Calcinação Lavoisier de estanho e mercúrio. "Dez experimentos mais bonitos da história da ciência"
Em 1764, a Academia de Ciências de Paris anunciou um concurso sobre o tema “Encontrar a melhor forma de iluminar as ruas de uma grande cidade, aliando luminosidade, facilidade de manutenção e economia”. O projeto com o lema “E ele marcará o seu caminho com luzes” (letra da “Eneida” de Virgílio) foi reconhecido como o melhor. O projeto fundamentou cientificamente vários dispositivos de iluminação pública: lampiões a óleo e velas de sebo, com e sem refletores, etc.
Em 9 de abril de 1765, o vencedor recebeu a medalha de ouro da Academia. Ele era Antoine Laurent Lavoisier, de 22 anos - o futuro orgulho da ciência francesa e mundial.
Ele nasceu em 26 de agosto de 1743 na família de um advogado da corte parisiense. Seu pai queria ver Antoine como advogado e o enviou para a antiga instituição educacional aristocrática, o Mazarin College, depois seus estudos continuaram na faculdade de direito da universidade.
Antoine, que se distinguia pelas excelentes capacidades, estudava com facilidade, pois desde muito jovem desenvolveu o hábito do trabalho árduo e sistemático. Na universidade, além das ciências jurídicas, Lavoisier também estudou ciências naturais, pelas quais se interessou cada vez mais. Ele assiste a um curso de palestras sobre química do famoso químico G. Ruel, estuda mineralogia com J. Guettard e botânica com B. de Jussier.
Em 1764, Lavoisier formou-se na universidade com o título de advogado, e em fevereiro do ano seguinte apresentou seu primeiro trabalho sobre química, “Análise do Gesso”, à Academia de Ciências de Paris, no qual sua independência e originalidade de pensamento foram revelados. Se antes a composição dos minerais era julgada principalmente pela “ação do fogo”, então ele estudou “no gesso o efeito da água, esse solvente quase universal”; estudou o processo de cristalização e descobriu que quando o gesso endurece, ele absorve água.
Em 1768 foi eleito para a Academia de Ciências como adjunto da classe de química. Os cientistas franceses depositavam grandes esperanças nele e não se enganaram.
No mesmo ano, Lavoisier tornou-se agricultor geral. Como um dos membros da Sociedade Tributária Geral, recebeu o direito de cobrar impostos e taxas da população. Ao cumprir tarefas na Companhia, ele inspecionou fábricas de tabaco e estâncias aduaneiras no oeste da França. A receita foi destinada principalmente à compra de instrumentos caros para pesquisas científicas. A participação na Agricultura Geral tornou-se o motivo da trágica morte do grande cientista durante a revolução burguesa.
Tendo muitas responsabilidades em assuntos agrícolas, Lavoisier estudava química apenas das 6 às 9 horas da manhã e das 7 às 10 horas da noite, todos os dias e uma vez por semana (aos sábados) durante todo o dia.
A partir de 1772, Lavoisier começou a estudar a combustão e torra de metais, pretendendo “repetir com novos cuidados de forma a combinar tudo o que sabemos sobre o ar que se liga ou é libertado dos corpos (estamos a falar de CO 2 - B.K.), com outros conhecimentos adquiridos e criar uma teoria." No mesmo ano, iniciou experimentos de combustão e calcinação de metais. A primeira experiência foi queimar um diamante. Lavoisier colocou-o num recipiente fechado e aqueceu-o com uma lupa até o diamante desaparecer. Depois de examinar o gás resultante, Lavoisier determinou que se tratava de “ar ligado” (CO 2). Em seguida, o cientista queimou fósforo e enxofre em frascos hermeticamente fechados, previamente pesados. Analisando os resultados dos experimentos, ele se convenceu de que o peso do fósforo e do enxofre aumentava durante a combustão, e esse “aumento ocorre devido à enorme quantidade de ar que se liga durante a combustão”. Isto leva Lavoisier a acreditar que o ar também é absorvido durante a calcinação dos metais. Como prova, ele realizará experimentos especiais no próximo ano (novamente, realizando uma pesagem cuidadosa). Vários metais foram aquecidos em recipientes fechados: estanho, chumbo, zinco. A princípio, formou-se uma camada de incrustações (óxidos) em sua superfície, mas depois de algum tempo o processo parou. No entanto, a balança é mais pesada que o metal original e o peso do recipiente antes e depois do aquecimento permaneceu o mesmo. Isso significa que o aumento de peso do metal só poderia ocorrer devido ao ar presente no recipiente, mas aí deve haver um espaço rarefeito. E, de fato, quando a embarcação foi aberta, o ar entrou nela e o peso da embarcação tornou-se maior (lembre-se dos experimentos de M.V. Lomonosov).
Por que nem todo o ar se combina com os metais? Qual de seus componentes reage com substâncias? Essas questões preocupavam Lavoisier. As respostas vieram após uma reunião com Priestley.
Repetindo os experimentos do cientista inglês, Lavoisier afirmou que 1/5 do ar se combina com o mercúrio, transformando-o em incrustações (óxido de mercúrio), e os 4/5 restantes do ar não suportam combustão e respiração. Quando o óxido é aquecido, é liberado o mesmo volume de ar que, misturado com o restante, dá o ar original. Portanto, o ar comum consiste em duas partes: “ar limpo” e “ar sufocante”.
Em 1775, Lavoisier tornou-se o “gerente-chefe da pólvora” (gerente da indústria do salitre e da pólvora). Muda-se para o Arsenal, onde monta um excelente laboratório; Ele trabalhou lá quase até o fim de sua vida.
O trabalho realizado levou Lavoisier à ideia de que o ar “limpo” ou “vivificante”, e não o flogisto fantástico, desempenha um papel importante na combustão de substâncias. O cientista resumiu todo o seu rico material experimental em três artigos, que apresentou à Academia.
O primeiro examinou a interação do mercúrio com o “ácido vitríolo” (ácido sulfúrico) e a torrefação do sulfato de mercúrio resultante. O segundo artigo, “Sobre a combustão em geral”, foi o mais importante, pois nele Lavoisier propôs uma “nova teoria da combustão”. Segundo essa teoria, a combustão é o processo de combinação de corpos com oxigênio com liberação simultânea de calor e luz. Os produtos resultantes não são substâncias simples, mas sim substâncias complexas, constituídas por corpo e oxigênio. Ao queimar, o peso das substâncias aumenta. O terceiro artigo intitulava-se “Experiências sobre a respiração de animais e as mudanças que ocorrem no ar que passa pelos pulmões”. Nele, o autor observou que a respiração animal é idêntica à combustão, só que ocorre de forma mais lenta, e o calor gerado nesse processo mantém uma temperatura constante no corpo.
Esses trabalhos foram muito apreciados por F. Engels, que escreveu que Lavoisier “pela primeira vez colocou de pé toda a química, que em sua forma flogística ficou de cabeça para baixo”.
A teoria da combustão do oxigênio refutou a teoria do flogisto. Não foi à toa que os maiores químicos da época eram adeptos do flogisto, e entre eles Scheele, Cavendish, Priestley recusaram-se a reconhecê-lo. Na Alemanha, os fãs da “matéria ígnea” até queimaram um retrato de Lavoisier em sinal de protesto...
