Луи жозеф гей люссак: биография, вклад, работы, фразы

Следующие вакансии

Через год после презентации своей работы по газам Гей-Люссак провел эксперименты на борту воздушного шара. В своих двух восхождениях он превысил высоту 3800 метров, и это обстоятельство позволило ему подтвердить, что химический состав атмосферы и магнитное поле остаются постоянными при превышении определенной высоты.

В январе 1805 года ученый подарил институту новую работу. Этот новый мемуар включал в себя первый из его законов о газовых соединениях.

Его следующим проектом было исследование состава воздуха и магнитного поля. Для этого он вместе с Гумбольдтом отправился в путешествие по Европе.

Закон комбинированных объемов

Гей-Люссак также внес важный вклад в стехиометрические законы. Они выражают массовые отношения элементов в химических соединениях и были частью изучения химии еще до того, как Дальтон представил свою атомную теорию.

Новшество, внесенное Гей Люссаком в 1809 году, состояло в том, что он связал объемы продуктов и реагентов в химической реакции с пропорциями элементов в различных соединениях.

Его закон объединения объемов гласит, что, когда газы реагируют друг с другом с образованием других газов, все объемы измеряются при одинаковом давлении и температуре.

В качестве примера французский ученый указал, что один объем кислорода и два объема водорода, которые взаимодействуют друг с другом, дают два объема газообразной воды.

3. Научный вклад. Химия

3.1. Получение металлического натрия, калия и бора

В том же году вместе с Л. Тенаром разработал способ получения металлического калия и натрия путем сильного нагревания едкого кали или едкого натра с железными стружками; изучая химическое действие сильной гальванической батареи, Гей-Люссак нашел способ получать щелочные металлы в значительных количествах.

Они же нагреванием борного ангидрида с калием выделили свободный бор (металлотермия), доказали элементарную природу хлора (1808), калия и натрия (1810).

3.2. Доказательство элементарности иода

В 1813—1814 Гей-Люссак одновременно с Г. Дэви показал, что иод — химический элемент, очень похожий на хлор, и получил соединения иода, в частности иодистый водород.

3.3. Синильная кислота и дициан

Получил чистую синильную кислоту (1811), в 1815 предположил (по аналогии со свойствами галогенов), что HCN — водородное соединение сложного радикала циана, который обозначил Су− («синерод», отсюда, напр. «калий железосинеродистый»).

Отсюда родилось понятие о радикале, как сложной группе, которое составляет основание современного учения о химическом строении.

Нагреванием цианистой ртути получил в том же году газообразный циан (дициан). К этому времени было установлено существование бескислородных кислот, которые Гей-Люссак предложил называть водородными кислотами.

3.4. Элементный анализ

Одновременно с Й. Берцелиусом и И. Дёберейнером усовершенствовал органический элементный анализ (1815), применив окись меди для сжигания органических веществ.

3.6. Производство серной кислоты

В 1827 Гей-Люссак изобрёл башню для улавливания окислов азота, выходящих из свинцовых камер при производстве серной кислоты. Башни, носящие его имя, впервые применены в 1842.

Исследования

Несмотря на то, что его отец хотел, чтобы Жозеф-Луи пошел по его стопам и начал заниматься законом, молодой человек вскоре показал, что предпочитает науку.

Благодаря своему мастерству в математике он смог сдать экзамен, чтобы поступить в недавно основанную Политехническую школу. Как и в случае с остальными студентами центра, государство взяло на себя расходы по их обучению.

Эта школа сначала задумывалась как центр, посвященный исключительно подготовке инженеров

Однако предмет химии играл важную роль, и Гей-Люссак уделял ей особое внимание. Юноша оставался в школе с 1797 по 1800 год и заслужил заслуженную славу своими академическими успехами

После окончания учебы он продолжил обучение в престижной Национальной школе мостов и дорог. Однако он принял решение не направлять свои шаги в сторону инженерии, поэтому в следующем году он покинул центр, чтобы стать помощником химика Клода-Луи Бертолле.

Этот химик открыл свою собственную исследовательскую лабораторию в своем доме в Аркей, очень близко от Парижа. Со временем объект станет одним из крупнейших частных исследовательских центров в стране.

Гей-Люссак представил в январе 1803 года, когда ему было всего 23 года, свою первую важную работу: Исследование расширения газа. Результаты были доставлены в Институт Академии наук и состояли из ратификации открытий, сделанных в 1787 году Чарльзом.

