli zoologi menetap. Bagian kedua dari bangunan ini didedikasikan untuk sistem pendukung kehidupan: seperempat hektar untuk menanam tanaman yang dapat dimakan (139 spesies, menghitung buah-buahan tropis dari “hutan”), kolam ikan (mereka menganggap ikan nila sebagai tanaman yang bersahaja, tumbuh cepat dan spesies lezat) dan kompartemen untuk pengolahan air limbah biologis. Terakhir, ada tempat tinggal bagi para “bionaut” (masing-masing berukuran 33 meter persegi dengan ruang makan dan ruang tamu bersama). Panel surya menyediakan listrik untuk komputer dan penerangan malam.
Pada akhir September 1991, delapan orang “dikurung” di rumah kaca kaca. Dan masalah segera dimulai. Cuaca menjadi sangat berawan, fotosintesis lebih lemah dari biasanya. Selain itu, bakteri yang mengonsumsi oksigen berkembang biak di dalam tanah, dan dalam waktu 16 bulan kandungannya di udara menurun dari normal 21% menjadi 14%. Kami harus menambahkan oksigen dari luar, dari silinder. Hasil tanaman yang dapat dimakan ternyata lebih rendah dari yang diharapkan, populasi “Biosphere-2” terus-menerus kelaparan (walaupun pada bulan November mereka harus membuka toko kelontong; dalam dua tahun pengalaman, penurunan berat badan rata-rata adalah 13% ). Serangga penyerbuk yang menghuni menghilang (secara umum, 15 hingga 30% spesies punah), tetapi kecoak, yang tidak dihuni siapa pun, berkembang biak. Para “Bionaut” setidaknya masih bisa bertahan di penangkaran selama dua tahun yang direncanakan, namun secara keseluruhan eksperimen tersebut tidak berhasil. Namun, hal ini sekali lagi menunjukkan betapa rumit dan rentannya mekanisme biosfer yang menjamin kehidupan kita.
Struktur raksasa tersebut sekarang digunakan untuk eksperimen individu dengan hewan dan tumbuhan.
PEMBAKARAN BERLIAN
Saat ini, tidak ada yang terkejut dengan eksperimen yang mahal dan membutuhkan fasilitas eksperimen yang besar. Namun, 250 tahun yang lalu hal ini merupakan hal baru, sehingga banyak orang berkumpul untuk menyaksikan eksperimen menakjubkan dari ahli kimia besar Prancis Antoine Laurent Lavoisier (terutama karena eksperimen tersebut dilakukan di udara segar, di taman dekat Louvre).
Lavoisier mempelajari perilaku berbagai zat pada suhu tinggi, dan untuk itu ia membangun instalasi raksasa dengan dua lensa yang memusatkan sinar matahari. Membuat lensa pengumpul dengan diameter 130 sentimeter masih merupakan tugas yang tidak sepele hingga saat ini, tetapi pada tahun 1772 hal itu menjadi mustahil. Namun ahli kacamata menemukan jalan keluarnya: mereka membuat dua gelas bundar cekung, menyoldernya, dan menuangkan 130 liter alkohol ke dalam ruang di antara keduanya. Ketebalan lensa seperti itu di tengahnya adalah 16 sentimeter. Lensa kedua, yang membantu mengumpulkan sinar lebih kuat, berukuran dua kali lebih kecil, dan dibuat dengan cara biasa - dengan menggiling kaca. Optik ini dipasang (gambarnya dapat dilihat di “Science and Life” 8, 2009). Sistem tuas, sekrup, dan roda yang dipikirkan dengan matang memungkinkan lensa diarahkan ke Matahari. Para peserta percobaan mengenakan kacamata berasap.
Lavoisier menempatkan berbagai mineral dan logam sebagai fokus sistem: batu pasir, kuarsa, seng, timah, batu bara, berlian, platinum, dan emas. Dia mencatat bahwa dalam bejana kaca yang tertutup rapat dengan ruang hampa, berlian menjadi hangus ketika dipanaskan, dan terbakar di udara, menghilang sepenuhnya. Percobaan ini menghabiskan ribuan nyawa emas.