Por sua pesquisa inovadora, Lavoisier foi eleito acadêmico da Academia de Ciências de Paris em 1778.
Em 1789, foi publicado o “Curso Elementar de Química” em três partes - uma das obras mais importantes do cientista. Nesse mesmo ano, a revolução burguesa começou na França. Em março de 1792, a agricultura fiscal foi liquidada e, no ano seguinte, a Convenção decidiu prender os agricultores fiscais, incluindo Lavoisier. Após o julgamento, todos os coletores de impostos foram condenados à morte. Em 8 de maio de 1794, Lavoisier foi guilhotinado. Ele estava pagando, nas palavras de K. A. Timiryazev, “pelos pecados de gerações inteiras de predadores que sugavam o suco vital do povo francês”.
Século XVIII, França, Paris. Antoine Laurent Lavoisier, um dos futuros criadores da ciência química, depois de muitos anos de experiências com várias substâncias no silêncio do seu laboratório, está repetidamente convencido de que fez uma verdadeira revolução na ciência. Seus experimentos químicos essencialmente simples sobre a combustão de substâncias em volumes hermeticamente fechados refutaram completamente a teoria do flogisto geralmente aceita na época. Mas evidências fortes e estritamente quantitativas a favor da nova teoria da combustão do “oxigénio” não são aceites no mundo científico. O modelo visual e conveniente do flogisto tornou-se firmemente enraizado em nossas cabeças.
O que fazer? Depois de passar dois ou três anos em esforços infrutíferos para defender a sua ideia, Lavoisier chega à conclusão de que o seu ambiente científico ainda não amadureceu para argumentos puramente teóricos e que ele deveria seguir um caminho completamente diferente. Em 1772, o grande químico decidiu realizar um experimento incomum para esse fim. Ele convida todos a participarem do espetáculo de queimar... um pesado pedaço de diamante em um caldeirão selado. Como resistir à curiosidade? Afinal, não estamos falando de nada, mas sim de um diamante!
É perfeitamente compreensível que, seguindo a mensagem sensacional, os ardentes oponentes do cientista, que antes não queriam se aprofundar em seus experimentos com todos os tipos de enxofre, fósforo e carvão, tenham entrado no laboratório junto com pessoas comuns. A sala estava polida até brilhar e brilhava nada menos que uma pedra preciosa condenada à queima pública. Deve ser dito que o laboratório de Lavoisier pertencia então a um dos melhores do mundo e era totalmente consistente com uma experiência dispendiosa na qual os oponentes ideológicos do proprietário estavam agora simplesmente ansiosos por participar.
O diamante não decepcionou: queimou sem deixar vestígios visíveis, de acordo com as mesmas leis que se aplicavam a outras substâncias desprezíveis. Nada de significativamente novo aconteceu do ponto de vista científico. Mas a teoria do “oxigênio”, o mecanismo de formação do “ar ligado” (dióxido de carbono) finalmente alcançou a consciência até dos céticos mais inveterados. Eles perceberam que o diamante não havia desaparecido sem deixar vestígios, mas que sob a influência do fogo e do oxigênio havia sofrido mudanças qualitativas e se transformado em outra coisa. Afinal, ao final do experimento o frasco pesava exatamente tanto quanto no início. Assim, com o falso desaparecimento do diamante diante dos olhos de todos, a palavra “flogisto” desapareceu para sempre do léxico científico, denotando um hipotético componente da substância que supostamente se perde durante a sua combustão.
Mas um lugar sagrado nunca está vazio. Um foi, outro veio. A teoria do flogisto foi suplantada por uma nova lei fundamental da natureza - a lei da conservação da matéria. Lavoisier foi reconhecido pelos historiadores da ciência como o descobridor desta lei. Diamond ajudou a convencer a humanidade de sua existência. Ao mesmo tempo, esses mesmos historiadores criaram tantas nuvens de neblina em torno do evento sensacional que ainda parece bastante difícil compreender a confiabilidade dos fatos. A prioridade de uma importante descoberta tem sido contestada há muitos anos, sem qualquer razão, por círculos “patrióticos” em vários países: Rússia, Itália, Inglaterra...
Que argumentos apoiam as afirmações? Os mais ridículos. Na Rússia, por exemplo, a lei da conservação da matéria é atribuída a Mikhail Vasilyevich Lomonosov, que na verdade não a descobriu. Além disso, como prova, os escribas da ciência química usam descaradamente trechos de sua correspondência pessoal, onde o cientista, compartilhando com os colegas seu raciocínio sobre as propriedades da matéria, supostamente testemunha pessoalmente a favor desse ponto de vista.
Os historiógrafos italianos explicam suas reivindicações à prioridade de uma descoberta mundial na ciência química pelo fato de que... Lavoisier não foi o primeiro a ter a ideia de usar diamante em experimentos. Acontece que em 1649, proeminentes cientistas europeus tomaram conhecimento de cartas relatando experiências semelhantes. Eles foram fornecidos pela Academia Florentina de Ciências e, pelo seu conteúdo, concluiu-se que os alquimistas locais já haviam exposto diamantes e rubis a fogo forte, colocando-os em recipientes hermeticamente fechados. Ao mesmo tempo, os diamantes desapareceram, mas os rubis foram preservados na sua forma original, de onde se tirou a conclusão sobre o diamante como “uma pedra verdadeiramente mágica, cuja natureza desafia qualquer explicação”. E daí? Estamos todos, de uma forma ou de outra, seguindo os passos dos nossos antecessores. E o fato de os alquimistas da Idade Média italiana não terem reconhecido a natureza do diamante apenas sugere que muitas outras coisas eram inacessíveis à sua consciência, incluindo a questão de para onde vai a massa de uma substância quando é aquecida em um recipiente que exclui acesso ao ar.
As ambições autorais dos britânicos também parecem muito instáveis, já que geralmente negam o envolvimento de Lavoisier na experiência sensacional. Na opinião deles, o grande aristocrata francês foi injustamente creditado com o crédito que na verdade pertencia ao seu compatriota Smithson Tennant, que é conhecido pela humanidade como o descobridor dos dois metais mais caros do mundo - o ósmio e o irídio. Foi ele, como afirmam os britânicos, quem realizou tais acrobacias de demonstração. Em particular, ele queimou diamante em um vaso de ouro (anteriormente grafite e carvão). E foi ele quem tirou a importante conclusão para o desenvolvimento da química de que todas essas substâncias são da mesma natureza e, quando queimadas, formam dióxido de carbono estritamente de acordo com o peso das substâncias queimadas.
Mas por mais que alguns historiadores da ciência tentem, quer na Rússia quer em Inglaterra, menosprezar as realizações notáveis de Lavoisier e atribuir-lhe um papel secundário na investigação única, eles ainda falham. O brilhante francês continua a permanecer aos olhos da comunidade mundial como um homem de mente abrangente e original. Basta lembrar seu famoso experimento com água destilada, que abalou de uma vez por todas a visão predominante entre muitos cientistas da época sobre a capacidade da água de se transformar em uma substância sólida quando aquecida.
Esta visão incorreta foi formada com base nas seguintes observações. Quando a água era evaporada “até à secura”, invariavelmente era encontrado um resíduo sólido no fundo do recipiente, que por simplicidade era chamado de “terra”. Foi aqui que se falou em transformar água em terra.