Новые открытия

В последующие годы Гей-Люссак продолжал делать новые открытия. Например, в 1815 году он открыл синильную или синильную кислоту. В следующем году он стал главным редактором «Анналов химии и физики» (Анналы химии и физики), публикации, которую он помог восстановить вместе с Аранго.

Кроме того, ученый начал сотрудничать с различными государственными структурами и промышленными корпорациями, что обеспечило ему самый большой источник дохода. Его вклад включал улучшение состава пороха, сплавов для изготовления пушек и детонаций.

Между 1819 и 1828 годами Гей-Люссак был постоянно активен. Его работа разнообразна, от растворимости солей до градации алкоголя

Кроме того, он представил новые методы улучшения процессов производства щавелевой кислоты и серной кислоты, что очень важно для промышленной химии

В 1829 году он начал работать главным эссеистом в Управлении валютных гарантий, государственном агентстве, которое отвечало за мониторинг качества валюты.

Биография

Гей-Люссак родился в Сен-Леонар-де-Ноблат в современном департаменте Верхняя Вьенна .

Отец Джозефа Луи Гея, Энтони Гей, сын врача, был юристом и прокурором и работал судьей на мосту Ноблат. Отец двух сыновей и трех дочерей, он владел большей частью деревни Люссак и обычно добавлял название этой деревни Верхней Вены к своему имени, следуя обычаю Старого режима . К 1803 году отец и сын наконец приняли фамилию Гей-Люссак. Во время революции от имени Закона о подозреваемых его отец, бывший королевский поверенный, был заключен в тюрьму Сен-Леонар с 1793 по 1794 год.

Он получил свое раннее образование в руках католического аббатства Бурде, хотя позже в жизни стал атеистом. На попечении аббата Дюмонтейля он начал свое образование в Париже и, наконец, поступил в Политехническую школу в 1798 году.

Три года спустя Гей-Люссак перешел в Школу мостов и дорог , а вскоре после этого был назначен ассистентом К. Л. Бертолле . В 1802 г. он был назначен демонстратором А. Ф. Фуркроя в Политехнической школе, где (1809 г.) он стал профессором химии. С 1808 по 1832 год он был профессором физики в Сорбонне , пост, который он оставил только для кафедры химии в Jardin des Plantes . В 1821 году он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук . В 1831 году он был избран представителем Верхней Вены.в палате депутатов, а в 1839 г. вступил в палату пэров. Он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1832 году

Гей-Люссак женился на Женевьеве-Мари-Жозеф Рожо в 1809 году. Он впервые встретил ее, когда она работала продавцом льняных тканей и изучала учебник химии под прилавком. У него было пятеро детей, старший из которых (Жюль) стал помощником Юстуса Либиха в Гиссене. Некоторые публикации Жюля сегодня ошибочно принимают за публикации его отца, поскольку у них один и тот же первый инициал (J. Gay-Lussac).

Гей-Люссак умер в Париже, и его могила находится на кладбище Пер-Лашез . Его имя является одним из 72 имен, начертанных на Эйфелевой башне .

2. Научный вклад. Физика

2.1. Газовые законы

В 1802 открыл закон теплового расширения газов, независимо от Дж. Дальтона. После полёта Я. Д. Захарова на воздушном шаре с научной целью (30.06.1804) Гей-Люссак совершил два таких же полёта (24.08.1804 — вместе с Ж. Био, 16.09.1804) и обнаружил, что на высоте около 7000 м интенсивность земного магнетизма заметно не изменяется; установил, что воздух имеет тот же состав, что и у поверхности Земли. В 1808 году открыл закон объёмных отношений при реакциях между газами. Уравнение состояния идеального газа — формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа, обобщает законы Бойля — Мариотта, Шарля и Гей-Люссака.

Научная деятельность

Работы Луи Гей-Люссака охватывают самые разнообразные стороны химии.

1. Открыл закон объемных отношений и закон, устанавливающий количественные соотношения между температурой и степенью расширения газов при постоянной температуре.
2. Проводя эксперименты с синильной и хлористоводородной кислотой, доказал, что для кислот наличие кислорода не является обязательным условием.
3. Установил аналогию между галогенами хлором и иодом, получил иодную и иодистоводородную кислоты, монохлорид иода, исследовал фтороводород.
4. Вместе с Л.Ж. Тенаром выделил из борного ангидрида свободный бор.
5. Независимо от Г. Дэви вместе с Тенаром нашел способы получения натрия и калия восстановлением их гидроксидов.
6. Изучил пероксиды натрия, калия, бария и кальция.
7. Выяснил количественный состав синильной кислоты и показал аналогию между этой кислотой, сероводородом и галогенсодержащими кислотами.
8. Синтезировал и изучил дициан, что стало одной из предпосылок создания теории замещения и теории сложных радикалов.
9. Первым построил кривые зависимости растворимости солей в воде от температуры.
10. Внес коррективы в методы объемного анализа: хлорометрию, алкалиметрию, ацидометрию, осадительного титрования серебра.