LAVOISIER
Dalam sejarah kimia, hanya ada sedikit nama yang dikaitkan dengan begitu banyak peristiwa kimia penting selain nama Antoine Laurent Lavoisier. Dia sendiri relatif sedikit membuat penemuan, namun memiliki bakat yang sangat langka dalam menggabungkan fakta-fakta baru, penemuan orang lain, dan pengalamannya sendiri menjadi satu kesatuan. Dia adalah salah satu ilmuwan alam paling terkemuka, yang karyanya memiliki pengaruh luar biasa tidak hanya pada perkembangan kimia, tetapi juga ilmu alam lainnya, memperkenalkan metode penelitian kuantitatif dan akurasi ke dalamnya. Bahasa indah di mana Lavoisier mengungkapkan pemikirannya, sederhana dan kiasan, di mana setiap kata membangkitkan gagasan yang ingin disampaikan penulis kepada pembaca, telah menjadi prototipe dari apa yang harus diperjuangkan setiap ilmuwan.
A ntoine Laurent Lavoisier lahir pada tahun 1743. Anak laki-laki itu tumbuh dalam masyarakat yang terdiri dari orang-orang yang sangat berbakat - kerabat dan kenalan ayahnya, yang menduduki posisi resmi penting dan terbiasa mendiskusikan berbagai masalah sains dan kehidupan publik di lingkaran mereka. Dalam diskusi tersebut, selalu hadir ilmuwan masa depan, yang segera menarik perhatian dengan kecerdasan dan perkembangannya. Ayahnya, seorang pengacara terkenal, ingin memberikan putranya pendidikan hukum, tetapi, melihat kegemaran pemuda itu terhadap matematika dan ilmu alam, dia menempatkannya di Mazarin College, yang programnya mencakup ilmu-ilmu ini.
Setelah lulus dari perguruan tinggi, Lavoisier memasuki sekolah hukum yang lebih tinggi, di mana ia menerima gelar sarjana hukum, dan setahun kemudian - lisensi hak. Tetapi pada saat yang sama, dia tidak berhenti mempelajari ilmu-ilmu alam, yang sangat dia sukai di perguruan tinggi, terus mempelajarinya di bawah bimbingan ilmuwan paling terkemuka pada masanya - astronom Nicolas Louis Lacaille, ahli botani Bernard Jussieux, ahli geologi dan mineralogi Jean Etienne Guettard, yang menjadi asistennya. Pengacara muda ini sangat tertarik dengan ceramah kimia yang disampaikan oleh Profesor Guillaume François Ruel. Disajikan dengan indah dan disertai dengan berbagai eksperimen, ceramah-ceramah ini selalu menarik banyak penonton. Dari rekaman ceramah-ceramah tersebut, yang telah sampai kepada kami dalam beberapa salinan, terlihat jelas bahwa Ruel berusaha memberikan pemahaman yang utuh kepada para pendengarnya tentang keadaan kimia pada saat itu. Seperti ahli kimia lain pada masa itu, dia adalah pendukung teori flogiston dan, berdasarkan teori tersebut, menjelaskan fenomena kimia. Pada akhirnya, Lavoisier sepenuhnya meninggalkan yurisprudensi dan mengabdikan dirinya sepenuhnya pada ilmu pengetahuan alam. Efisiensi dan sistematisitas yang luar biasa membuat penelitian ini sangat produktif; ia selalu berusaha memahami inti permasalahan dan menemukan penjelasan atas fenomena.
Selain itu, Lavoisier juga sangat tertarik pada isu-isu teknis dan sosio-ekonomi. Penelitian ilmiah pertamanya tentang komposisi gipsum sekaligus merupakan komunikasi pertama yang dilakukannya pada tahun 1765 di Paris Academy of Sciences. Pada tahun yang sama, Lavoisier mengikuti kompetisi yang diumumkan oleh akademi untuk menemukan cara terbaik untuk menerangi jalan-jalan di Paris. Lavoisier menerima medali emas untuk laporannya.