Em 1770, Lavoisier colocou à prova essa sabedoria convencional. Para começar, ele fez de tudo para conseguir a água mais pura possível. Isto só poderia ser alcançado de uma maneira - destilação. Aproveitando a melhor água da chuva da natureza, o cientista a destilou oito vezes. Em seguida, encheu um recipiente de vidro pré-pesado com água purificada de impurezas, fechou-o hermeticamente e registrou novamente o peso. Então, durante três meses, ele aqueceu a vasilha no fogo, deixando seu conteúdo quase fervendo. Como resultado, realmente havia “solo” no fundo do contêiner.
Mas onde? Para responder a esta pergunta, Lavoisier pesou novamente o recipiente seco, cuja massa havia diminuído. Tendo estabelecido que o peso do recipiente havia mudado tanto quanto a “terra” havia aparecido nele, o experimentador percebeu que o resíduo sólido que havia confundido seus colegas estava simplesmente vazando do vidro, e não poderia haver dúvida de qualquer milagre. transformações da água em terra. É aqui que ocorre um curioso processo químico. E sob a influência de altas temperaturas ocorre muito mais rápido.
Iuri Frolov.
A história das ciências naturais está repleta de experimentos que merecem ser chamados de estranhos. Os dez descritos abaixo foram escolhidos inteiramente de acordo com o gosto do autor, de quem você pode discordar. Algumas das experiências incluídas nesta coleção terminaram em nada. Outros levaram ao surgimento de novos ramos da ciência. Existem experimentos que começaram há muitos anos, mas ainda não foram concluídos.
É assim que se parece a parada de nosso tempo, por onde passou uma plataforma com trompetistas, testando o princípio Doppler.
Donald Kellogg e Gua.
Com este desenho você pode testar sua visão de cores. Pessoas com visão normal veem o número 74 no círculo, pessoas daltônicas veem o número 21.
O que foi visto através de um telescópio durante um experimento para testar a esfericidade da Terra. Desenho de A. Wallace.
Mais cinco anos se passarão e a nona gota de resina viscosa desde 1938 cairá no vidro.
A Biosfera 2 é um gigantesco complexo selado de edifícios feitos de concreto, tubos de aço e 5.600 painéis de vidro.
SALTO DE NEWTON
Quando criança, Isaac Newton (1643-1727) cresceu como um menino bastante frágil e doente. Em jogos ao ar livre, ele geralmente ficava atrás de seus colegas.
Em 3 de setembro de 1658, Oliver Cromwell, um revolucionário inglês que se tornou brevemente o governante soberano do país, morreu. Neste dia, um vento invulgarmente forte varreu a Inglaterra. O povo dizia: foi o próprio diabo quem voou pela alma do usurpador! Mas na cidade de Grantham, onde Newton morava naquela época, as crianças iniciaram uma competição de salto em distância. Percebendo que era melhor pular contra o vento do que contra ele, Isaac galopou à frente de todos os seus rivais.
Mais tarde, ele começou experimentos: anotou quantos metros conseguia saltar com o vento, quantos metros conseguia saltar contra o vento e até onde conseguia saltar num dia sem vento. Isso lhe deu uma ideia da força do vento, expressa em pés. Já tendo se tornado um cientista famoso, ele disse que considerava esses saltos seus primeiros experimentos.
Newton é conhecido como um grande físico, mas seu primeiro experimento pode ser atribuído mais à meteorologia.
CONCERTO SOBRE TRILHOS
Houve também o caso oposto: um meteorologista conduziu um experimento que comprovou a validade de uma hipótese física.
O físico austríaco Christian Doppler, em 1842, apresentou e fundamentou teoricamente a suposição de que a frequência das vibrações luminosas e sonoras deveria mudar para o observador dependendo se a fonte de luz ou som se move do observador ou em sua direção.
Em 1845, o meteorologista holandês Christopher Bays-Ballot decidiu testar a hipótese de Doppler. Ele alugou uma locomotiva com carroceria, colocou dois trompetistas na plataforma e pediu que segurassem a nota G (eram necessários dois trompetistas para que um deles pudesse respirar enquanto o outro tocava a nota, e assim o som não seria interrompido ). Na plataforma de uma escala entre Utrecht e Amesterdão, o meteorologista colocou vários músicos sem instrumentos, mas com ouvido absoluto para música. Depois disso, a locomotiva começou a arrastar a plataforma com os trompetistas em diferentes velocidades, passando pela plataforma com os ouvintes, e eles notaram qual nota ouviram. Em seguida, os observadores foram forçados a cavalgar e os trompetistas tocaram em pé na plataforma. Os experimentos duraram dois dias e, como resultado, ficou claro que Doppler estava certo.
A propósito, mais tarde Beis-Ballot fundou o serviço meteorológico holandês, formulou a lei do seu nome (se no Hemisfério Norte você ficar de costas para o vento, a área de baixa pressão estará à sua esquerda) e tornou-se um estrangeiro membro correspondente da Academia de Ciências de São Petersburgo.
A CIÊNCIA NASCE COM UMA XÍCARA DE CHÁ
Um dos fundadores da biometria (estatística matemática para processamento de resultados de experimentos biológicos), o botânico inglês Robert Fisher trabalhou em 1910-1914 em uma estação agrobiológica perto de Londres.
A equipe de funcionários era formada apenas por homens, mas um dia contrataram uma mulher, especialista em algas. Para o bem dela, decidiu-se estabelecer pífaros na sala comunal. Logo na primeira festa do chá surgiu uma disputa sobre um tema eterno para a Inglaterra: o que é mais correto - adicionar leite ao chá ou colocar o chá em uma xícara que já contém leite? Alguns céticos começaram a dizer que com a mesma proporção não haveria diferença no sabor da bebida, mas Muriel Bristol, uma nova funcionária, afirmou que conseguia distinguir facilmente o chá “errado” (os aristocratas ingleses consideram correto adicionar leite ao chá, e não vice-versa).
Na sala ao lado, com o auxílio da farmacêutica, várias xícaras de chá foram preparadas de diversas maneiras, e Lady Muriel mostrou a sutileza de seu paladar. E Fischer se perguntou: quantas vezes o experimento deve ser repetido para que o resultado seja considerado confiável? Afinal, se houvesse apenas duas xícaras, seria perfeitamente possível adivinhar o método de cozimento por puro acaso. Se fossem três ou quatro, o acaso também poderia desempenhar um papel...
Dessas reflexões nasceu o clássico livro Statistical Methods for Scientific Workers, publicado em 1925. Os métodos de Fisher ainda são usados por biólogos e médicos.
Observe que Muriel Bristol, segundo as lembranças de um dos participantes da festa do chá, identificou corretamente todas as xícaras.
Aliás, a razão pela qual na alta sociedade inglesa é costume adicionar leite ao chá, e não vice-versa, está associada a um fenômeno físico. A nobreza sempre bebeu chá de porcelana, que pode estourar se você primeiro colocar leite frio na xícara e depois adicionar o chá quente. Os ingleses comuns bebiam chá em canecas de barro ou lata, sem temer por sua integridade.
