אנטואן לבואזיה

אנטואן-לורַן דה לָבוּאַזיֶה (בצרפתית: Antoine-Laurent de Lavoisier;‏ 26 באוגוסט 1743 – 8 במאי 1794) היה אציל צרפתי וכימאי הנחשב לאבי הכימיה האנליטית. זכור בעיקר בשל עבודתו על גזים, אבק שרפה ובעירה. קבע לראשונה את חוק שימור החומר, תרם משמעותית להחלפת תאוריית הפלוגיסטון, ותרם לשינוי מקיף במינוחים בכימיה (ראו גם המהפכה הכימית). נתן את השמות (הלועזיים) לחמצן ומימן והסביר את תפקיד החמצן בבעירה. משקיע ומנהלן בפרם ז'נרל, חברת גביית מסים פרטית, יושב ראש הנהלת בנק שהיה לעתיד הבנק המרכזי של צרפת, וחבר חשוב בכמה מועצות אצילים. בשיא המהפכה הצרפתית ערפו את ראשו עקב מעורבותו בממשל הצרפתי הטרום-מהפכני.

אנטואן-לורן דה לבואזיה
Antoine-Laurent de Lavoisier

מתוך הציור "דיוקן של מר לבואזיה ושל אשתו" מאת ז'אק-לואי דוד (1788)
מתוך הציור "דיוקן של מר לבואזיה ושל אשתו" מאת ז'אק-לואי דוד (1788)
לידה	26 באוגוסט 1743 פריז, ממלכת צרפת
הוצאה להורג	8 במאי 1794 (בגיל 50) פריז, הרפובליקה הצרפתית הראשונה
ענף מדעי	כימיה
מקום קבורה	בית הקברות אראנסי
מקום לימודים	קולז' מאזארן, אוניברסיטת פריז
מוסדות	פרם ז'נרל (1768)
תלמידי דוקטורט	ז'אן-אנטואן שפטל, קלוד-לואי מתייה, Jean Noël Hallé, Antoine François, comte de Fourcroy, קלוד לואי ברטולה
פרסים והוקרה	מדליית זהב (1766) עמית החברה המלכותית 72 השמות החרוטים על מגדל אייפל Hommes illustres קונקור ז'נרל
בן או בת זוג	מארי-אן פירט פולז לבואזיה (1771–8 במאי 1794)
הערות	הוצא להורג בזמן המהפכה
תרומות עיקריות
מחקרים בנושא תרמודינמיקה ובעירה. ניסויים בנושא סטויכיומטריה, גילוי חוק שימור החומר, גילוי הרכב המים
חתימה

דיוקן של לבואזיה בצעירותו

דיוקן של לבואזיה ומארי-אן פיירט פולז, צויר בידי ז'אק-לואי דויד

ביוגרפיה

לבואזיה נולד למשפחה עשירה בפריז, וזכה לירושה נאה עם מות אמו. למד כימיה, בוטניקה, אסטרונומיה, ומתמטיקה בקולז' מאזארן (Collège Mazarin) בין 1754 ו-1761. ב-1764 פרסם את חיבורו המדעי הראשון בכימיה. ב-1767 החל לעבוד על סקר גאולוגי באלזס-לורן. בשנת 1768, כשהיה בן 25, נבחר כחבר באקדמיה המלכותית למדעים של צרפת, המוסד המדעי המכובד ביותר של צרפת, בזכות מאמר על תאורת רחובות, וכהכרה על הישגיו במחקרו המוקדם יותר. ב-1769 החל לבואזיה בעבודה שעסקה במיפוי גאולוגי ראשון של צרפת.

לבואזיה למד גם משפטים, וקיבל תואר אקדמי במשפטים. היה חבר בלשכת עורכי הדין, אך לא עבד כעורך דין בפועל. הוא התערה בפוליטיקה הצרפתית, וכתוצאה מכך, כשהיה בגיל 26, התקבל לעבודה כגובה מס על ידי פרם ז'נרל, חברת גביית מס. הוא ניסה להעביר רפורמות במערכת הכספים ובגביית המיסים הצרפתית, והגה את חומת הפרם ז'נרל של פריז, ששימשה לייעול גביית המכס. בזמן עבודתו בממשלה עזר לפתח את השיטה המטרית, כדי לקבוע בכל צרפת מערכת אחידה למידות ומשקולות.