Tentu saja, sebuah proposal segera dibuat untuk memilih Lavoisier, sebagai orang yang terpelajar, cerdas, energik dan sangat berguna bagi ilmu pengetahuan, sebagai anggota Akademi Ilmu Pengetahuan. Pemilihan berlangsung pada tahun 1768. Lavoisier pertama kali menghadiri pertemuan akademi, di mana ia terpilih menjadi anggota beberapa komisi. Aktivitasnya di komisi-komisi ini ditandai dengan metodologi yang sama yang menjadi ciri seluruh karyanya.
Ingin memperbaiki keadaan keuangannya, Lavoisier pada tahun yang sama melakukan tindakan yang berakibat fatal baginya: ia menjadi salah satu petani pajak untuk pajak dalam negeri, seorang “petani umum”, setelah terlebih dahulu mempelajari secara menyeluruh segala sesuatu yang berkaitan dengan “Umum” Petani"*. Para petani memungut pajak dari negara, yaitu mereka menyumbangkan sejumlah uang ke kas setiap tahunnya, dan mereka sendiri memungut pajak dari masyarakat; perbedaannya menguntungkan mereka. Ia dipercaya untuk mengawasi produksi tembakau, mengawasi operasional kepabeanan dan hal-hal lain yang berkaitan dengan pajak tidak langsung. Lavoisier menangani masalah ini dengan energi khasnya pada tahun 1769–1770. sering bepergian keliling Prancis untuk kepentingan pertanian.
Dia juga menggunakan perjalanan ini untuk mempelajari cara minum dan perairan alami lainnya. Mempelajarinya, Lavoisier memperhatikan bahwa bahkan penyulingan seratus kali lipat tidak sepenuhnya menghilangkan air dari kotoran yang terlarut di dalamnya. Dengan asumsi bahwa sumber penyulingan adalah bejana yang digunakan untuk penyulingan, ia memanaskan air dalam bejana kaca hingga 90 °C selama 100 hari. Kemudian, dengan penimbangan yang tepat, ia menentukan berat yang hilang dari bejana dan berat kontaminan yang dilepaskan dari air: kedua berat tersebut ternyata sama. Jadi Lavoisier membantah pendapat kuno bahwa air bisa berubah menjadi “bumi”.
D sepuluh tahun - dari tahun 1771 hingga 1781 - mungkin merupakan tahun yang paling bermanfaat dalam istilah ilmiah: selama tahun tersebut Lavoisier membuktikan validitas teori barunya tentang pembakaran sebagai interaksi kimiawi benda dengan oksigen. Banyaknya tanggung jawab memaksa Lavoisier untuk mendistribusikan harinya secara metodis dan tepat. Jam-jam dari jam 6 sampai jam 9 pagi dan dari jam 7 sampai jam 10 malam dikhususkan untuk kimia, sisa hari dia curahkan untuk bekerja di akademi, untuk penggajian di berbagai komisi. Satu hari dalam seminggu sepenuhnya dikhususkan untuk pekerjaan laboratorium; pengunjung datang kesini dan ikut serta langsung dalam pembahasan hasil yang diperoleh.
Mulai mempelajari fenomena pembakaran dan pembakaran logam, Lavoisier menulis: “Saya mengusulkan untuk mengulangi semua yang dilakukan oleh para pendahulu saya, mengambil semua tindakan pencegahan yang mungkin untuk menggabungkan apa yang telah diketahui tentang udara terikat atau terbebaskan dengan fakta-fakta lain dan memberikan teori baru. Karya-karya para penulis yang disebutkan di atas, jika dilihat dari sudut pandang ini, memberi saya kaitan individual dalam rantai tersebut... Namun banyak eksperimen yang harus dilakukan untuk mendapatkan rangkaian yang lengkap.”