CASA MOWGLI
Em 1931, um experimento incomum foi realizado por uma família de biólogos americanos - Winthrop e Luella Kellogg. Depois de ler um artigo sobre o triste destino das crianças que crescem entre animais - lobos ou macacos, os biólogos começaram a pensar: e se fizermos o oposto - tentarmos criar um bebê macaco em uma família humana? Ele vai se aproximar da pessoa? A princípio, os cientistas queriam se mudar com seu filho Donald para Sumatra, onde seria fácil encontrar uma companhia para Donald entre os orangotangos, mas não havia dinheiro para isso. No entanto, o Centro de Estudo de Grandes Primatas de Yale emprestou-lhes uma pequena chimpanzé fêmea chamada Gua. Ela tinha sete meses e Donald, 10.
O casal Kellogg sabia que quase 20 anos antes da sua experiência, a investigadora russa Nadezhda Ladygina já tinha tentado criar um chimpanzé de um ano da mesma forma que as crianças são criadas, e durante três anos não obteve sucesso em “humanizá-lo”. Mas Ladygina conduziu o experimento sem a participação das crianças, e os Kellogs esperavam que a co-parentalidade com o filho produzisse resultados diferentes. Além disso, não se pode excluir que a idade de um ano já seja tarde demais para a “reeducação”.
Gua foi aceito na família e passou a ser criado igualmente com Donald. Eles gostavam um do outro e logo se tornaram inseparáveis. Os experimentadores anotaram cada detalhe: Donald gosta do cheiro de perfume, Gua não gosta. Realizamos experimentos: quem consegue adivinhar rapidamente como usar um palito para pendurar um biscoito no teto, no meio da sala, por um fio? E se você vendar os olhos de um menino e de um macaco e os chamar pelo nome, quem será melhor para determinar a direção de onde vem o som? Gua venceu os dois testes. Mas quando Donald recebeu lápis e papel, ele próprio começou a rabiscar algo na folha, e o macaco teve que aprender o que fazer com um lápis.
As tentativas de aproximar o macaco dos humanos sob a influência da educação revelaram-se bastante malsucedidas. Embora Gua muitas vezes se movesse sobre duas pernas e aprendesse a comer com colher, até começasse a entender um pouco a fala humana, ficava confusa quando pessoas conhecidas apareciam com roupas diferentes, ela não conseguia ensiná-la a pronunciar pelo menos uma palavra - “pai” e ela, ao contrário de Donald, não conseguia dominar um jogo simples como o nosso “ladushki”.
No entanto, o experimento teve que ser interrompido quando se descobriu que aos 19 meses Donald não brilhava com eloquência - ele dominava apenas três palavras. E o que é pior, ele começou a expressar sua vontade de comer com um típico som de macaco como latido. Os pais temiam que o menino gradualmente caísse de quatro e nunca dominasse a linguagem humana. E Gua foi mandado de volta para a creche.
OS OLHOS DE DALTON
Falaremos sobre um experimento realizado a pedido do experimentador após sua morte.
O cientista inglês John Dalton (1766-1844) é lembrado principalmente por suas descobertas no campo da física e da química, bem como pela primeira descrição de um defeito congênito da visão - o daltonismo, em que o reconhecimento das cores é prejudicado.
O próprio Dalton percebeu que sofria dessa deficiência somente depois que se interessou por botânica em 1790 e achou difícil entender monografias e chaves botânicas. Quando o texto se referia a flores brancas ou amarelas, ele não teve dificuldade, mas se as flores fossem descritas como roxas, rosa ou vermelhas escuras, todas pareciam indistinguíveis do azul para Dalton. Muitas vezes, ao identificar uma planta a partir da descrição de um livro, um cientista tinha que perguntar a alguém: esta é uma flor azul ou rosa? As pessoas ao seu redor pensaram que ele estava brincando. Dalton era compreendido apenas por seu irmão, que tinha o mesmo defeito hereditário.
O próprio Dalton, comparando sua percepção das cores com a visão das cores por amigos e conhecidos, decidiu que havia algum tipo de filtro azul em seus olhos. E legou ao seu auxiliar de laboratório após sua morte que retirasse os olhos e verificasse se o chamado corpo vítreo, a massa gelatinosa que preenche o globo ocular, tinha uma cor azulada?
O assistente de laboratório atendeu aos desejos do cientista e não encontrou nada de especial em seus olhos. Ele sugeriu que Dalton pode ter tido algo errado com seus nervos ópticos.
Os olhos de Dalton foram preservados em uma jarra de álcool na Manchester Literary and Philosophical Society, e já em nossa época, em 1995, geneticistas isolaram e estudaram o DNA da retina. Como seria de esperar, genes para daltonismo foram encontrados nela.
É impossível não mencionar mais dois experimentos extremamente estranhos com os órgãos visuais humanos. Isaac Newton cortou uma sonda fina e curva de marfim, lançou-a no olho e pressionou-a na parte de trás do globo ocular. Ao mesmo tempo, surgiram flashes e círculos coloridos nos olhos, dos quais o grande físico concluiu que vemos o mundo ao nosso redor porque a luz pressiona a retina. Em 1928, um dos pioneiros da televisão, o inventor inglês John Baird, tentou usar o olho humano como câmera transmissora, mas naturalmente falhou.
A TERRA É UMA BOLA?
Um raro exemplo de experimento em geografia, que na verdade não é uma ciência experimental.
O notável biólogo evolucionista inglês, companheiro de armas de Darwin, Alfred Russell Wallace, foi um lutador ativo contra a pseudociência e todos os tipos de superstições (ver Science and Life No. 5, 1997).
Em janeiro de 1870, Wallace leu um anúncio em uma revista científica, cujo remetente oferecia uma aposta de £ 500 para qualquer um que se comprometesse a provar claramente a esfericidade da Terra e “demonstrar de uma maneira compreensível para qualquer pessoa razoável uma ferrovia convexa”. , rio, canal ou lago.” A disputa foi proposta por um certo John Hamden, autor de um livro que prova que a Terra é na verdade um disco plano.
Wallace decidiu aceitar o desafio e escolheu uma seção reta de canal de seis milhas para demonstrar a redondeza da Terra. Havia duas pontes no início e no final do trecho. Em um deles, Wallace montou um telescópio estritamente horizontal de 50x com fios de mira na ocular. No meio do canal, a uma distância de cinco quilômetros de cada ponte, ele colocou uma placa alta com um círculo preto. Na outra ponte pendurei uma tábua com uma faixa preta horizontal. A altura acima da água do telescópio, do círculo preto e da faixa preta era exatamente a mesma.
Se a Terra (e a água no canal) for plana, a faixa preta e o círculo preto deverão coincidir na ocular do telescópio. Se a superfície da água for convexa, repetindo a convexidade da Terra, então o círculo preto deverá estar acima da faixa. E assim aconteceu (ver foto). Além disso, o tamanho da discrepância coincidiu bem com o calculado, derivado do raio conhecido do nosso planeta.
No entanto, Hamden recusou-se até mesmo a olhar pelo telescópio, enviando sua secretária para fazer isso. E a secretária garantiu ao público que as duas notas estavam no mesmo nível. Se alguma discrepância for observada, é devido a aberrações nas lentes do telescópio.
Seguiu-se um processo de vários anos, como resultado do qual Hamden ainda foi forçado a pagar 500 libras, mas Wallace gastou significativamente mais em custas judiciais.