Открытия Луи Гей-Люссака нашли широкое применение в промышленности:

• Изобрел башню для улавливания оксидов азота при производстве сульфатной кислоты.
• Разработал промышленный метод получения щавелевой кислоты из древесных опилок.
• Занимался производством стеариновых свечей.
• Изобрел ртутный сифонный переносной барометр и термометрограф.

Замечание 1

Гей–Люссак вместе с Гумбольдтом проводил исследования в области эвдиометрии – определение количественного содержания кислорода в воздухе. В результате проведенных опытов было сделано несколько гипотез и открытий в географии и физике. Благодаря проведенному исследованию Гей-Люссак сделал заключение, что воду образуют кислород и водород в соотношении 100 объемных частей к 200.

5. Научные труды

Труды Гей-Люссака помещены большей частью в «Annales de chimie et de physique», которые он с 1815 по 1850 г. издавал в сообществе с Араго. Много отчетов об исследованиях Гей-Люссака помещено в «Comptes Rendus» Парижской академии. Отдельные издания:

• «Mémoires sur l’analyse de l’air atmosphé rique» (1804, вместе с Гумбольдтом),
• «Recherches physicochimiques faites sur la pile» (1811, вместе с Тенаром),
• «Instruction pour l’usage de l’alcoolom ètre centésimal» (1824), «Instruction sur l’essai de chlorure de chaux» (1824),
• «Instruction sur l’essai des matières d’rg ent par voi humide» (1833),
• «Cours de physique» (1827) и «Lecons de chimie» (1828).

использованная литература

1. Биографический словарь Ancient and Modern, Volume 16, Michaud
2. Биографический очерк Гей де Вернон
3. Рамеш Чопра (2005). Академический философский словарь. Gyan Books. п. 143. ISBN  978-81-8205-224-6. Известный французский химик. В то время он был одним из величайших химиков Европы. Он сделал бесчисленные открытия в науке, и даже восстановленная королевская семья сделала его пэром Франции, хотя он работал политически с антиклерикалами. Он был тесно связан с Араго и разделял его атеизм.
4. Эде, А. (2006). Химический элемент: историческая перспектива. Гринвуд Пресс. п. 133. ISBN  0-313-33304-1.
5. Розенфельд, Л. (1999). Четыре века клинической химии. CRC Press. С. 72–75. ISBN  90-5699-645-2.

Формулировка закона

Изобарический закон, открытый Гей-Люссаком в 1802 году утверждает, что при постоянном давлении объём постоянной массы газа пропорционален абсолютной температуре. Математически закон выражается следующим образом:

где — объём газа, — температура.

Если известно состояние газа при неизменном давлении и двух разных температурах, закон может быть записан в следующей форме:

.

Подобные измерения нетрудно выполнить при помощи устройства, схематически изображенного на рис. 3-4. При этом получаются данные, аналогичные Показанным на рис. 3-5, из которого видно, что график зависимости объема V газа от его температуры Т при постоянном давлении представляет собой прямую линию. Прямолинейная экстраполяция этой линии в область низких температур показывает, что график пересекает температурную ось в точке, соответствующей -273°С. Закон Гей-Люссака можно записать в виде математического соотношения:

где V — объем образца газа, t — его температура по шкале Цельсия, а с — коэффициент пропорциональности.

Впоследствии У. Томсон (1824-1907), который с 1892 г. стал лордом Кельвином, выдвинул предположение, что температура -273°С представляет собой абсолютный минимум температур, ниже которого невозможно опуститься. В настоящее время ученые пользуются абсолютной шкалой температур Кельвина, в которой 0 К = -273,15°С, а 0°С = 273,15 К. В этой шкале закон Гей-Люссака принимает вид:

где Т — температура в абсолютной шкале Кельвина (т.е. Т = t + 273,15); n — число молей газа в данном образце. Уравнение (3-6) означает, что при постоянном давлении объем заданного числа молей газа прямо пропорционален его абсолютной температуре.

В последние годы

В возрасте 62 лет, в 1840 году, Гей-Люссак оставил Политехнический институт. В 1848 году, в разгар революции, разразившейся в том же году, ученый ушел в отставку со своих должностей и удалился в район, в котором он вырос.

