Illustrasjoner inkludert graveringer.
En av Lavoisier er store bidrag til kjemi var å utvikle nøyaktige kvantitative prosedyrer., For eksempel han som er beskrevet i loven om konservering av masse i kjemiske reaksjoner ved første veiing reaktantene av en kjemisk reaksjon, og deretter veie produkter. Dette gjør han trengte for å lage svært nøyaktige vekter. Han har også gjort forsiktig målinger av volumer av utløpt gass ved hjelp av pneumatiske trau eller hva vi nå kaller spirometers. Disse fremskritt er nødvendig utvikling av mye nytt apparat, og Marie-Anne Lavoisier var ansvarlig for å gjøre nøyaktige illustrasjonene av nytt utstyr., I Lavoisier er et omfattende arbeide Traité élémentaire de chimie av 1789, det er 13 utsøkt gravert plater av Marie-Anne. Et eksempel som ble beskrevet tidligere er vist i Fig. 2, og utstyr for oppsamling av gass er vist i Fig. 3. Merk ekstrem oppmerksomhet på detaljer, inkludert nøyaktige dimensjoner som ville gjøre det mulig for andre forskere å gjenskape instrumenter. Graveringene i Traité élémentaire de chimie er alle gruppert sammen på slutten av boken, og de gir viktig informasjon for å komplettere vitenskap beskrevet av Lavoisier., Noen av Lavoisier er eksperimentell apparatet kan sees i dag i Musée des Arts et Métiers i Paris.
Fig. 3.Marie-Anne Lavoisier er gravering av en enhet for oppsamling av gass og måling av volum. Fra Ref. 12.
Marie-Anne ekspertise innen gravering er antatt å ha kommet fra erfaringene med den kjente kunstneren Jacques-Louis David (1748-1825). Han var en av de mest innflytelsesrike malere i nyklassisistisk stil i Frankrike i slutten av det 18. århundre., Figur 1 viser en av hans mest kjente portretter, og det er ingen lik i skildringen av en berømt vitenskapsmann med sin kone-samarbeidspartner. David malt mange andre kjente historiske hendelser, og hans malerier er utstilt i store kunst gallerier rundt om i verden.
Som omtalt nedenfor, Marie-Anne har også jobbet på en stor reserve av åtte bind rett Mémoires de kroppsbygning et chimie, som ble startet av Lavoisier, men blir avbrutt av sin gjennomføring. Gjenlevende dokumenter viser at dette også var planlagt til å omfatte en rekke av hennes tegninger, men prosjektet ble aldri fullført (4).,
Av spesiell interesse for oss her er to sepia tegninger laget av Marie-Anne av Lavoisier er eksperimentere på mennesker oksygen forbruk. Disse er vist i Fig. 4 og 5, som er gjengitt fra den originale illustrasjoner i Grimaux (6). Tegningene har vært diskutert ved flere anledninger, og nylig av Holmes (8), Noël (19), Prince (23), og Beretta (2). Prinz (22) gjorde et veldig detaljert studie av utstyret i tegningen.
Figur 4 viser et eksperiment på en sitter motiv på venstre som å puste gjennom et nært-tilpasset maske laget av kobber., Han er trolig Armand Séguin, som hadde en stor rolle i disse eksperimentene. Han hviler, og beskrivelsen nedenfor tegningen spesielt stater «l’ homme au repos», som er, mann på resten. Hans puls blir overvåket og mannen helt til høyre er tenkt å være Lavoisier. En ventil boksen kan sees i røret i nærheten av masken, slik at separasjon av inspirert og utløp gass. Den utløpt gass går inn i en stor krukke i sentrum, og utslipp av gass fra dette blir samlet i en container på høyre side av væske vekt., Hva synes å være en skjerm som er montert på røret mellom det sentrale jar og samle jar. Denne kan inneholde informasjon om eksperimentet til guide emnet, og mannen står med armen strukket ut. Madame Lavoisier på høyre side er å gjøre notater av eksperimentet.
Fig. 4.Marie-Anne Lavoisier er tegning av et eksperiment på oksygen forbruk i en hvile emnet., Den utløpt gass er gått gjennom et glass fartøy som inneholder kaliumhydroksid i sentrum og samlet på høyre side av vann vekt. Marie-Anne ligger på ytterste høyre. Se teksten for detaljer. Fra Ref. 6.
