Жозеф Луи Гей-Люссак

Подъем на воздушном шаре

Жозеф Луи Гей-Люссак (родился 6 декабря 1778 г. в Сен-Леонар-де-Ноблат , † 9 мая 1850 г. в Париже ) был французским химиком и физиком . Открыл равномерное тепловое расширение газов ( закон Гей-Люссака ). Вместе с Александром фон Гумбольдтом он определил количество газа при электролизе воды: водород / кислород = 2/1, а также отношение количества газа к образованию воды. Он также обнаружил, что когда реагируют разные газы, объемные пропорции отдельных газов должны быть в целочисленном соотношении ( закон нескольких объемов ). Он также разработал первый безопасный метод проведения элементного анализа органических веществ, а также впервые провел титриметрию (анализ размеров).

Жизнь

Отец Жозефа Гей-Люссака был судьей, и его настоящее имя было Антуан Гей, небольшое поместье недалеко от того места, где она жила, называлось Люссак. Жозеф Луи Гей-Люссак был старшим ребенком в семье из семи человек в небольшом городке во французской провинции Лимузен. В ноябре 1794 г. он отправился в Париж; Из-за голода многие студенты были отправлены домой к своим родителям - Гей-Люссаку разрешили остаться из-за его хороших математических способностей. С сентября 1797 года он сначала посещал Политехнический институт ( École Centrale des Travaux publics ), а затем Национальную школу понтов и шоссей , где он познакомился с Клодом-Луи Бертолле . В 1802 году он стал репетитором по химии в Политехнической школе и читал лекции по химии и лекции в Академии наук . Он стал членом Академии в 1806 году.

Тогда ученых интересовало направление магнитной стрелки и состав воздуха в верхних слоях воздуха. До этого (1804 г.) Российская Академия наук в Санкт-Петербурге уже проводила свои первые исследования на воздушном шаре. Институт Франции поручил Гей-Люссаку и Жан-Батисту Био провести измерения с помощью воздушного шара.

24 августа 1804 года он и Биот совершили смелый полет на водородном шаре и достигли высоты 4000 метров. На этот раз оба исследовали магнитное поле Земли. 16 сентября он совершил второй полет на воздушном шаре, на этот раз один. Он взял пробы воздуха на разных высотах и поднялся на высоту 21 600 футов (Париж) , что на 7017 метров выше места расположения воздушного шара. Анализ образцов вместе с Александром фон Гумбольдтом показал, что содержание кислорода в воздухе не меняется с высотой (воздух в целом становится тоньше, но соотношение газов остается постоянным). Они смогли измерить снижение температуры на 1 ° C на каждые 174 метра увеличения высоты, а Гей-Люссак и Александр фон Гумбольдт также смогли опровергнуть идею Джона Дальтона о том, что атомарно более тяжелые газы опускаются, более легкие атомные газы поднимаются и что состав изменяется в верхних слоях атмосферы. Сегодня мы знаем, что предположение Дальтона имело бы следствие, среди прочего, что весь углекислый газ, содержащийся в атмосфере Земли, будет собираться в чистом виде на поверхности земли, что задушит потребителей кислорода (например, всех животных и людей). Тем не менее, химический состав атмосферы на самом деле немного меняется с высотой из-за других физических воздействий; плотность газов не имеет значения.

Бертолле основал частное научное общество Société d'Arcueil . Здесь Гей-Люссак познакомился с Пьером-Симоном Лапласом и Александром фон Гумбольдтом . С этим он предпринял исследовательскую поездку (март 1805 г.) в Рим и Неаполь (к Везувию), они провели зиму 1805/1806 гг. В Берлине. Гумбольдт несколько раз подчеркивал, что Гей-Люссак оказал сильное влияние на его развитие как ученого.

1808 Гей-Люссак 1808 был профессором практической химии в Политехнической школе в Париже и одновременно профессором физики и химии в Сорбонне . В 1809 году, вместе с Тенар , он был удостоен Гальваническая премии в размере 3000 франков, который был дан на Наполеона Бонапарта , по физико-математическое класс Института Франции . Гей-Люссак говорил на итальянском, английском и немецком языках. Он был членом многих официальных комиссий (например, Comité consultatif des Arts et des Manufactures (1805), Conseil de perfectionnement des poudres et des salpêtres (1818)).