AS DUAS EXPERIÊNCIAS MAIS LONGAS
Talvez a maior parte tenha começado há 130 anos (ver “Ciência e Vida” nº 7, 2001) e ainda não tenha sido concluída. O botânico americano W. J. Beale enterrou 20 garrafas de sementes de ervas daninhas comuns no solo em 1879. Desde então, periodicamente (primeiro a cada cinco, depois a cada dez e ainda mais tarde - a cada vinte anos), os cientistas desenterram uma garrafa e testam a germinação das sementes. Algumas ervas daninhas particularmente persistentes ainda germinam. A próxima garrafa deverá estar disponível na primavera de 2020.
O experimento de física mais longo começou na Universidade da cidade australiana de Brisbane, com o professor Thomas Parnell. Em 1927, colocou um pedaço de resina sólida - var, que pelas suas propriedades moleculares é um líquido, embora muito viscoso, num funil de vidro montado sobre um tripé. Parnell então aqueceu o funil até que o verniz derretesse ligeiramente e fluísse para o bico do funil. Em 1938, a primeira gota de resina caiu num copo de laboratório colocado por Parnell. A segunda caiu em 1947. No outono de 1948, o professor faleceu e seus alunos continuaram observando a cratera. Desde então, as quedas caíram em 1954, 1962, 1970, 1979, 1988 e 2000. A frequência das gotículas diminuiu nas últimas décadas devido à instalação de ar condicionado no laboratório e ele esfriou. É curioso que nenhuma vez a gota tenha caído na presença de qualquer um dos observadores. E mesmo quando em 2000 foi instalada uma webcam na frente do funil para transmitir imagens para a Internet, no momento da oitava e hoje última queda a câmera falhou!
O experimento ainda está longe de ser concluído, mas já está claro que var é cem milhões de vezes mais viscoso que a água.
BIOSFERA-2
Este é o maior experimento da nossa lista aleatória. Decidiu-se fazer um modelo funcional da biosfera terrestre.
Em 1985, mais de duzentos cientistas e engenheiros americanos se uniram para construir um enorme edifício de vidro no deserto de Sonora (Arizona), contendo amostras da flora e da fauna terrestre. Eles planejaram selar hermeticamente o prédio contra qualquer influxo de substâncias e energia estranhas (exceto a energia da luz solar) e instalar aqui uma equipe de oito voluntários, que foram imediatamente apelidados de “bionautas”, por dois anos. O experimento deveria contribuir para o estudo das conexões na biosfera natural e testar a possibilidade de existência de pessoas a longo prazo em um sistema fechado, por exemplo, durante voos espaciais de longa distância. As plantas tiveram que fornecer oxigênio; esperava-se que a água fosse fornecida pelo ciclo natural e pelos processos de autopurificação biológica e pelo alimento das plantas e dos animais.
A área interna do edifício (1,3 hectares) foi dividida em três partes principais. O primeiro contém exemplos de cinco ecossistemas característicos da Terra: uma mancha de floresta tropical, um “oceano” (uma bacia de água salgada), um deserto, uma savana (com um “rio” fluindo através dela) e um pântano. Em todas essas partes se estabeleceram representantes da flora e da fauna selecionados por botânicos e zoólogos. A segunda parte do edifício era dedicada aos sistemas de suporte à vida: um quarto de hectare para cultivo de plantas comestíveis (139 espécies, contando frutas tropicais da “floresta”), tanques de peixes (eles consideravam a tilápia uma espécie despretensiosa, de rápido crescimento e espécies saborosas) e um compartimento para tratamento biológico de águas residuais. Por fim, existiam alojamentos para os “bionautas” (cada um com 33 metros quadrados com sala de jantar e sala de estar comuns). Painéis solares forneciam eletricidade para computadores e iluminação noturna.
No final de setembro de 1991, oito pessoas foram “emparedadas” numa estufa de vidro. E logo os problemas começaram. O tempo revelou-se excepcionalmente nublado e a fotossíntese foi mais fraca que o normal. Além disso, as bactérias que consomem oxigênio se multiplicaram no solo e, ao longo de 16 meses, seu conteúdo no ar diminuiu dos normais 21% para 14%. Tivemos que adicionar oxigênio de fora, de cilindros. Os rendimentos das plantas comestíveis revelaram-se inferiores ao esperado, a população da “Biosfera-2” estava constantemente com fome (embora já em Novembro tivessem que abrir a mercearia; ao longo de dois anos de experiência, a perda média de peso foi de 13% ). Os insetos polinizadores habitados desapareceram (em geral, de 15 a 30% das espécies foram extintas), mas as baratas, que ninguém habitava, se multiplicaram. Os “Bionautas” ainda conseguiram, pelo menos, permanecer em cativeiro durante os dois anos planeados, mas no geral a experiência não teve sucesso. No entanto, mostrou mais uma vez quão delicados e vulneráveis são os mecanismos da biosfera que garantem a nossa vida.
A estrutura gigante agora é usada para experimentos individuais com animais e plantas.
DIAMANTE ARDENTE
Hoje em dia ninguém se surpreende com experimentos que são caros e exigem enormes instalações experimentais. No entanto, há 250 anos isso era uma novidade, então multidões se reuniram para assistir aos incríveis experimentos do grande químico francês Antoine Laurent Lavoisier (especialmente porque os experimentos ocorreram ao ar livre, em um jardim perto do Louvre).
Lavoisier estudou o comportamento de diversas substâncias em altas temperaturas, para as quais construiu uma instalação gigante com duas lentes que concentravam a luz solar. Fazer uma lente coletora com diâmetro de 130 centímetros ainda não é uma tarefa trivial, mas em 1772 era simplesmente impossível. Mas os oftalmologistas encontraram uma saída: fizeram dois copos redondos e côncavos, soldaram-nos e despejaram 130 litros de álcool no espaço entre eles. A espessura dessa lente no centro era de 16 centímetros. A segunda lente, que ajudava a captar os raios com ainda mais força, era duas vezes menor e era feita da maneira usual - retificando uma peça fundida de vidro. Esta ótica foi instalada (seu desenho pode ser visto em “Ciência e Vida” 8, 2009). Um sistema bem pensado de alavancas, parafusos e rodas permitiu apontar as lentes para o Sol. Os participantes do experimento usavam óculos fumê.
Lavoisier colocou vários minerais e metais no foco do sistema: arenito, quartzo, zinco, estanho, carvão, diamante, platina e ouro. Ele observou que em um recipiente de vidro hermeticamente fechado com vácuo, um diamante carboniza quando aquecido e queima ao ar, desaparecendo completamente. Os experimentos custaram milhares de libras de ouro.
LAVOISIER
Na história da química, poucos nomes foram associados aos quais tantos eventos químicos importantes foram associados como o nome de Antoine Laurent Lavoisier. Ele próprio fez relativamente poucas descobertas, mas tinha um dom muito raro de combinar novos factos, as descobertas de outros e as suas próprias experiências num todo. Ele foi um dos mais destacados cientistas naturais, cujo trabalho teve uma influência tremenda no desenvolvimento não apenas da química, mas também de outras ciências naturais, introduzindo nelas métodos quantitativos de pesquisa e precisão. A bela linguagem com que Lavoisier expressa seu pensamento, simples e figurativa, onde cada palavra evoca no leitor exatamente a ideia que o autor deseja transmitir, tornou-se um protótipo daquilo que todo cientista deveria almejar.