ב-1771 נשא לאישה נערה בת 13, מארי-אן פִּירֶט פּוֹלז (Marie-Anne Pierette Paulze), בתו של משקיע בפרם ז'נרל. עם השנים למדה אשתו כימיה והפכה לעמיתה למקצוע של בעלה. פולז תרגמה למענו מאמרים מאנגלית, איירה את ספריו, הכינה שרטוטים ותחריטים של מתקני המעבדה שנדרשו ללבואזיה ולעמיתיו. היא גם ערכה את זיכרונותיו ופרסמה אותם, וערכה מסיבות רבות שאליהן הגיעו מדענים ידועי-שם, בהן דנו בתאוריות בכימיה. כתוצאה מעבודתה הצמודה עם בעלה קשה להבדיל בין התרומות של השניים, ונראה שחלק מהעבודה שמיוחסת ללבואזיה בוצע למעשה על ידי אשתו.

היותו של לבואזיה אחד מ-28 גובי המס בצרפת והיותו חבר באקדמיה למדעים, שנחשבה לנחלת האליטה הצרפתית, היו לו לרועץ עם פרוץ המהפכה הצרפתית. בזמן שלטון הטרור שהנהיגו המהפכנים ב-1794, נחשב לבואזיה ל"אויב האומה". בית הדין המהפכני שפט אותו באשמת בגידה, הרשיע אותו, גזר עליו עונש מוות, ושלח אותו אל הגיליוטינה – כל זאת ביום אחד, 8 במאי 1794, בגיל 51. למרבה האירוניה היה לבואזיה אחד מהליברלים בתפקידו, אך אחד המעשים שאולי חרצו את גורלו היה ריב עם ז'אן-פול מארה, עיתונאי ומסית קיצוני שקידש את השימוש בגליוטינה נגד כל מי שנחשב בעיניו אויב המהפכה.

ערעורו של לבואזיה על הוצאתו להורג נדחה על ידי השופט בצורה ברורה והחלטית: "הרפובליקה לא צריכה גאונים" (יש הטוענים שהוא אמר "מדענים"). חשיבותו למדע בוטאה על ידי המתמטיקאי ז'וזף לואי לגראנז', שקונן על ההוצאה להורג במילים "לראש הזה נדרשה שנייה אחת כדי ליפול, אך מאה שנים לא יפיקו עוד אחד שכזה". שנה וחצי לאחר מותו זוכה לבואזיה בידי הממשלה הצרפתית, וחפציו הפרטיים הועברו אז לידי אלמנתו, כשמוצמד אליהם פתק עם המילים "לאלמנתו של לבואזיה, שהורשע בשוגג".

תרומותיו לכימיה

רקע

מיקוד אור שמש על חומר דליק, ניסוי שערך לבואזיה בשנות ה-70 של המאה ה-18

מתקן לניסוי בעירת מימן שנבנה לפי שרטוטו של לבואזיה

קלורימטר שבנה לבואזיה

לבואזיה מבצע ניסוי במעבדה

מחקר כמותי ולא רק איכותי היה חלק מהמסורת המדעית המקובלת בכימיה בזמנו של לבואזיה. עם זאת, לבואזיה הנהיג שיטות מדידה בסטנדרטים כמותיים מחמירים יותר מאלה שהיו נהוגים עד זמנו. ב-1775 שירת ב"מנהל אבק השרפה המלכותי" בארסנל בפריז, והקים שם מעבדה משוכללת שמשכה כימאים מכל אירופה שבאו ללמוד את שיטותיו המהפכניות. עבודתו היסודית שם, במיוחד ההשגחה על ניקיון המרכיבים ויחסי הכמויות ביניהם, הובילה לשיפור בייצור אבק שרפה. כמו כן נעשה שימוש בכישוריו בכימיה חקלאית, בתכנון שיטה חדשה לשימוש באשלגן חנקתי המשמש כדשן.