Eksperimen terkait, yang dimulai pada Oktober 1772, dilakukan secara kuantitatif: zat yang diambil dan diperoleh ditimbang dengan cermat. Salah satu hasil percobaan pertama adalah mereka menemukan peningkatan berat ketika belerang, fosfor, dan batu bara dibakar. Kemudian fenomena pembakaran logam juga dipelajari dengan cermat.
Mari kita sajikan di sini beberapa data tentang eksperimen yang sekarang jarang disebutkan, tetapi pada suatu waktu membangkitkan minat besar di kalangan orang-orang sezaman - eksperimen pembakaran berlian.
Telah lama diketahui bahwa ketika dipanaskan cukup kuat di udara, berlian akan hilang tanpa bekas. Lavoisier membuktikan secara eksperimental bahwa udara memainkan peran penting dalam fenomena ini; berlian yang tidak dapat diakses oleh udara tidak berubah pada suhu yang sama. Sebuah berlian yang terbakar di bawah bel kaca oleh sinar matahari yang dikumpulkan pada fokus kaca yang terbakar, seperti yang diperkirakan Lavoisier, menghasilkan gas tak berwarna yang membentuk endapan putih dengan air kapur, yang mendidih ketika asam dituangkan ke atasnya - itu adalah karbon dioksida . Untuk memastikannya, sepotong arang dibakar dalam kondisi yang sama. Akibatnya, seperti saat berlian dibakar, karbon dioksida pun dihasilkan. Dari sini Lavoisier menyimpulkan bahwa intan merupakan modifikasi dari batubara: kedua zat tersebut menghasilkan karbon dioksida ketika dibakar.
Eksperimen ilmuwan dan kesimpulan terpenting darinya dijelaskan olehnya pada tahun 1774. Presentasi yang ahli memberikan bukti yang meyakinkan tentang pendapat bahwa udara terdiri dari dua gas, salah satunya bergabung dengan zat selama pembakaran dan pembakaran. Kita harus bertanya-tanya bagaimana, setelah ini, teori flogiston masih bisa mempertahankan penganutnya yang fanatik. Kesimpulan lebih lanjut dari eksperimen ini diberikan dalam artikel tahun 1775, di mana Lavoisier secara khusus mempertimbangkan sifat gas yang terbentuk selama pembakaran, terutama karbon dioksida.
Seiring dengan karya ilmiah ini, Lavoisier paling aktif terlibat dalam isu-isu praktis yang berkaitan dengan produksi tembakau, garam, dll. Pada tahun 1775, ia diangkat menjadi “kepala manajer mesiu”, yaitu inspektur produksi mesiu. Dia benar-benar mengubah bisnis ini, memusatkannya, dimulai dengan produksi sendawa dan diakhiri dengan pembuatan bubuk mesiu, di tangan negara. Akibatnya, produktivitas pabrik meningkat secara signifikan, dan harga mesiu menurun.
L Avoisier pindah ke Arsenal, di mana dia mendirikan laboratorium untuk dirinya sendiri, tempat dia bekerja hampir sepanjang hidupnya. Laboratorium ini menjadi pusat pertemuan para ilmuwan: baik Perancis maupun asing, yang berperan aktif tidak hanya dalam diskusi, tetapi juga dalam eksperimen itu sendiri. Biasanya di sini, sebelum menyampaikan laporan kepada Akademi Ilmu Pengetahuan, Lavoisier melakukan eksperimen yang diperlukan di depan teman dan kenalannya dan, bersama dengan mereka, mendiskusikan hasilnya berdasarkan teori oksigennya. Setelah membuktikan keabsahan teori ini secara tak terbantahkan, ia memindahkan pusat aktivitas ilmiahnya ke bidang lain yang terkait dengan bidang sebelumnya: ia memulai studi komprehensif tentang sisi kimia respirasi dan perubahan yang terjadi di udara.
