Antoine Lavoisier - Définition
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Lavoisier, un agronome discret
En 1778, trois ans après la mort de son père, Lavoisier achète le domaine de Fréchines près de Blois et se prend d'une passion discrète pour l' agriculture. Il se rend trois fois par an sur ses terres, pour deux à trois semaines, en compagnie de Madame Lavoisier qui assure la correspondance avec le gestionnaire local, le notaire Lefebvre.
Ce domaine est l'occasion pour Lavoisier de mettre en pratique les travaux de Duhamel du Monceau. Au bout de dix ans, Lavoisier rédige un compte-rendu de ses recherches à la Société royale d'agriculture et déclare qu'il lui faudra encore une décennie pour confirmer ses résultats. Peu avant sa mort sur l'échafaud, il rédige un traité d'agriculture qu'il déclare pratiquement terminé en 1793.
Ses idées sur l'utilisation du fumier sont très conventionnelles pour l'époque. Ainsi, il montre que des apports massifs permettent d'augmenter lentement les rendements. Vers la fin de sa vie il est confronté à la théorie de l'humus soutenue par Jean Henri Hassenfratz. Cette théorie, qui postule que seul l'humus est capable de nourrir les végétaux, est fausse et prévalut jusqu'aux travaux de Justus von Liebig en 1840. Lavoisier rédige anonymement un programme de recherche que l'Académie des sciences aurait dû proposer au concours en 1794, date où la Convention supprima l'Académie et condamna Lavoisier. Dans ce programme, Lavoisier décrit le cycle des composants de la matière à la surface de la terre (le cycle réduction-oxydation) et oppose la « végétalisation » (la photosynthèse) à la combustion et aux fermentations. En ce sens, il annonce les grandes découvertes agronomiques du XIXe siècle.
Lavoisier, père de la chimie moderne
L'une des plus importantes recherches de Lavoisier a été de redéterminer la nature du phénomène de combustion. Ses expériences permirent de démontrer que la combustion est un processus qui implique la combinaison d'une substance avec l'oxygène. Il démontre également le rôle de l'oxygène dans la respiration végétale et animale, ainsi que son rôle dans la formation de la rouille. L'explication de Lavoisier sur la combustion remplace la théorie phlogistique, qui postule que les matériaux relâchent une substance appelée phlogiston lorsqu'ils brûlent.
Il découvre aussi que l'air inflammable de Henry Cavendish, qu'il baptise hydrogène (du grec « formeur d'eau »), réagit avec l'oxygène pour former une rosée, qui est de l'eau, comme l'a remarqué Joseph Priestley. Le travail de Lavoisier est en partie basé sur celui de Priestley.
Dans les ouvrages Sur la combustion en général et Considérations générales sur la nature des acides (1778), il démontre que l'air responsable de la combustion est aussi une source d'acidité. En 1779, il nomme cette partie de l'air « oxygène » (du grec « formeur d'acide ») et l'autre partie « azote » (du grec « sans vie »). Dans ses Réflexions sur le phlogistique (1783), Lavoisier démontre que cette théorie phlogistique n'est pas cohérente.
Les expériences de Lavoisier sont parmi les premières expériences chimiques véritablement quantitatives jamais exécutées. Il a prouvé que, bien que la matière change d'état dans une réaction chimique, la masse totale des réactifs et des produits reste identique du début jusqu'à la fin de la réaction. Il brûla du phosphore et du soufre dans l'air, et montra que les produits pesaient plus que les réactifs de départ. Néanmoins, le poids gagné était perdu par l'air. Ces expériences ont été des preuves à la base de la loi de conservation de la matière. Lavoisier a aussi étudié la composition de l'eau, et il appelle ses composants « oxygène » et « hydrogène ».
En 1784, Lavoisier fait partie d'une commission nommée par Louis XVI pour étudier la pratique du magnétisme animal avec le médecin Joseph Ignace Guillotin, l'astronome Jean Sylvain Bailly et l'ambassadeur des États-Unis en France, Benjamin Franklin.
Avec le chimiste Claude Louis Berthollet et d'autres, Lavoisier conçoit une nomenclature chimique ou un système des noms qui sert de base au système moderne. Il la décrit dans la Méthode de nomenclature chimique (1787). Ce système est toujours en grande partie en service au XXIe siècle, y compris des noms tels que l'acide sulfurique, les sulfates et les sulfites. Son Traité élémentaire de chimie (1789) est considéré comme le premier manuel chimique moderne, et présente une vue unifiée des nouvelles théories de chimie, fournit un rapport clair de la loi de la conservation de la masse et nie l'existence du phlogiston. En outre, Lavoisier clarifie le concept d'un élément comme substance simple qui ne peut être décomposée par aucune méthode connue d'analyse chimique, et conçoit une théorie de la formation des composés chimiques des éléments.
De plus, son ouvrage contient une liste d'éléments ou substances qui ne peuvent être décomposées davantage, incluant l'oxygène, l'azote, l'hydrogène, le phosphore, le mercure, le zinc et le soufre. Sa liste, cependant, inclut également la lumière et la chaleur, qu'il pensait être des substances matérielles.
Les contributions fondamentales de Lavoisier à la chimie sont le résultat d'un effort conscient d'adapter toutes les expériences dans le cadre d'une théorie simple. Il a établi l'utilisation cohérente de l'équilibre chimique, a utilisé ses découvertes sur l'oxygène pour renverser la théorie phlogistique, et a développé un nouveau système de nomenclature chimique qui soutient que l'oxygène est un constituant essentiel de tous les acides (ce qui plus tard se révéla incorrect). Pour la première fois, la notion moderne d'élément est présentée systématiquement. Les trois ou quatre éléments de la chimie classique ont conduit au développement du système moderne, et Lavoisier a traduit des réactions dans les équations chimiques qui respectaient la loi de conservation des masses.
La maxime « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » attribuée à Lavoisier, est simplement la reformulation d'une phrase d'Anaxagore de Clazomènes : « Rien ne naît ni ne périt, mais des choses déjà existantes se combinent, puis se séparent de nouveau ». Dans son Traité élémentaire de chimie de 1789, Lavoisier parle de la matière en ces termes : « On voit que, pour arriver à la solution de ces deux questions, il fallait d'abord bien connaître l'analyse et la nature du corps susceptible de fermenter, et les produits de la fermentation ; car rien ne se crée, ni dans les opérations de l'art, ni dans celles de la nature, et l'on peut poser en principe que, dans toute opération, il y a une égale quantité de matière avant et après l'opération ; que la qualité et la quantité des principes est la même, et qu'il n'y a que des changements, des modifications. » (à noter que pour Lavoisier, la « quantité de matière » signifiait le poids ou la masse ; de nos jours la quantité de matière est plutôt le nombre de moles, et il faut dire qu'il y a une masse égale avant et après l'opération).