מחקרים עיקריים

ניסוייו החשובים ביותר של לבואזיה בחנו את טבע הבעירה והשרפה. הוא טען באמצעות ניסויים אלו שבעירה היא תהליך הכולל שילוב בין חומר בעיר לבין חמצן. בנוסף, גילה לבואזיה עובדות חשובות גם על אופן יצירת חלודה, וזיהה את נחיצות החמצן ליצירתה, בנוסף לתפקידו בתהליכי נשימה המתבצעים בחי ובצומח. ניסוייו יחד עם פייר-סימון לפלס הראו שתהליך הנשימה הוא למעשה בעירה איטית של חומר אורגני באמצעות חמצן.

מחקרו על מימן והחלפת תאוריית הפלוגיסטון

לבואזיה גילה גם ש"הגז הדליק" שגילה הנרי קוונדיש, שאותו כינה מימן (ביוונית: יוצר מים), מגיב עם חמצן ליצירת טל – מים. עבודתו של לבואזיה בתחום זה התבססה חלקית על עבודתו של ג'וזף פריסטלי. לבואזיה התכתב עם פריסטלי, ושניהם היו חברים באגודה המדעית האנגלית "Lunar Society". לאחר זמן ניסה לבואזיה לזקוף לזכותו את הישגיו של פריסטלי וטען שעבודותיו וגילוייו של פריסטלי הם בעצם שלו. נטען שנטייתו זאת להשתמש בתוצאותיהם של אחרים ולהתבסס עליהן ללא אזכור נאות כמקובל, הייתה דפוס התנהגות חוזר אצל לבואזיה.

לבואזיה הוכיח שה"אוויר" האחראי לבעירה הוא גם המקור לחמצון, ותיאר את ממצאיו אלו במאמריו "על הבעירה באופן כללי" (Sur la combustion en general) מ-1777 ו"שיקולים כלליים על טבע החומצות" (Considérations Générales sur la Nature des Acides) מ-1778. ב-1779 קרא לבואזיה לחלק זה של האוויר חמצן (ביוונית: יוצר חומצה), ולחלק השני שבאוויר קרא "אזוט" (ביוונית: חסר חיים). במאמר "הרהורים על פלוגיסטון" (Reflexions sur le Phlogistique) מ-1783 טען לבואזיה שתאוריית הפלוגיסטון שהייתה מקובלת אז, ולפיה כל חומר שבוער משחרר לאוויר חומר הנקרא פלוגיסטון הגורם לבעירה, היא בלתי עקבית ושגויה. טענתו התקבלה ותאוריית החמצן שניסח שימשה בסיס לתאוריות הכימיות המוכרות כיום.

חלוץ הסטויכיומטריה

לבואזיה נחשב לחלוץ הסטויכיומטריה. ניסוייו היו מהימנים יותר מאלה של קודמיו. הוא הראה שאף שבמהלך תגובה כימית החומר משנה את מצבו, כמות החומר לפני כל תגובה כימית ולאחריה היא תמיד זהה. הוא שרף זרחן וגופרית באוויר, והוכיח שמשקל התוצרים לאחר השרפה היה גדול יותר ממשקל המגיבים המקורי. אולם עובדה זו לא הטעתה את לבואזיה, שהוכיח שהמשקל העודף לאחר השרפה בא מן האוויר שמשקלו ירד, כך שהמשקל הכולל של החומרים לפני תגובה כימית ולאחריה נותר קבוע. ניסויים אלה היוו את העדות לחוק שימור החומר. כך למשל כשדן בתסיסת סוכר והפיכתו לכוהל, כתב:

שום דבר אינו נוצר על ידי האדם או הטבע. ואפשר להניח כאקסיומה שבכל פעולה שווה כמות החומר הקיימת לפני הפעולה לזו שאחריה... אנו יכולים לראות את החומרים הנתונים לתסיסה, ואת המוצרים הבאים מתגובה זו כמהווים משוואה אלגברית... כל אלמנט במשוואה זו הוא נעלם, נוכל לחשב את ערכיהם בזה אחר זה, ועל ידי כך לאמת את ניסויינו בחישוב, ואת החישוב בניסוי. לעיתים קרובות הצלחתי לתקן בשיטה זאת את התוצאות הראשונות של ניסויי ולכוון את עצמי לדרך המתאימה כדי לחזור עליהם למרבה היעילות

— Traité Élémentaire de Chimie

מחקרים עיקריים בכימיה אנליטית ומינוח כימי

לבואזיה חקר גם תרכובות של מים ואוויר, חומרים שנחשבו עד אז ליסודות. הוא גילה שמים הם תרכובת של חמצן ומימן, ושאוויר הוא תערובת של גזים שונים, בעיקר חנקן וחמצן. יחד עם שלושה כימאים צרפתיים (קלוד-לואי ברטולה, אנטואן פורקרוי וגיטון דה-מורבו) המציא שיטה למינוח כימי, המאפשרת מתן שמות לכימיקלים כך שמתוך השם ניתן יהיה להבין את מבנה החומר. חומצות ובסיסים נקראו בשיטה זו לפי היסודות שלהם והמלחים לפי החומצות והבסיסים שהם מתקבלים מתגובת הסתירה ביניהם. הוא פרסם שיטה זו ב"שיטה למינוח כימי" (Méthode de nomenclature chimique) ב-1787. שיטת מינוח זו עזרה לשיפור העברת המידע על תגליות חדשות בין כימאים בעלי רקע שונה, ורובה בשימוש עד היום, כולל שמות נפוצים מאוד כגון חומצה גופרתית, גופרה וסולפיט .

ספרו "יסודות הכימיה" (Traité Élémentaire de Chimie) מ-1789 נחשב לספר הלימוד הראשון לכימיה אנליטית. מוצגים בו לראשונה: תאוריות החמצן שפיתח, הסבר ברור על חוק שימור החומר והכחשת קיום הפלוגיסטון. כמו כן סיפק לבואזיה הגדרה של יסוד – חומר פשוט שלא ניתן לפירוק בשום שיטה ידועה של אנליזה כימית, והציע תאוריה לגבי היווצרות תרכובת מיסודות. לבואזיה לא ייחס מעמד אונטולוגי מיוחד ליסודות כאבני הבניין הבסיסיות של החומר ולא פסל את האפשרות שחומר שנחשב בתקופה מסוימת ליסוד יתגלה בעתיד כתרכובת. לעומת זאת, ההגדרה המקובלת כיום ליסוד מבוססת על ההשקפה של ג'ון דלטון שזיהה את היסודות הכימיים עם אטומים. הספר הכיל גם רשימת יסודות שכללה חמצן, חנקן, מימן, זרחן, גופרית, כספית, ואבץ. היה זה הבסיס לרשימת היסודות המוכרת היום. רשימתו כללה גם אור, שלבואזיה סבר שהוא חלקיק חומרי, וקלוריק – חומר דמוי נוזל שלבואזיה שיער את קיומו וזיהה אותו עם תופעת החום. בזמנו סירבו כימאים וחוקרים רבים להסכים עם גילוייו החדשים של לבואזיה, אך הדור שבא אחריהם קיבל את קביעותיו.

הישגים נוספים

תרומותיו החשובות של לבואזיה לכימיה היו תוצאה של מאמץ מודע שלו לאגד את כל הניסויים לתאוריה יחידה. הוא זה שהחל לשקול בעקביות ובקפדנות את המגיבים ואת התוצרים במערכת סגורה. הוא פיתח שיטה חדשה למינוח כימי, שלפיה חמצן היה מרכיב הכרחי בכל חומצה שהיא (מאוחר יותר התברר שטעה בכך). הוא גם ערך יחד עם לפלס מחקר חלוצי, כשבדקו באמצעות קלורימטר כמה חום נפלט ביחס לכמות הפחמן הדו-חמצני שנפלט במקרים שונים, וגילו שהם ביחס זהה גם בלהבה וגם בנשימה של בעלי חיים. מכאן הסיקו שבעלי חיים מייצרים חום על ידי תהליך שהוא סוג של שרפה.