С 1816 года Гей-Люссак вместе с Франсуа Араго опубликовал « Анналы химии и физики» . В 1818 году Французская Академия наук объявила конкурс, в котором он был членом жюри, возглавляемого Араго. Несмотря на сопротивление Симеона Дени Пуассона , победителем конкурса стал Огюстен-Жан Френель , который участвовал с новым типом работ по волновой оптике , которые, среди прочего, обеспечили теоретическую основу для объяснения пятен Пуассона . 1815 Гей-Люссак стал иностранным членом Королевского общества и почетным членом ( почетным членом ) Эдинбургского королевского общества . В 1829 году он стал почетным членом Российской академии наук в Петербурге . В 1830 году он был избран иностранным членом Геттингенской академии наук, а в 1832 году он был избран членом Американской академии искусств и наук . 31 мая 1842 г. он был принят в качестве иностранного члена прусского ордена Pour le Mérite по наукам и искусствам . Он был членом Прусской академии наук с 1812 года и Баварской академии наук с 1820 года .

Он женился на дочери обедневшего музыканта.

Гей-Люссак получил серьезную травму в результате взрыва углеводородов. Он так и не пережил эту аварию.

Гей-Люссак умер в Париже 9 мая 1850 года. Похоронен на кладбище Пер-Лашез .

Могила Гей-Люссака в Пер-Лашез в Париже

Почести

В Париже его именем названы улица и гостиница возле Сорбонны . Его имя увековечено на Эйфелевой башне, см. Список из 72 имен на Эйфелевой башне . Лунный кратер Гей-Люссак назван его именем. Род растений Gaylussacia Kunth из семейства вересковых (Ericaceae) назван в его честь.

Единица для определения содержания алкоголя , которая ранее использовалась, в частности , во Франции , была названа в его честь сортом Гей-Люссака .

Научная работа

Физическая химия

В 1802 году он сформулировал закон Гей-Люссака , согласно которому газы расширяются линейно с повышением температуры, если давление остается постоянным. Коэффициент увеличения объема, который Гей-Люссак измерил для каждого градуса повышения температуры, составил 1/266 (фактически: 1/273).

Согласно этому закону А. Кроуфорд определил температуру, при которой объем газа исчезает, и приблизился к абсолютному нулю температуры (−273 ° C).

Некоторые известные ученые ( Амонтон , Ламберт , Чарльз ) уже работали над предварительной работой по закону Гей-Люссака, но они еще не определили степень расширения при повышении температуры с достаточной точностью. Жак Александр Сезар Шарль уже заметил равномерное расширение газов (кислорода, азота, водорода) в диапазоне от 0 до 100 ° C.

Вместе с Александром фон Гумбольдтом Гей-Люссак исследовал объем водорода и кислорода, которые образуют воду. Они обнаружили, что ровно две объемные части газообразного водорода соединяются с одной объемной частью газообразного кислорода с образованием воды. Они также проводили эксперименты по определению состава воздуха.

Эксперименты с другими газами привели его к осознанию того, что пространственные отношения между атомарными газами и соединениями находятся в простой зависимости (закон нескольких объемов). Согласно этому закону, Амедео Авогадро несколько позже развил свою гипотезу, которая впоследствии стала законом Авогадро .

Закон многотомности привел Гей-Люссака к дальнейшим выводам. В 1815 году Гей-Люссак разработал метод определения плотности пара. Используя плотности пара, можно было определить молекулярную массу органических и неорганических соединений. Достаточно только определения объема и веса газа, образующегося во время перегонки, для определения фактического веса легко испаряемой органической молекулы путем сравнения ее с газообразным водородом. Он использовал этот метод для определения молярных масс синильной кислоты, этанола и диэтилового эфира.

Позднее (1865 г.) этот метод был улучшен Августом Вильгельмом фон Хофманном и Виктором Мейером .