Figur 5 viser en noe lignende eksperiment bortsett fra at i dette tilfellet faget er å trene. Beskrivelsen av eksperimentet gitt under tegning stater «l’ homme executant au travail», som er, man gjør arbeidet. Motivet er høyre fot kan sees på en pedal, som kan være koblet til ledninger som kommer fra tabellen ovenfor., Denne ordningen tilsynelatende gjør det mulig for ham å trene. Men detaljene i dette er uklart. Det er et forslag på en vekt over foten hans, som kanskje han blir bedt om å løfte. Absolutt Lavoisier i noen av hans beskrivelser av sine eksperimenter på oksygen forbruk viser til arbeidet som er gjort ved å løfte en vekt. Like bortenfor munnstykket er to vertikale rør som kan være en ordning for å skille inspirert og utløp gass. Det er en annen sitter man tilsynelatende å måle puls, og det er to andre står menn, en av dem kan være Lavoisier., En laboratorie-assistent på langt til venstre er frakter forsyninger. Igjen Madame Lavoisier på høyre side er å holde en oversikt. En elektrisk maskin, kan sees nederst til høyre på tegningen.
Fig. 5.Tegning av Marie-Anne Lavoisier av et eksperiment på oksygen forbruk i et fag mens du trener. Den utløpt gass er tilsynelatende blir samlet inn av kvikksølv vekt. Motivet er høyre fot er på en pedal som gjør ham til å utføre mekanisk arbeid. Anne-Marie Lavoisier er på ytterste høyre. Se teksten for detaljer. Fra Ref., 6.
En funksjon av denne tegningen, som er uklart er glasset på venstre som er å samle inn utløpt gass. Det synes å være en indre beholder med rør å formidle den utløpt gass koblet på toppen. Beholderen er halvveis fylt med en mørk væske det er trolig kvikksølv. Kanskje dette er lik gass-innsamling jar delvis fylt med kvikksølv på høyre side av Fig. 1. Samle krukke av Fig. 5 er montert i en mye større glass jar.,
Disse to tegningene er fascinerende og antagelig utgjør en autentisk skildring av to eksperimenter. Disse fant sted i 1790, som var en flyktig tid, fordi Bastille hadde blitt stormet den 14. juli 1789, og den franske revolusjonen var i gang. Lavoisier var opptatt med sine mange administrative forpliktelser, inkludert skatt samle organisasjonen, Ferme Générale, og kanskje som et resultat ingen skriftlig dokumentasjon av eksperimenter som har overlevd. Marie-Anne ‘ s tegninger er derfor avgjørende i å prøve å forstå verket.,
Imidlertid tolkningen av tegningene er problematisk. Den sentrale jar i Fig. 4 antagelig inneholder kalium lye, som er kaliumhydroksid, fordi dette stoffet er omtalt i flere publikasjoner. Lye var lett skaffes ved utvasking tre aske og var godt kjent for å undersøkere av denne perioden. Det konvertert utløpt karbondioksid i kalium bikarbonat og dermed fjernes det fra utløpt gass. Men hvorfor dette blir gjort i et eksperiment og ikke den andre, er uklart. En annen underlige funksjonen er grunnen til at røret mellom ventil-safe og sentral-jar er så lang., Kanskje ventilen boksen ikke fungerer perfekt og av og til noen av de inspirert gass uforvarende kom fra expiratory linje. Derfor, for å redusere sjansen for at noen av de giftige kalium lye ble inhalert, dette ble holdt langt unna.
De to tegningene viser den første målinger av menneskelig oksygenforbruk ved hvile og under trening. Et informativt sammendrag av resultatene av disse målingene ble satt ut i et brev fra Lavoisier til Joseph Black datert 13. November 1790 (8, 18). Motivet var antagelig Séguin, som var medforfatter på rapporter., Noen av konklusjonene kan oppsummeres som følger:
1) mengden av oksygen som en mann på resten forbruker, eller snarere konverterer til fast syre eller kullsyre i løpet av en time, er om 1,200 fransk cubic inches når han er plassert i en temperatur på 26 grader. (Dette er trolig ca 330 ml/min, noe som er en rimelig verdi.)
2) At mengden øker til av 1400 kubikk tommer under samme omstendigheter hvis personen er plassert i en temperatur på bare 12 grader.,
3) Den mengde oksygen som forbrukes eller konverteres til kullsyre øker i løpet av fordøyelsen stigende 1800 eller 1,900 cubic inches.
4) Ved bevegelse og mosjon en når så mye som 4,000 cubic inches per time, eller enda mer.
5) Når det ved mosjon og bevegelse man øker forbruket av oksygen i lungene, sirkulasjon akselererer., Bevis for dette er økningen i puls, slik at når personen er å puste uten hindring, mengde oksygen som forbrukes er proporsjonal med økningen i antall impulser multiplisert med antall inspirasjon.
Disse dramatiske resultatene ble også kommunisert til Académie des Sciences i et minneskrift datert 13. November 1790.