Dia membuktikan adanya karbon dioksida yang sama di udara yang dihembuskan, yang terbentuk selama pembakaran. Fakta bahwa larutan gas ini dalam air mempunyai sifat asam, seperti larutan produk pembakaran belerang dan fosfor, memberi Lavoisier alasan untuk percaya bahwa semua senyawa oksigen adalah asam, yang ia nyatakan dengan nama “oksigen”, yaitu asam. mantan. Menarik untuk dicatat bahwa nama “asam karbonat”, yang kemudian diberikan kepada karbon dioksida, masih digunakan oleh banyak orang, meskipun lebih dari seratus tahun yang lalu terbukti bahwa karbon dioksida dan karbon dioksida adalah dua zat yang berbeda.
Pada tahun 1785, Lavoisier diangkat sebagai direktur Akademi Ilmu Pengetahuan dan segera mulai mengubahnya. Sejak saat itu, dia menjadi lebih dekat hubungannya dengan akademi dibandingkan sebelumnya. Laju karya kimia Lavoisier melambat saat ini, namun demikian, sejumlah karya penting yang menarik untuk penerapan praktis kimia muncul dari penanya. Dari penerapan ini, kami hanya akan menyebutkan aktivitas komite penerbangan, yang saat itu masih dalam masa pertumbuhan: balon pertama berisi hidrogen lepas landas pada tahun 1783.
Pada tahun 1790, sebuah penelitian besar tentang sifat panas telah selesai, yang dilakukan oleh ilmuwan bersama dengan akademisi Pierre Simon Laplace. Dalam karya ini mereka menunjukkan bagaimana mengukur jumlah panas, menentukan kapasitas panas suatu benda; Instrumen yang mereka temukan - kalorimeter - masih digunakan untuk tujuan ini sampai sekarang. Dari karyanya tersebut, Lavoisier beralih ke studi tentang munculnya panas dalam tubuh hewan dan menemukan bahwa panas adalah hasil dari proses pembakaran yang lambat, sangat mirip dengan pembakaran batu bara.
Penting untuk menjelaskan lebih banyak tentang karya Lavoisier tentang penguraian air, yang dilakukan pada tahun 1783 dengan melewatkan uap air di atas besi panas, dan tentang sintesisnya. Karya-karya ini akhirnya membuktikan komposisi kompleks air dan sifat hidrogen, sumbernya. Sehubungan dengan hasil-hasilnya, Lavoisier mulai lebih keras menentang teori flogiston, sebuah teori yang tentu saja hanya bisa ada dalam ilmu kimia pada masa itu, yang tidak menggunakan determinasi kuantitatif.
|
Instrumen dan peralatan laboratorium
|
DI DALAM Lavoisier menerbitkan ilmu kimia baru ini dalam bentuk akhirnya pada tahun 1787-1789. Tanggal pertama adalah waktu penyusunan nama-nama baru suatu zat, nama-nama yang menunjukkan susunan benda-benda dari unsur-unsur kimia pembentuknya menurut analisis kimia. Tata nama kimia ilmiah pertama ini dimaksudkan untuk membedakan kimia baru dari kimia lama - flogistik. Nomenklatur yang sama diberikan dalam “Kursus Dasar Kimia” (1789).
Bagian pertama dari karya luar biasa ini dikhususkan untuk deskripsi eksperimen kuantitatif dalam pembentukan dan penguraian gas, pembakaran zat sederhana, dan pembentukan asam dan garam. Setelah mempelajari fenomena fermentasi, Lavoisier menekankan kekhasan interaksi kimia dengan kata-kata berikut: “Tidak ada yang tercipta baik dalam proses buatan maupun alami, dan dapat dinyatakan bahwa dalam setiap operasi terdapat jumlah materi yang sama sebelum dan sesudahnya. setelah itu kualitas dan kuantitas asasnya paling banyak tetap sama, yang ada hanya perpindahan dan pengelompokan kembali. Seluruh seni melakukan eksperimen dalam kimia didasarkan pada proposisi ini. Dalam semua kasus, perlu untuk mengasumsikan kesetaraan yang nyata (lengkap) antara prinsip-prinsip dari badan yang diteliti dan prinsip yang diperoleh darinya melalui analisis. Kesetaraan kimia ini merupakan ekspresi matematis dari persamaan berat badan sebelum dan sesudah interaksi.”