A ntoine Laurent Lavoisier nasceu em 1743. O menino cresceu em uma sociedade de pessoas altamente talentosas - parentes e conhecidos de seu pai, que ocupavam cargos oficiais importantes e estavam acostumados a discutir diversos assuntos da ciência e da vida pública em seu círculo. Nessas discussões sempre esteve presente o futuro cientista, que logo chamou a atenção por sua inteligência e desenvolvimento. Seu pai, um famoso advogado, queria dar ao filho uma educação jurídica, mas, percebendo no jovem uma predileção pela matemática e pelas ciências naturais, colocou-o no Mazarin College, cujo programa incluía essas ciências.
Depois de se formar na faculdade, Lavoisier ingressou na faculdade de direito, onde se formou em direito e, um ano depois, licenciou-se em direitos. Mas, ao mesmo tempo, não deixou de estudar as ciências naturais, pelas quais gostava muito na faculdade, continuando a estudá-las sob a orientação dos mais destacados cientistas de sua época - o astrônomo Nicolas Louis Lacaille, o botânico Bernard Jussieux, o geólogo e mineralogista Jean Etienne Guettard, de quem se tornou assistente. O jovem advogado sentiu-se especialmente atraído pelas palestras de química do professor Guillaume François Ruel. Lindamente apresentadas e acompanhadas de inúmeras experiências, essas palestras sempre atraíram um público lotado. Pelas gravações dessas palestras, que chegaram até nós em diversas cópias, fica claro que Ruel procurou dar aos seus ouvintes uma compreensão completa do estado da química naquela época. Como outros químicos da época, ele apoiou a teoria do flogisto e, com base nela, explicou os fenômenos químicos. No final, Lavoisier abandonou completamente a jurisprudência e dedicou-se inteiramente às ciências naturais. A excepcional eficiência e sistematicidade tornaram esses estudos muito produtivos; ele sempre procurou chegar à essência das coisas e encontrar explicações para os fenômenos.
Junto com isso, Lavoisier estava profundamente interessado em questões técnicas e socioeconómicas. A sua primeira investigação científica sobre a composição do gesso foi ao mesmo tempo a primeira comunicação que fez em 1765 na Academia de Ciências de Paris. No mesmo ano, Lavoisier participou de um concurso anunciado pela academia para encontrar a melhor forma de iluminar as ruas de Paris. Lavoisier recebeu medalha de ouro por seu relatório.
Naturalmente, logo foi feita a proposta de eleger Lavoisier, como pessoa culta, inteligente, enérgica e muito útil para a ciência, como membro da Academia de Ciências. A eleição ocorreu em 1768. Lavoisier compareceu pela primeira vez a uma reunião da academia, onde foi eleito membro de diversas comissões. A sua atuação nestas comissões é marcada pela mesma metódica que caracteriza todo o seu trabalho.
Desejando melhorar sua situação financeira, Lavoisier cometeu no mesmo ano um ato que lhe teve consequências fatais: tornou-se um dos coletores de impostos internos, um “agricultor geral”, tendo primeiro estudado muito a fundo tudo relacionado ao “General Agricultor"*. Os agricultores cobravam impostos do estado, ou seja, contribuíam anualmente com uma certa quantia de dinheiro para o tesouro e eles próprios cobravam impostos do povo; a diferença estava a seu favor. Foi-lhe confiada a fiscalização da produção de tabaco, a fiscalização das operações aduaneiras e outros assuntos relacionados com os impostos indiretos. Lavoisier abordou esse assunto com sua energia característica e em 1769-1770. viajou muito pela França no interesse da agricultura.
Ele também aproveitou essas viagens para estudar águas potável e outras águas naturais. Estudando-os, Lavoisier percebeu que mesmo uma destilação cem vezes maior não livra completamente a água das impurezas nela dissolvidas. Supondo que a origem desta última fossem os recipientes utilizados para a destilação, ele aqueceu água em um recipiente de vidro a 90 °C durante 100 dias. Depois, por pesagem precisa, determinou a perda de peso da embarcação e o peso dos contaminantes liberados da água: os dois pesos revelaram-se idênticos. Assim, Lavoisier refutou a antiga opinião de que a água pode se transformar em “terra”.
D dez anos - de 1771 a 1781 - foram talvez os mais frutíferos em termos científicos: durante eles, Lavoisier provou a validade de sua nova teoria da combustão como a interação química dos corpos com o oxigênio. A massa de responsabilidades forçou Lavoisier a distribuir seu dia de maneira metódica e precisa. O horário das 6 às 9 da manhã e das 7 às 10 da noite era dedicado à química, o resto do dia dedicava-se ao trabalho na academia, na folha de pagamento em diversas comissões. Um dia por semana era inteiramente dedicado ao trabalho de laboratório; os visitantes vieram aqui e participaram diretamente na discussão dos resultados obtidos.
Começando a estudar os fenômenos de combustão e queima de metais, Lavoisier escreveu: “Proponho repetir tudo o que foi feito pelos meus antecessores, tomando todos os cuidados possíveis para combinar o que já se sabe sobre o ar ligado ou liberado com outros fatos e apresentar uma nova teoria. Os trabalhos dos autores mencionados, se considerados deste ponto de vista, fornecem-me elos individuais da cadeia... Mas muitas experiências devem ser feitas para se obter uma sequência completa.”
Os experimentos correspondentes, iniciados em outubro de 1772, foram realizados de forma estritamente quantitativa: as substâncias retiradas e obtidas foram cuidadosamente pesadas. Um dos primeiros resultados dos experimentos foi que descobriram um aumento de peso ao queimar enxofre, fósforo e carvão. Em seguida, os fenômenos da queima de metais também foram cuidadosamente estudados.
Apresentamos aqui alguns dados sobre experimentos que hoje raramente são mencionados, mas que já despertaram grande interesse entre os contemporâneos - experimentos com queima de diamantes.
Há muito se observa que, quando aquecidos com força suficiente no ar, os diamantes desaparecem sem deixar vestígios. Lavoisier provou experimentalmente que o ar desempenha um papel decisivo neste fenómeno; um diamante ao qual o ar não tem acesso não muda na mesma temperatura. Um diamante queimado sob um sino de vidro pelos raios solares coletados no foco de um vidro em chamas produziu, como Lavoisier havia previsto, um gás incolor que formou um precipitado branco com água de cal, que ferveu quando ácido foi derramado sobre ele - era dióxido de carbono . Para confirmar isso, um pedaço de carvão foi queimado nas mesmas condições. Como resultado, como na queima de um diamante, foi produzido dióxido de carbono. A partir disso, Lavoisier concluiu que o diamante é uma modificação do carvão: ambas as substâncias produzem dióxido de carbono quando queimadas.
Os experimentos do cientista e suas conclusões mais importantes foram descritos por ele em 1774. Uma apresentação magistral fornece evidências convincentes da opinião de que o ar consiste em dois gases, um dos quais se combina com substâncias durante a combustão e a queima. É de se perguntar como, depois disso, a teoria do flogisto ainda conseguiu reter seus adeptos fanáticos. Outras conclusões desses experimentos são apresentadas em um artigo de 1775, no qual Lavoisier considerou especificamente a natureza dos gases formados durante a combustão, especialmente o dióxido de carbono.