В 1807 году Гей-Люссак провел температурные испытания с двумя комнатами равного размера, которые были соединены трубой, которые можно было разделить. Он эвакуировал одну комнату с помощью воздушного насоса, а затем впустил газ из другой комнаты. Он отметил повышение температуры при поступлении газа и снижение температуры при выходе газа. Этот эксперимент проводили в 1845 году Джеймс Прескотт Джоуль с лучшими методами измерения, его результат пошел в науку , как закон Джоуля и тем самым заложил основу для внутренней энергии в термодинамике .

Гей-Люссак также определил теплоемкость газов при постоянном давлении и постоянном объеме. В 1822 году он ввел общую газовую постоянную из разности . Позже Реньо смог определить разницу более точно, поэтому R также называют константой Реньо . ${\ displaystyle R}$ ${\ displaystyle C_ {p} -C_ {v} = R}$

Кроме того, Гей-Люссак занимался исследованиями диффузии жидкостей, определением точек кипения двух жидкостей, а также зависимостью растворимости и температуры солей. Гей-Люссак также усовершенствовал оборудование для физико-химических работ (измерение упругости паров, усовершенствованный барометр, поршневой манометр).

Неорганическая химия

С 1808 года Гей-Люссак и Луи Жак Тенар пытались получить чистый калий и натрий из гидроксида калия и гидроксида натрия соответственно с использованием гальванической колонки . При этом он получил серьезную травму глаза. Прошёл год, прежде чем его зрение снова стало наполовину хорошим.

В 1809 году Гей-Люссак и Тенар найдены в амиды калия и натрия. В 1810 году они обнаружили перекиси калия и натрия.

Гей-Люссак исследовал йод, открытый Бернаром Куртуа в 1811 году , и показал, что химические свойства йода и хлора схожи. Он открыл йодоводородную кислоту и йодид калия. Он определил степени окисления сернистой кислоты (1813 г.) и ионов азота . Вместе с Тенаром он открыл элементарный бор и почти безводную фтористоводородную кислоту в 1808 году .

Гей-Люссак смог показать, что тезис Лавуазье о том, что все кислоты содержат кислород, неверен. Он обнаружил, что газ соляной кислоты не содержит связанного кислорода и смог идентифицировать цианистый водород и сероводород как кислоты. Поскольку известные кислоты всегда содержали водород, Гей-Люссак ввел приставку hydro .

Органическая химия

Вместе с Тенаром Гей-Люссак разработал прибор для элементного анализа органических веществ с использованием хлората калия в качестве окислителя. Объем сгоревших газов определяли в ртутной трубке, диоксид углерода связывали гидроксидом калия, а затем определяли.

С 1815 г. Гей-Люссак заменил хлорат калия оксидом меди (I) для элементного анализа . При исследовании цианистого водорода , содержащего азот, он использовал чистую медь для элементного анализа .

Гей-Люссак также определил химический состав цианистого водорода (и ввел в обращение термин одновременно цианистый водород и цианид ), хлорид цианогена , этанол и диэтиловый эфир . Он также нашел уравнение алкогольного брожения .

В сотрудничестве с Юстусом фон Либихом Гей-Люссак исследует фульминат серебра . В 1828 году Гей-Люссак позволил хлору действовать на жиры и воски, он признал обмен водорода хлором.

Аналитическая химия

Гей-Люссак разработал метод определения спирта и волюметрический метод определения содержания серебра. Он также представил анализ размеров и титрование . Важное значение имели хлориметрия (1824 г.) для определения хлора или серебра и алкалиметрия (1828 г.).

техническая химия

Он разработал башню Гей-Люссака для сбора азотистых газов при производстве серной кислоты .

Шрифты

с Луи Дж. Тенаром : Recherches Physico-Chimiques . 2 тома. Deterville, Paris 1811, (цифровые копии: Том 1 , Том 2 ).