Bagian kedua dari kursus ini dikhususkan untuk zat sederhana yang tidak dapat terurai yang menyusun unsur-unsur kimia. Lavoisier menghitung ada 33 unsur di antaranya (termasuk cahaya dan panas, dan ia menunjukkan bahwa perbaikan dalam metode analisis dapat mengarah pada penguraian beberapa unsur). Berikutnya adalah hubungan timbal balik yang mereka bentuk.
Terakhir, bagian ketiga dari kursus, yang dikhususkan untuk instrumen dan operasi kimia, diilustrasikan dengan berbagai ukiran yang dibuat oleh istri Lavoisier.
Lavoisier berpartisipasi dalam penyelesaian pengembangan sistem bobot dan ukuran yang dilakukan oleh Akademi Ilmu Pengetahuan. Pekerjaan ini dilanjutkan di Majelis Nasional, yang memutuskan untuk memperkenalkan sistem desimal untuk berat dan ukuran berdasarkan panjang meridian bumi. Untuk itu dibentuklah sejumlah komite dan komisi yang dipimpin oleh A.L. Lavoisier, J.A.N. Condorcet, P.S. Laplace. Mereka menyelesaikan pekerjaan yang diberikan kepada mereka, yang hasilnya adalah sistem metrik, yang sekarang digunakan di mana-mana. Ini adalah salah satu karya ilmiah terbaru sang ilmuwan.
“Pertanian pajak umum” dan petani pajak telah lama menjadi sasaran kebencian masyarakat. Majelis Nasional pada bulan Maret 1791 menghapuskan pertanian dan mengusulkan untuk melikuidasinya pada tanggal 1 Januari 1794. Sejak saat itu, Lavoisier berhenti bekerja di lembaga ini. Gerakan melawan petani pajak terus berkembang, dan pada tahun 1793 Konvensi memutuskan untuk menangkap petani pajak dan mempercepat likuidasi pertanian pajak. Bersama orang lain, Lavoisier ditangkap pada 24 November.
Setelah kasus tersebut diadili di pengadilan pada tanggal 8 Mei 1794, semua petani pajak dijatuhi hukuman mati, dan pada hari yang sama Lavoisier dipenggal bersama dengan orang lain.
* Masyarakat untuk memungut pajak dari penduduk.
Mengapa Antoine Lavoisier membakar berlian itu?
Abad kedelapan belas, Prancis, Paris. Antoine Laurent Lavoisier, salah satu pencipta ilmu kimia masa depan, setelah bertahun-tahun bereksperimen dengan berbagai zat di laboratoriumnya yang tenang, berulang kali yakin bahwa ia telah membuat revolusi sejati dalam sains. Eksperimen kimianya yang pada dasarnya sederhana tentang pembakaran zat dalam volume yang tertutup rapat sepenuhnya menyangkal teori flogiston yang diterima secara umum pada saat itu. Namun bukti kuat dan kuantitatif yang mendukung teori pembakaran “oksigen” yang baru tidak diterima dalam dunia ilmiah. Model flogiston yang visual dan nyaman telah tertanam kuat di kepala kita.
Apa yang harus dilakukan? Setelah menghabiskan dua atau tiga tahun dalam upaya yang sia-sia untuk mempertahankan idenya, Lavoisier sampai pada kesimpulan bahwa lingkungan ilmiahnya belum matang untuk argumen teoretis murni dan bahwa ia harus mengambil jalan yang sama sekali berbeda. Pada tahun 1772, ahli kimia besar memutuskan untuk melakukan eksperimen yang tidak biasa untuk tujuan ini. Dia mengundang semua orang untuk mengambil bagian dalam tontonan pembakaran... sepotong berlian yang berat di dalam kuali tertutup. Bagaimana cara menahan rasa ingin tahu? Lagi pula, kita tidak berbicara tentang apa pun, tetapi tentang berlian!