Junto com esses trabalhos científicos, Lavoisier esteve mais ativamente envolvido em questões práticas relacionadas à produção de tabaco, sal, etc. Em 1775, foi nomeado “gerente-chefe da pólvora”, ou seja, inspetor de produção de pólvora. Ele transformou completamente esse negócio, concentrando-o, começando pela produção de salitre e terminando na fabricação de pólvora, nas mãos do Estado. Como resultado, a produtividade das fábricas aumentou significativamente e o custo da pólvora diminuiu.
eu Avoisier mudou-se para o Arsenal, onde montou para si um laboratório, no qual trabalhou quase toda a vida. Este laboratório tornou-se centro de encontros de cientistas: franceses e estrangeiros, que participaram ativamente não só nas discussões, mas também nas próprias experiências. Normalmente aqui, antes de apresentar um relatório à Academia de Ciências, Lavoisier realizava os experimentos necessários na frente de amigos e conhecidos e, junto com eles, discutia seus resultados à luz de sua teoria do oxigênio. Tendo provado de forma irrefutável a validade desta teoria, transferiu o centro da sua atividade científica para outra área relacionada com a anterior: iniciou um estudo abrangente do lado químico da respiração e das mudanças que ocorrem com o ar.
Ele comprovou a presença no ar exalado do mesmo dióxido de carbono que se forma durante a combustão. O fato de uma solução aquosa desse gás ter propriedades ácidas, como as soluções dos produtos de combustão de enxofre e fósforo, deu a Lavoisier motivos para acreditar que todos os compostos de oxigênio são ácidos, o que ele expressou pelo nome de “oxigênio”, isto é, um ácido. antigo. É interessante notar que o nome “ácido carbônico”, então dado ao dióxido de carbono, ainda é usado por muitos, embora há mais de cem anos tenha sido comprovado que o dióxido de carbono e o dióxido de carbono são duas substâncias diferentes.
Em 1785, Lavoisier foi nomeado diretor da Academia de Ciências e imediatamente começou a transformá-la. A partir daí, ele ficou ainda mais ligado à academia do que antes. O ritmo do trabalho químico de Lavoisier desacelerou nessa época, mas mesmo assim, uma série de trabalhos importantes e interessantes para aplicações práticas da química saíram de sua pena. Destas aplicações, mencionaremos apenas as atividades do comitê de aeronáutica, então ainda em seus primórdios: o primeiro balão cheio de hidrogênio decolou em 1783.
Em 1790, foi concluído um grande estudo sobre a natureza do calor, realizado pelo cientista em conjunto com o acadêmico Pierre Simon Laplace. Neste trabalho eles mostraram como medir a quantidade de calor, determinar a capacidade calorífica dos corpos; Os instrumentos que eles inventaram - calorímetros - ainda hoje são usados para esse fim. A partir desses trabalhos, Lavoisier passou ao estudo do surgimento do calor no corpo animal e constatou que o calor é resultado de um processo de combustão lento, bastante semelhante à combustão do carvão.
É necessário falar mais sobre o trabalho de Lavoisier sobre a decomposição da água, realizada em 1783 pela passagem do vapor d'água sobre o ferro quente, e sobre sua síntese. Esses trabalhos finalmente comprovaram a complexa composição da água e a natureza do hidrogênio, sua fonte. Em conexão com seus resultados, Lavoisier passou a se opor mais vigorosamente à teoria do flogisto, teoria que, é claro, só poderia existir na química da época, que não utilizava determinações quantitativas.
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Instrumentos e aparelhos de laboratório
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EM Lavoisier publicou esta nova química na sua forma final em 1787-1789. A primeira dessas datas é o momento da compilação de novos nomes de substâncias, nomes que indicam a composição dos corpos a partir dos elementos químicos que os formam segundo análises químicas. Esta primeira nomenclatura química científica pretendia distinguir a nova química da antiga - flogística. A mesma nomenclatura é dada no “Curso Elementar de Química” (1789).
A primeira parte deste notável trabalho é dedicada à descrição de experimentos quantitativos na formação e decomposição de gases, na combustão de substâncias simples e na formação de ácidos e sais. Tendo estudado o fenômeno da fermentação, Lavoisier enfatizou a peculiaridade da interação química nas seguintes palavras: “Nada é criado nem nos processos artificiais nem nos naturais, e pode-se afirmar que em cada operação há a mesma quantidade de matéria antes e depois, que a qualidade e a quantidade dos princípios permaneceram ao máximo as mesmas, houve apenas deslocamentos e reagrupamentos. Toda a arte de fazer experimentos em química se baseia nesta proposição. É necessário assumir em todos os casos uma igualdade real (completa) entre os princípios do corpo em estudo e os dele obtidos pela análise. Esta igualdade química é uma expressão matemática da igualdade do peso corporal antes e depois da interação.”
A segunda parte do curso é dedicada às substâncias simples e indecomponíveis que constituem os elementos químicos. Lavoisier contou 33 deles (incluindo luz e calor, e indicou que melhorias nos métodos analíticos poderiam levar à decomposição de alguns elementos). Em seguida vêm as conexões mútuas que eles formam.
Por fim, a terceira parte do curso, dedicada aos instrumentos e operações em química, é ilustrada com inúmeras gravuras feitas pela esposa de Lavoisier.
Lavoisier participou da conclusão do desenvolvimento do sistema de pesos e medidas realizado pela Academia de Ciências. Este trabalho foi continuado na Assembleia Nacional, que decidiu introduzir um sistema decimal de pesos e medidas baseado no comprimento do meridiano terrestre. Para tanto, foram formados vários comitês e comissões, chefiados por A.L. Lavoisier, J.A.N. Condorcet, P.S. Laplace. Eles completaram o trabalho que lhes foi atribuído, cujo resultado foi o sistema métrico, que hoje é usado em todos os lugares. Este é um dos trabalhos científicos mais recentes do cientista.
A “agricultura fiscal geral” e os agricultores fiscais têm sido objecto de ódio justo por parte do povo. A Assembleia Nacional em março de 1791 aboliu o farm-out e propôs liquidá-lo até 1º de janeiro de 1794. A partir daí, Lavoisier deixou o trabalho nesta instituição. O movimento contra os agricultores fiscais continuou a desenvolver-se e, em 1793, a Convenção decidiu prender os agricultores fiscais e acelerar a liquidação da agricultura fiscal. Junto com outros, Lavoisier foi preso em 24 de novembro.
Após o julgamento do caso no tribunal em 8 de maio de 1794, todos os coletores de impostos foram condenados à morte e, no mesmo dia, Lavoisier foi guilhotinado junto com outros.
* Sociedade para arrecadação de impostos da população.
Por que Antoine Lavoisier queimou o diamante?
Século XVIII, França, Paris. Antoine Laurent Lavoisier, um dos futuros criadores da ciência química, depois de muitos anos de experiências com várias substâncias no silêncio do seu laboratório, está repetidamente convencido de que fez uma verdadeira revolução na ciência. Seus experimentos químicos essencialmente simples sobre a combustão de substâncias em volumes hermeticamente fechados refutaram completamente a teoria do flogisto geralmente aceita na época. Mas evidências fortes e estritamente quantitativas a favor da nova teoria da combustão do “oxigénio” não são aceites no mundo científico. O modelo visual e conveniente do flogisto tornou-se firmemente enraizado em nossas cabeças.