לבואזיה תרם גם לנושא הקשר הכימי, כשפרסם את תאוריית הרדיקלים, שלפיה רדיקלים מתפקדים כקבוצה בתגובה כימית ומתרכבים עם חמצן. הוא גם העלה את האפשרות של אלוטרופיה ביסודות, כשגילה שיהלום הוא צורה גבישית של פחמן טהור.

טריוויה

פסל של לבואזיה בפריז

• כמאה שנה לאחר מותו הוצב פסל של לבואזיה בפריז אך התגלה באיחור שהפסל לא העתיק את ראשו של לבואזיה אלא של אדם שהיה מזכיר האקדמיה למדעים בימי לבואזיה. מגבלות תקציב מנעו את תיקון הטעות, והדעה הרווחת הייתה ש"בכל מקרה, כל האנשים נראים אותו דבר כשהם חובשים פאה". הפסל הותך במלחמת העולם השנייה ולא הוחלף מאז^{[דרושה הבהרה]}.
• על פי האגדה, לפני מותו תכנן לבואזיה את הניסוי האחרון שלו – לבדוק כמה זמן יכול ראש שנכרת להישאר בהכרה לאחר עריפתו. השמועה טוענת שלבואזיה החליט למצמץ ככל שיוכל לאחר שייכרת ראשו, ועוזרו מנה את המצמוצים, שהיו בין 15 ל-20. הסיפור מפוקפק – הוא לא מוזכר בשום ביוגרפיה רשמית, ומספר ביולוגים מפקפקים בהיתכנותו. עדויות ניסיוניות בעניין אינן אמינות וקשות להערכה.

לקריאה נוספת

• יצחק קלוגאי, "לַווּאַזְיֶה, אַנְטוּאַן לוֹרַן", האנציקלופדיה העברית (כרך כא, עמ' 329–330), חברה להוצאת אנציקלופדיות, תשכ"ט.
• ג'ון גריבין, היסטוריה של המדע: 2001-1543, ספר שלישי; "הנאורות", פרק 7 – "מדע נאור א: הכימיה מצטרפת למרוץ" (עמ' 313–322), (תרגום מאנגלית: דפנה לוי), ספרי עליית הגג – סדרת מדע ופילוסופיה, הוצאת ידיעות ספרים, 2010. ISBN 9789655114997 ‏(702 עמודים)

• Donovan, Arthur, Antoine Lavoisier: Science, Administration, and Revolution, Cambridge University Press, 1993
• Hundred Greatest Men, 1885 www.lib.utexas.edu
• Kelly, Jack, Gunpowder: Alchemy, Bombards, and Pyrotechnics: The history of the explosive that changed the world, Basic Books, 2004, ISBN 0-465-03718-6
• Grey, Vivian, The Chemist Who Lost His Head: The Story of Antoine Lavoisier, Coward, McCann & Geoghegan, 1982

קישורים חיצוניים

• מוזיאון וירטואלי של אנטואן לבואזיה
• כל יצירותיו של לבואזיה
• אנטואן לבואזיה, פרופיל
• איתי נבו, גובה המסים שהמציא מחדש את הכימיה, במדור "היום לפני במדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 26 באוגוסט 2016
• ד"ר אורלי לכיש-זלאיט, היום לפני: הקרב על החמצן, במדור "היום לפני במדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 1 בנובמבר 2016
• אנטואן לבואזיה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• כתבי אנטואן לבואזיה בפרויקט גוטנברג (באנגלית)
• אנטואן לבואזיה, באתר "Find a Grave" (באנגלית)