литература

Жозиан Койак и Марсель Фетизон (ред.): Ги-Люссак. La carrière et l'oeuvre d'un chimiste français durant la première moitié du XIX siècle. Actes du colloque Gay-Lussac, 11-13 декабря 1978 г. Ecole Polytechnique, Palaiseau 1980, ISBN 2-7302-0018-5 (французский).
Морис Кросланд : Гей-Люссак. Ученый и буржуа. Издательство Кембриджского университета, Кембридж и др. 1978, ISBN 0-521-21979-5 (английский).
Гюнтер Бугге (ред.): Книга великих химиков. Том 1: От Зосима до Шенбейна. Перепечатка издания 1929 г. Verlag Chemie, Weinheim et al., 1974, ISBN 3-527-25021-2 , стр. 386 и далее.
Карл Грэбе : История органической химии. Том 1. Спрингер, Берлин и др., 1920.

веб ссылки

Commons : Joseph Louis Gay-Lussac - Коллекция изображений, видео и аудио файлов

Литература Джозефа Луи Гей-Люссака и о нем в каталоге Немецкой национальной библиотеки
Статья Джозефа Луи Гей-Люссака в Политехническом журнале
Вход на Гей-Люссак, Жозеф Луи (1778–1850) в Архиве Королевского общества в Лондоне

личные данные
ФАМИЛИЯ	Гей-Люссак, Жозеф Луи
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ	Французский химик и физик
ДАТА РОЖДЕНИЯ	6 декабря 1778 г.
МЕСТО РОЖДЕНИЯ	Сен-Леонар-де-Ноблат
ДАТА СМЕРТИ	9 мая 1850 г.
Место смерти	Париж

[1] Список членов с 1666 г .: Письмо G. Académie des Sciences, доступ 4 января 2020 г. (французский).

[2] Мари-Ноэль Бурге: Le monde dans un carnet. Александр фон Гумбольдт в Италии (1805) . Ле Фелен, Париж, 2017 г., ISBN 978-2-86645-581-1 .

[3] Петра Вернер : Небо и Земля. Александр фон Гумбольдт и его «Космос» (= вклад в исследования Александра фон Гумбольдта. 24). Akademie Verlag, Берлин 2004, ISBN 3-05-004025-4 , стр. 77-80.

[4] Эрнест Майндрон: Les fondations de prix à l'Académie des Sciences. Lauréats de l'Académie. 1714-1880 гг. Готье-Виллар, Париж, 1881 г., стр. 69-70 .

[5] Хольгер Кранке: Члены Академии наук в Геттингене 1751-2001 (= Трактаты Академии наук в Геттингене, филолого-исторический класс. Том 3, том 246 = Трактаты Академии наук в Геттингене, математико-физический класс. Эпизод 3, т. 50). Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2001, ISBN 3-525-82516-1 , стр.24 .

[6] Orden Pour le Mérite для науки и искусства. Члены ордена. Том 1: 1842-1881. Гебр Манн, Берлин 1975, ISBN 3-7861-6189-5 , стр. 42, на противоположной странице его фотография с автографом.

[7] Члены предыдущих академий. Луи Жозеф Гей-Люссак. Берлин-Бранденбург академии наук и гуманитарных наук , доступ к 27 марта 2015 года .

[Burkhardt_2018-8] Лотте Буркхардт: Справочник одноименных названий растений. Сборник эпонимических, биографических и библиографических сведений о наградах в растительном мире. Расширенная версия. Часть 1–2. Ботанический сад и Ботанический музей Берлин - Freie Universität Berlin, Берлин 2018, ISBN 978-3-946292-26-5 , DOI : 10,3372 / epolist2018 .

[9] Mémoire Sur la сочетание веществ gazeuses, les unes avec les autres. В: Mémoires de Physique et de chimie de la Société d'Arcueil . Том 2, 1809, стр. 207-234 .

[10] Recherches Sur l'acide prussique. В: Анналы де Шими . Volume 95, 1815, pp. 136-251, здесь p. 184 .

[annales_di_chimie_1815-11] Recherches Sur l'acide prussique. В: Анналы де Шими. Том 95, 1815, стр. 136-251 .

[12] Lettre de M. Gay-Lussac and M. Clément, Sur l'analyse de l'alcool et de l'éther sulfique, et sur les produits de la fermentation. В: Анналы де Шими. Том 95, 1815, стр. 311-318 .

[13] Gay-Lussac: Instruction sur l'essai des matières d'argent par la voie humide. Imprimerie Royale, Париж 1832 г. ( оцифрованная версия ).

Languages