En utfordrende spørsmålet er nøyaktig hvordan gjorde Lavoisier og Séguin måle oksygen forbruk. Som nevnt ovenfor Lavoisier er skrevet postene er sparsom og Marie-Anne ‘ s tegninger er kritiske., Vi vet at i noen av deres arbeid de brukte en eudiometer, en enhet som måler reduksjon i volumet av en prøve av gassen når oksygen blir absorbert av en kjemisk reaksjon. Séguin hadde hjulpet til med å utvikle dette, og Priestley tidligere hadde beskrevet en lignende enhet når han var klar nitrogenoksid ved å tilsette syre til metalliske partikler. Priestley fant at når gassen ble eksponert for luft en gul gass (NO2) ble produsert og det totale volumet gass som er redusert, og vi vet nå at dette var fordi oksygen ble absorbert i prosessen.,
Lavoisier og Séguin brukt en sylindrisk glass rør som ble stengt på toppen med den nedre delen nedsenket i en tank av væske. De fant at ved å tenne et stykke av fosfor i røret, reduksjon i gassvolumet ga et mål på mengde oksygen fordi dette var fortært. De til slutt ble i stand til å foreta målinger i et rør bare 1 cm i diameter og 8 inches i lengde. Fosfor ble antent ved å trykke på en glødende stykke kull mot utsiden av røret., I prinsippet er denne metoden kan brukes til å gi konsentrasjonen av oksygen i inspirert og utløp gass og så ville tillate oksygen forbruk beregnes. Den tynne sylindrisk glass røret på høyre side av kvikksølv mottaker i Fig. 1 er trolig en av disse eudiometers.
en annen metode for måling av oksygenforbruk er foreslått av Fiken. 4 og 5. I punkt 1 i Lavoisier ‘ brev til Sort, han spesielt referert til «mengden . . . oksygen gass som en mann på resten . . . bruker, eller snarere konverterer til fast luft eller kullsyre, i løpet av en time. . . ., «Med andre ord kanskje Lavoisier ser her en metode for måling av oksygen forbruk fra karbondioksid utgang. Husker at i hans 1777 memoarer sitert tidligere, Lavoisier er spesifikt nevnt at mengden av oksygen som går inn i lungene er nesten lik i volum til mengden av karbondioksid som forlater det. Så heller enn å forsøke å måle konsentrasjonen av oksygen i utløpt gass, kunne han måle volumet av karbondioksid ved å fjerne det med en caustic alkali som kaliumhydroksid., Faktisk i en passasje som når han var som beskriver eksperimenter på oksygen forbruk, Lavoisier er spesifikt angitt at «på hvert utløp luften er tvunget til å boble gjennom caustic alkali, hvor det innskuddene sine kullsyre» og Séguin viser også til dette.
Derfor det synes mulig at måling av oksygenforbruk ble gjort i to faser. For det første, som Fig. 5 viser, er den totale mengden av utløpt gass over en målt kort periode ble samlet inn. Her Lavoisier var klar over at karbondioksid er løselig i vann så han sørget for å samle utløpt gass over kvikksølv., Forsøket ble så gjentatt, som vist i Fig. 4, men denne gangen utløpt gass ble vedtatt gjennom en flaske som inneholder caustic alkali. Fordi utløpt karbondioksid ble absorbert, volumet av utløpt bensin ble redusert, slik at mengden av utløpt karbondioksid som skal måles, og fra dette oksygen forbruk var utledes. I dette tilfellet, siden behandlet utløpt gass som ikke inneholder karbondioksid, det kan bli samlet inn av vann vekt. Disse to prosedyrene ble utført under både hvile og trening og under andre forhold, så vel.,
Det er noen interessante historien om de to tegningene er vist i Fig. 4 og 5 (5). Enkelte forfattere har foreslått at de var laget av Marie-Anne Lavoisier etter dødsfallet av sin mann og retusjerte av David, hennes mentor. De ble første gang publisert i første utgave av biografi av Grimaux i 1896, og de tallene som er gjengitt her er fra et opptrykk av den tredje utgaven (6). Graham Lusk (1866-1932), en fremtredende New York fysiolog og ernæringsfysiolog, fortalte en ekstraordinær hendelse som fant sted i 1920., Han var på besøk i leiligheten av Monsieur de Chazelles, en grand-nevø av Lavoisier, i latinerkvarteret i Paris (15). Det på veggen i en salong som var den opprinnelige stående vist i Fig. 1, som senere ble kjøpt av John D. Rockefeller, og nå henger i New York Metropolitan Museum of Art. Deretter gikk han inn i det tilstøtende studie hvor han så de to opprinnelige tegninger vist i Fig. 4 og 5 som henger på veggen. Ulykkelig, den nåværende oppholdssted for de to tegningene er ikke kjent om de faktisk er bevart.,
Lusk laget en andre tur til Frankrike i 1925 (16), på denne anledning besøkte han den sommeren hjem til Madame de Chazelles i Château de la Canière i nærheten av Puy-de-Dôme i det sentrale Frankrike. Her så han en samling av instrumenter som brukes av Lavoisier (26), og med sin venn Professor Jean le Goff han sammenlignet apparatet med tegninger som er vist i Fig. 4 og 5. Til sin forbauselse oppdaget han en ansiktsmaske antagelig brukt av Séguin. Denne var laget av kobber og utstyrt med to glass øyne. Kanten av maske hadde hull slik at det kunne bli bundet til hodet., Séguin selv skrev en kort beskrivelse av maske (25).