Dapat dimengerti bahwa, mengikuti pesan sensasional tersebut, para penentang keras ilmuwan tersebut, yang sebelumnya tidak ingin mempelajari eksperimennya dengan segala jenis belerang, fosfor, dan batu bara, masuk ke laboratorium bersama dengan orang-orang biasa. Ruangan itu dipoles hingga bersinar dan bersinar tidak kurang dari sebuah batu berharga yang dijatuhi hukuman pembakaran di depan umum. Harus dikatakan bahwa laboratorium Lavoisier pada waktu itu adalah salah satu yang terbaik di dunia dan sepenuhnya konsisten dengan eksperimen mahal yang kini sangat ingin diikuti oleh lawan ideologis pemiliknya.
Berlian itu tidak mengecewakan: ia terbakar tanpa bekas yang terlihat, sesuai dengan hukum yang sama yang berlaku pada zat tercela lainnya. Tidak ada hal baru yang terjadi dari sudut pandang ilmiah. Namun teori “oksigen”, mekanisme pembentukan “udara terikat” (karbon dioksida) akhirnya mencapai kesadaran bahkan orang yang paling skeptis sekalipun. Mereka menyadari bahwa berlian tersebut tidak hilang tanpa jejak, tetapi di bawah pengaruh api dan oksigen, berlian tersebut telah mengalami perubahan kualitatif dan berubah menjadi sesuatu yang lain. Lagi pula, pada akhir percobaan, berat labu sama persis dengan berat di awal. Jadi, dengan hilangnya berlian di depan mata semua orang, kata “phlogiston” menghilang selamanya dari leksikon ilmiah, yang menunjukkan komponen hipotetis dari zat yang diduga hilang selama pembakarannya.
Namun tempat suci tidak pernah kosong. Yang satu pergi, yang lain datang. Teori flogiston digantikan oleh hukum dasar alam yang baru - hukum kekekalan materi. Lavoisier diakui oleh para sejarawan sains sebagai penemu hukum ini. Diamond membantu meyakinkan umat manusia tentang keberadaannya. Pada saat yang sama, para sejarawan yang sama telah menciptakan awan kabut di sekitar peristiwa sensasional tersebut sehingga tampaknya masih cukup sulit untuk memahami kebenaran faktanya. Prioritas penemuan penting telah diperdebatkan selama bertahun-tahun, tanpa alasan apa pun, oleh kalangan “patriotik” di berbagai negara: Rusia, Italia, Inggris…
Argumen apa yang mendukung klaim tersebut? Yang paling konyol. Di Rusia, misalnya, hukum kekekalan materi dikaitkan dengan Mikhail Vasilyevich Lomonosov, yang sebenarnya tidak menemukannya. Selain itu, sebagai bukti, para penulis ilmu kimia tanpa malu-malu menggunakan kutipan dari korespondensi pribadinya, di mana ilmuwan tersebut, berbagi alasannya dengan rekan-rekannya tentang sifat-sifat materi, diduga secara pribadi memberikan kesaksian yang mendukung sudut pandang ini.