O que fazer? Depois de passar dois ou três anos em esforços infrutíferos para defender a sua ideia, Lavoisier chega à conclusão de que o seu ambiente científico ainda não amadureceu para argumentos puramente teóricos e que ele deveria seguir um caminho completamente diferente. Em 1772, o grande químico decidiu realizar um experimento incomum para esse fim. Ele convida todos a participarem do espetáculo de queimar... um pesado pedaço de diamante em um caldeirão selado. Como resistir à curiosidade? Afinal, não estamos falando de nada, mas sim de um diamante!
É perfeitamente compreensível que, seguindo a mensagem sensacional, os ardentes oponentes do cientista, que antes não queriam se aprofundar em seus experimentos com todos os tipos de enxofre, fósforo e carvão, tenham entrado no laboratório junto com pessoas comuns. A sala estava polida até brilhar e brilhava nada menos que uma pedra preciosa condenada à queima pública. Deve ser dito que o laboratório de Lavoisier pertencia então a um dos melhores do mundo e era totalmente consistente com uma experiência dispendiosa na qual os oponentes ideológicos do proprietário estavam agora simplesmente ansiosos por participar.
O diamante não decepcionou: queimou sem deixar vestígios visíveis, de acordo com as mesmas leis que se aplicavam a outras substâncias desprezíveis. Nada de significativamente novo aconteceu do ponto de vista científico. Mas a teoria do “oxigênio”, o mecanismo de formação do “ar ligado” (dióxido de carbono) finalmente alcançou a consciência até dos céticos mais inveterados. Eles perceberam que o diamante não havia desaparecido sem deixar vestígios, mas que sob a influência do fogo e do oxigênio havia sofrido mudanças qualitativas e se transformado em outra coisa. Afinal, ao final do experimento o frasco pesava exatamente tanto quanto no início. Assim, com o falso desaparecimento do diamante diante dos olhos de todos, a palavra “flogisto” desapareceu para sempre do léxico científico, denotando um hipotético componente da substância que supostamente se perde durante a sua combustão.
Mas um lugar sagrado nunca está vazio. Um foi, outro veio. A teoria do flogisto foi suplantada por uma nova lei fundamental da natureza - a lei da conservação da matéria. Lavoisier foi reconhecido pelos historiadores da ciência como o descobridor desta lei. Diamond ajudou a convencer a humanidade de sua existência. Ao mesmo tempo, esses mesmos historiadores criaram tantas nuvens de neblina em torno do evento sensacional que ainda parece bastante difícil compreender a confiabilidade dos fatos. A prioridade de uma importante descoberta tem sido contestada há muitos anos, sem qualquer razão, por círculos “patrióticos” em vários países: Rússia, Itália, Inglaterra...
Que argumentos apoiam as afirmações? Os mais ridículos. Na Rússia, por exemplo, a lei da conservação da matéria é atribuída a Mikhail Vasilyevich Lomonosov, que na verdade não a descobriu. Além disso, como prova, os escribas da ciência química usam descaradamente trechos de sua correspondência pessoal, onde o cientista, compartilhando com os colegas seu raciocínio sobre as propriedades da matéria, supostamente testemunha pessoalmente a favor desse ponto de vista.
Os historiógrafos italianos explicam suas reivindicações à prioridade de uma descoberta mundial na ciência química pelo fato de que... Lavoisier não foi o primeiro a ter a ideia de usar diamante em experimentos. Acontece que em 1649, proeminentes cientistas europeus tomaram conhecimento de cartas relatando experiências semelhantes. Eles foram fornecidos pela Academia Florentina de Ciências e, pelo seu conteúdo, concluiu-se que os alquimistas locais já haviam exposto diamantes e rubis a fogo forte, colocando-os em recipientes hermeticamente fechados. Ao mesmo tempo, os diamantes desapareceram, mas os rubis foram preservados na sua forma original, de onde se tirou a conclusão sobre o diamante como “uma pedra verdadeiramente mágica, cuja natureza desafia qualquer explicação”. E daí? Estamos todos, de uma forma ou de outra, seguindo os passos dos nossos antecessores. E o fato de os alquimistas da Idade Média italiana não terem reconhecido a natureza do diamante apenas sugere que muitas outras coisas eram inacessíveis à sua consciência, incluindo a questão de para onde vai a massa de uma substância quando é aquecida em um recipiente que exclui acesso ao ar.
As ambições autorais dos britânicos também parecem muito instáveis, já que geralmente negam o envolvimento de Lavoisier na experiência sensacional. Na opinião deles, o grande aristocrata francês foi injustamente creditado com o crédito que na verdade pertencia ao seu compatriota Smithson Tennant, que é conhecido pela humanidade como o descobridor dos dois metais mais caros do mundo - o ósmio e o irídio. Foi ele, como afirmam os britânicos, quem realizou tais acrobacias de demonstração. Em particular, ele queimou diamante em um vaso de ouro (anteriormente grafite e carvão). E foi ele quem tirou a importante conclusão para o desenvolvimento da química de que todas essas substâncias são da mesma natureza e, quando queimadas, formam dióxido de carbono estritamente de acordo com o peso das substâncias queimadas.
Mas por mais que alguns historiadores da ciência tentem, quer na Rússia quer em Inglaterra, menosprezar as realizações notáveis de Lavoisier e atribuir-lhe um papel secundário na investigação única, eles ainda falham. O brilhante francês continua a permanecer aos olhos da comunidade mundial como um homem de mente abrangente e original. Basta lembrar seu famoso experimento com água destilada, que abalou de uma vez por todas a visão predominante entre muitos cientistas da época sobre a capacidade da água de se transformar em uma substância sólida quando aquecida.
Esta visão incorreta foi formada com base nas seguintes observações. Quando a água era evaporada “até à secura”, invariavelmente era encontrado um resíduo sólido no fundo do recipiente, que por simplicidade era chamado de “terra”. Foi aqui que se falou em transformar água em terra.
Em 1770, Lavoisier colocou à prova essa sabedoria convencional. Para começar, ele fez de tudo para conseguir a água mais pura possível. Isto só poderia ser alcançado de uma maneira - destilação. Aproveitando a melhor água da chuva da natureza, o cientista a destilou oito vezes. Em seguida, encheu um recipiente de vidro pré-pesado com água purificada de impurezas, fechou-o hermeticamente e registrou novamente o peso. Então, durante três meses, ele aqueceu a vasilha no fogo, deixando seu conteúdo quase fervendo. Como resultado, realmente havia “solo” no fundo do contêiner.
Mas onde? Para responder a esta pergunta, Lavoisier pesou novamente o recipiente seco, cuja massa havia diminuído. Tendo estabelecido que o peso do recipiente havia mudado tanto quanto a “terra” havia aparecido nele, o experimentador percebeu que o resíduo sólido que havia confundido seus colegas estava simplesmente vazando do vidro, e não poderia haver dúvida de qualquer milagre. transformações da água em terra. É aqui que ocorre um curioso processo químico. E sob a influência de altas temperaturas ocorre muito mais rápido.
