LA COMBUSTIÓ I LA TEORIA DEL FLOGIST

Lavoisier va participar a moltes comissions creades per a millorar la vida de la gent. Així l'any 1766 va presentar un treball amb un mètode per millorar la il·luminació de Paris a un concurs que no guanyà. Però l'interès de Lavoisier per la il·luminació dels carrers el va introduir de ple en el problema de la combustió. En aquell temps la combustió s'explicava amb la teoria del flogist de Stahl, que ja tenia un segle d'existència però que havia produït gran confusió entre els químics  i permetia avançar dins la química. La teoria del flogist suposava que els materials que es podien cremar (fusta, paper, carbó, sofre, fòsfor,...) posseïen flogist, una substància invisible amb pes negatiu que es perdia durant la combustió (les substàncies cremades ja no es podien tornar a cremar perquè no tenien flogist). Actualment ho escriuríem així:

Fusta     ————>    Cendra   +   Flogist

Lavoisier l'any 1772 va començara estudiar la combustió encalentint substàncies dins l'aire. Una vegada va comprar un diamant que va col·locar dins un recipient tancat i va enfocar-li els raigs del Sol que concentrava una lupa, i el diamant es cremà. No obstant això, el recipient es va omplí de diòxid de carboni (CO₂), fet que provà que el diamant estava compost per carboni. Lavoisier també va notar especialment que el diamant no es cremava sense aire. Va continuar cremant fòsfor (P) i sofre (S) i comprovà que els productes obtinguts (P₂O₅ i SO₂) pesaven més que els reactius (P i S) gràcies a la utilització de la balança amb la qual pesava totes les substàncies que emprava i els recipients. Així pensà que s'havia addicionat alguna substància a partir de l'aire (no creia que el flogist tingués un pes negatiu). La nova teoria seria:

Fusta   +    Aire   ————>    Cendra 

També estudià la calcinació dels metalls i encalentí estany (Sn) i plom (Pb) dins un recipient tancat amb aire i damunt ambdós metalls va aparèixer una capa d'òxid (SnO i PbO) que es sabia que pesava més que el metall del que provenia. Lavoisier, emprant la balança, va veure que el metall, el seu òxid, l'aire, i tot el conjunt, no havien variat de pes en encalentir-los. Això volia dir que si l'òxid havia guanyat pes per un costat, el mateix pes s'hauria d'haver perdut per un altre lloc, possiblement l'aire. Si realment era l'aire, hauria d'aparèixer un buit parcial al recipient. Estant segur d'això, Lavoisier obrí el recipient i l'aire va entrar fent guanyar pes al conjunt. Per tant imaginà la següent reacció: 

Sn    +    Aire    ————>    SnO

Lavoisier pogué demostrar que l'òxid era la combinació d'un metall amb l'aire i, per tant, que la calcinació i la combustió, no ocasionen una pèrdua del flogist, sinó un guany d'almenys una porció d'aire. Quan aquesta teoria de la combustió s'obrí pas entre els químics, es va enderrocar l'antiga teoria del flogist i es va establir la química sobre els fonaments que avui utilitzam. 

LA COMPOSICIÓ DE L'AIRE 

Lavoisier va ser el primer que va exposar clarament el que altres químics de l'època havien sospitat: l'aire estava compost per dos gasos, un dels quals produïa la combustió i la calcinació, l'oxigen (O₂), i l'altre no, el nitrogen (N₂). Actualment escrivim la combustió i la calcinació així:

 C   +   O₂    ————>    CO₂

2 Sn    +    O₂    ————>    2 SnO 

A l'O₂ l'anomenà oxigen perquè creia que generava els àcids (és cert que molts d'àcids tenen oxigen HClO, H₂CO₃, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄,... però altres, com es demostrà després, no en tenen com HCl, H₂S,...).