Château de la Canière eksisterer fortsatt, og er nå et fem-stjerners hotell. Restauranten er oppkalt Le Lavoisier, og det er ulike bilder i slekt å Lavoisier på veggen. Imidlertid, innsamling av Lavoisier er instrumenter har blitt spredt. Forresten, Lusk bemerket at han kunne følge hans ledelse tilbake til Lavoisier. Lusk var elev av Carl Voit (1831-1908) i München, som var elev av Liebig, som var elev av Gay-Lussac, som var elev av Bertholet og Laplace, som i sin tur ble elevene på Lavoisier.,
Nylig to ekstra fascinerende penn og blekk tegninger av Marie-Anne Lavoisier ble oppdaget i biblioteket av Wellcome Institute i London, og disse er vist i Fig. 6 og 7. De ytterligere illustrere samarbeid mellom Marie-Anne og hennes mann. Figur 6 viser hvordan hun ta notater av forsøket, og likheten av hennes utseende som er vist i Fig. 4 og 5 er slående.
Fig. 6.En annen tegning av Anne-Marie Lavoisier av et eksperiment der oksygen forbruk er tilsynelatende blir målt., Hun blir sett på ytterste venstre. Se teksten for detaljer. Wellcome Library, London. Brukt med tillatelse.
Fig. 7.En annen tegning av Anne-Marie. Det høyre bildet viser en cutaway visning av den samme ordning som i Fig. 6. Se teksten for detaljer. Wellcome Library, London. Brukt med tillatelse.
Nytt design av eksperimenter som er temmelig obskure., Figur 6 viser et emne, antagelig Séguin, sitter i en tank med vann og pust ut gjennom et rør til en rett som kan inneholde caustic alkali til å kombinere med utåndet karbondioksid. Hans puls blir målt. Den øvre delen av mennesket er vedlagt i et glass baldakin som tilsynelatende synker under overflaten av vannet slik at kalesjen er gasstette. Resultatet er at som oksygen innhold av kalesjen gass er gradvis redusert fordi oksygen forbrukes av motivet, baldakin gradvis faller., Kanskje dette eksperimentet var en annen måte å måle oksygen forbruk i en hvile emnet.
Figur 7 er også interessant. Høyre del viser det samme motivet som i Fig. 6, men denne gangen tanken er vist i tverrsnitt, slik at vi kan se klart glass baldakin som antagelig er dyppe i vannet i tanken. En ekstra funksjon vist mer tydelig her enn i Fig. 6 er at parabolen som inneholder væske, antagelig caustic alkali inn som utløpt gass blir pustet ut, er suspendert av en ledning med to trinser med en vekt i den andre enden., Muligens var planen å måle vekten av utåndet karbondioksid som oksygen forbruk kan utledes av disse. Imidlertid, siden et menneske på resten bare puster ut om 15 g av karbondioksid per time, er dette neppe synes det er praktisk mulig.
På venstre side av Fig. 7 ser vi en figur som er tilsynelatende det samme motivet, antagelig Séguin, blir nøye veies. Muligens et forsøk ble gjort for å måle endring i vekten av motivet som et resultat av forbrenningen som skjedde i løpet av pust periode., Men Lavoisier var også interessert i transpiration av vann fra huden under forskjellige fysiologiske forhold, og dette kan ha vært årsaken til måling av vekt.
Det er ingen bevis for at eksperimenter er vist i Fig. 6 og høyre del av Fig. 7 noensinne var faktisk utføres. Kanskje dette var ideer som aldri kom til å realiseres. Er det mulig at Marie-Anne seg unnfanget disse tanke-eksperimenter basert på sin kunnskap om fysiologi til å foreslå nye måter å måle oksygen og karbondioksid utgang?,
Forresten, er det generelle utseendet av alle fag i Fig. 4, 5, 6, og 7 antyder det samme nyklassisistisk holdninger som er vist i Fig. 1, og som var karakteristisk for maleren Jacques-Louis David i hans andre arbeider. Disse egenskapene tydelig påvirket tegninger av David ‘ s eleven, Marie-Anne.