Несмотря на пенсию, Гей-Люссак не переставал заниматься наукой. Таким образом, он оборудовал свой дом частной лабораторией и обширной библиотекой. Ученый жил там, пока весной 1850 года не понял, что его смерть близка.В то время он попросил своего сына сжечь трактат, который он начал писать и который назывался Философияшимик.

9 мая того же года Луи Жозеф Гей-Люссак скончался во французской столице. Его тело было похоронено на кладбище Пер-Лашез.

Научная работа

Физика газа

С 1802 года, когда он был прикреплен к лаборатории Бертолле в Аркейле, он отличился тем, что «от 0 ° до 100 ° все простые или сложные газы, находящиеся под одинаковым давлением, расширяются на одинаковое количество при одинаковом повышении температуры и что 100 объемов этих газов при 0 ° превращаются в 137 объемов при 100 ° тепла ». Таким образом, он открыл закон расширения газа, а несколько лет спустя — законы объема, которые сегодня носят его имя. Последние утверждают, что газы соединяются друг с другом в простых объемных соотношениях. Он вносит несколько улучшений в ртутный барометр .

В 1804 году Институт Франции поручил ему вместе с Жаном-Батистом Био проверить наблюдения Горация-Бенедикта де Соссюра об ослаблении магнетизма в атмосфере, совершив полет на воздушном шаре . После первой неудачной попытки с Биот24 августа, Гей-Люссак возобновляет сольный опыт на 16 сентябряподнявшись до 7016  м (рекорд высоты на то время) и опровергнув наблюдения естествоиспытателя. Не довольствуясь измерением магнитного поля Земли и проверкой его постоянства, он собирает образцы атмосферного воздуха на разных уровнях высоты, которые показывают изменения температуры и влажности. Этот экспериментальный успех позволил ему в следующем году стать членом консультативного комитета по искусству и ремеслам .

Гей-Люссак начал в это время сотрудничество с Александром фон Гумбольдтом по анализу воздуха и ушел с ним вМарт 1805 г., получив годичный отпуск в Политехнической школе, чтобы совершить долгое путешествие по научным исследованиям в Альпах, Швейцарии, Италии и Германии.

В 1809 году он опубликовал важные мемуары о комбинациях томов. Он находит закон Чарльза, а именно, что все газы имеют примерно одинаковый коэффициент расширения. Он направляет свои исследования на гигрометрию и капиллярность.

В 1810 году он опубликовал в Институте мемуары о процессе консервирования, изобретенном Николасом Аппертом, он выдвинул ошибочную теорию, объяснив, что нагревание изменяет состав кислорода и, следовательно, процесс брожения прерывается. Апперт объяснил, что это было тепло, которое убило «ферменты». Именно Пастер докажет правоту Апперта в своей работе над «спонтанным зарождением».

Химия

Гей-Люссак также известен в области химии. В году в сотрудничестве с французским химиком Луи Жаком Тенаром Гей-Люссак работал над получением калия путем красного нагревания смеси чистого железа, поташа и натрия и открыл бор . Изучение свойств калия побудило химиков использовать его для выделения бора из борной кислоты. В следующем году он продемонстрировал с помощью гальванической батареи, что хлор, тогда называемый «оксигенированной соляной кислотой», на самом деле был простым телом. Он вводит понятие гидрокислоты, то есть кислоты, не содержащей кислорода. Это приводит к отказу от гипотезы Лавуазье, для которой могут существовать только кислородсодержащие кислоты ( оккислоты ). Это показывает, что фтористоводородная кислота представляет собой соляную кислоту, подобную соляной (или «соляной») кислоте .

В году его работа над цианидами (цианидами) привела его к открытию цианогена и синильной кислоты . Эта последняя кислота, которая очень токсична, по-прежнему является соляной кислотой.

Элемент йод был открыт Бернаром Куртуа, который передал его образцы Гей-Люссаку. Последний назвал этот новый элемент «йодом» (от йода, что по-гречески означает фиолетовый) из-за фиолетовых паров, которые он испускает при нагревании. Тогда йод приобрел большое значение в промышленности и медицине.

После Реставрации прогресс в химии углерода был стремительным. С Тенаром, а затем с Либихом он улучшил методы органического анализа.

В области промышленной химии он улучшает процессы производства серной и щавелевой кислоты и разрабатывает методы контроля пробирным методом. В году французская администрация поручила ему разработать практический метод точного измерения концентрации алкоголя в напитках. Закон о налоге на алкогольные напитки 1824 года использует его работу. Вместе с Коллардо, бывшим студентом Политехнической школы, он стал производителем научных инструментов и в 1830 году продал свой спиртометр.