L'AIGUA NO ÉS UN ELEMENT

L'any 1783 l'anglès Cavendish demostrà que l'aigua es podia produir cremant "gas inflamable" dins aire. Lavoisier va repetir l'experiment d'una manera més moderna i amb més cura i demostrà que l'aigua no era un element com es creia en aquell temps ja que es podia crear a partir d'altres substàncies. També la va descompondre fent passar vapor d'aigua per damunt ferro molt calent. Va anomenar l'aire inflamable de Cavendish amb el nom d'hidrogen (que genera aigua). Avui escrivim la formació de l'aigua així:

2 H₂    +     O₂    ————>    2 H₂O

LA CALOR

Cap al final de la seva carrera, Lavoisier, amb l'ajuda de Laplace, tractà de mesurar calors de combustió i deduí alguns detalls del que passava amb els teixits vius. Per fer-ho hagué d'inventar un calorímetre (aparell que mesura la calor). Lavoisier es distingí per la utilització dels millors aparells d'investigació del moments que li construïen expressament per ell i que podia pagar gràcies a la seva fortuna com a membre de la companyia recaptadora d'imposts Ferme Génerale.

LA NOMENCLATURA I EL TRACTAT ELEMENTAL DE QUÍMICA

Una vegada establertes les bases de la nova química, Lavoisier va començar a treballar per crear una nova nomenclatura i, juntament amb d'altres químics francesos va publicar, l'any 1787, l'obra: Mètodes de nomenclatura química on s'establien les normes que s'utilitzaven per anomenar cada compost, basades amb els elements químics que contenia. La idea fou identificar la composició química amb el nom assignat. El sistema era tan clar i lògic, que els químics l'adoptaren a l'instant i encara constitueix la base de la nomenclatura actual (varen aparèixer així els coneguts òxids, hidrurs, àcids, sulfats, nitrats, clorits,...) i s'eliminaren els noms antics: sucre de Saturn, flors de bismut, guix de Paris, sal admirable, blanc d'Espanya, pedra blava, salfumant,... 

L'any 1789, Antoine L. Lavoisier, publicà un llibre de text anomenat Tractat elemental de Química, en el qual reuní la seva nova doctrina sobre la combustió, la formació dels àcids, la nomenclatura, les tècniques experimentals,... i que representa el primer text modern de química. Els dibuixos foren realitzat per la seva dona Marie Anne. En aquest llibre Lavoisier va escriure, per primera vegada una equació química i, també, va exposar el que actualment s'anomena llei de Lavoisier: la matèria no es crea ni es destrueix, sinó que canvia d'un estat a un altre. O sigui: 

massa reactius químics  =  massa productes de la reacció

Nota: consultau l'enllaç la 1ª equació química i llegireu el text on figura per primera vegada la llei de conservació de la massa i la 1ª equació química.

EL FINAL 

El mateix any en que aparegué el seu llibre, esclatà la revolució francesa i fins l'any 1792, els antimonàrquics radicals van prendre el control proclamant la República a França i perseguint els "grangers d'hisenda". Lavoisier fou retirat del seu laboratori i, més tard, arrestat. Quan adduí que era un científic i no un recaptador d'imposts (cosa no del tot certa), l'oficial que el va arrestar contestà amb la frase: "la República no necessita científics". El judici fou una farsa, on Marat, que era un poderós cap revolucionari, acusà a Lavoisier d'haver participat a complots absurds i demanà la seva mort. Marat fou assassinat el juliol de 1793, però el mal ja estava fet. Antoine Laurent Lavoisier fou guillotinat juntament amb el seu sogre i altres "grangers d'hisenda" a l'actual Plaça de la Concòrdia el 8 de maig de 1794 als 51 anys. El seu cos fou enterrat a una fossa comuna.

Gravat realitzat per Marie Anne Pierrette,
la dona de Lavoisier, que representa a
Lavoisier i Séguin realitzant experiments
sobre la respiració humana (1790-91).

Aparell emprat per Lavoisier per recollir
els gasos despresos en una reacció química.
Gravat realitzat per Marie Anne Pierrette
pel Tractat Elemental de Química (1789).

Gasòmetre. Aparell emprat per
Lavoisier per recollir els gasos i mesurar
el seu volum  i pes, així com determinar
la composició de l'aire. Gravat realitzat
per Marie Anne Pierrette pel
Tractat Elemental de Química (1789).

Portada del Tractat Elemental
de Química (1789),
el primer llibre de química moderna.

Bibliografia consultada i per ampliar coneixements:

PELLÓN, I. Un químico ilustrado, Lavoisier. Científicos para la historia, núm. 11. Nivola, Madrid, 2002.

www.geocities.com/alepeces/
biografias/lavoisier/