Ahli sejarah Italia menjelaskan klaim mereka atas prioritas penemuan dunia dalam ilmu kimia dengan fakta bahwa... Lavoisier bukanlah orang pertama yang memiliki ide untuk menggunakan berlian dalam eksperimen. Ternyata pada tahun 1649, ilmuwan terkemuka Eropa mengetahui surat-surat yang melaporkan eksperimen serupa. Mereka disediakan oleh Akademi Ilmu Pengetahuan Florentine, dan dari isinya dapat disimpulkan bahwa para alkemis lokal telah memaparkan berlian dan rubi ke api yang kuat, menempatkannya dalam wadah yang tertutup rapat. Pada saat yang sama, berlian menghilang, tetapi batu rubi tetap dipertahankan dalam bentuk aslinya, sehingga disimpulkan bahwa berlian sebagai "batu yang benar-benar ajaib, yang sifatnya tidak dapat dijelaskan". Terus? Kita semua, dalam satu atau lain cara, mengikuti jejak para pendahulu kita. Dan fakta bahwa para alkemis Abad Pertengahan Italia tidak mengakui sifat berlian hanya menunjukkan bahwa banyak hal lain yang tidak dapat diakses oleh kesadaran mereka, termasuk pertanyaan ke mana perginya massa suatu zat ketika dipanaskan dalam wadah yang tidak termasuk. akses ke udara.
Ambisi kepenulisan Inggris juga terlihat sangat goyah, karena mereka umumnya menyangkal keterlibatan Lavoisier dalam eksperimen sensasional tersebut. Menurut pendapat mereka, bangsawan besar Prancis secara tidak adil dikreditkan dengan kredit yang sebenarnya milik rekan senegaranya Smithson Tennant, yang dikenal umat manusia sebagai penemu dua logam termahal di dunia - osmium dan iridium. Dialah, menurut klaim Inggris, yang melakukan aksi demonstrasi tersebut. Secara khusus, dia membakar berlian di dalam bejana emas (sebelumnya grafit dan arang). Dan dialah yang memberikan kesimpulan penting bagi perkembangan ilmu kimia bahwa semua zat ini memiliki sifat yang sama dan, ketika dibakar, membentuk karbon dioksida sesuai dengan berat zat yang dibakar.
Namun betapapun kerasnya upaya beberapa sejarawan sains, baik di Rusia maupun di Inggris, untuk meremehkan pencapaian luar biasa Lavoisier dan memberinya peran sekunder dalam penelitian unik, mereka tetap gagal. Orang Prancis yang brilian terus tampil di mata masyarakat dunia sebagai orang yang berpikiran komprehensif dan orisinal. Cukuplah untuk mengingat eksperimennya yang terkenal dengan air suling, yang untuk selamanya mengguncang pandangan umum banyak ilmuwan pada waktu itu tentang kemampuan air untuk berubah menjadi zat padat ketika dipanaskan.
Pandangan salah ini terbentuk berdasarkan pengamatan berikut. Ketika air diuapkan “sampai kering”, residu padat selalu ditemukan di dasar bejana, yang secara sederhana disebut “tanah”. Di sinilah muncul pembicaraan tentang mengubah air menjadi daratan.
Pada tahun 1770, Lavoisier menguji kebijaksanaan konvensional ini. Pertama-tama, dia melakukan segalanya untuk mendapatkan air semurni mungkin. Hal ini dapat dicapai hanya dengan satu cara - penyulingan. Mengambil air hujan terbaik di alam, ilmuwan menyulingnya delapan kali. Kemudian dia mengisi wadah kaca yang telah ditimbang sebelumnya dengan air yang telah dimurnikan dari kotoran, menutupnya rapat-rapat dan mencatat kembali beratnya. Kemudian, selama tiga bulan, dia memanaskan bejana ini di atas kompor hingga isinya hampir mendidih. Alhasil, memang ada “tanah” di dasar wadah.
Tapi dari mana? Untuk menjawab pertanyaan ini, Lavoisier kembali menimbang bejana kering yang massanya mengecil. Setelah menetapkan bahwa berat bejana telah berubah seiring dengan munculnya “bumi” di dalamnya, peneliti menyadari bahwa residu padat yang membingungkan rekan-rekannya hanya keluar dari kaca, dan tidak ada pertanyaan tentang keajaiban apa pun. transformasi air menjadi bumi. Di sinilah proses kimia yang aneh terjadi. Dan di bawah pengaruh suhu tinggi, proses ini berlangsung lebih cepat.
