Ilustrații inclusiv gravuri.una dintre contribuțiile majore ale lui Lavoisier la chimie a fost dezvoltarea unor proceduri cantitative precise., De exemplu, el a descris Legea conservării masei în reacțiile chimice prin cântărirea mai întâi a reactanților unei reacții chimice și, ulterior, prin cântărirea produselor. Pentru a face acest lucru avea nevoie pentru a construi solduri extrem de precise. El a făcut, de asemenea, măsurători atente ale volumelor de gaz expirat folosind jgheaburi pneumatice sau ceea ce numim acum spirometre. Aceste progrese au necesitat dezvoltarea multor aparate noi, iar Marie-Anne Lavoisier a fost responsabilă pentru realizarea ilustrațiilor exacte ale noului echipament., În lucrarea majoră a lui Lavoisier Traité élémentaire de chimie din 1789, există 13 plăci gravate de Marie-Anne. Un exemplu care a fost descris mai devreme este prezentat în Fig. 2, iar echipamentul pentru colectarea gazului este prezentat în Fig. 3. Rețineți atenția extremă la detalii, inclusiv dimensiuni exacte care ar permite altor anchetatori să reproducă instrumentele. Gravurile din Traité élémentaire de chimie sunt grupate la sfârșitul cărții și oferă informații esențiale pentru a completa știința descrisă de Lavoisier., Unele dintre aparatele experimentale ale lui Lavoisier pot fi văzute astăzi în Musée des Arts et Métiers din Paris.
Fig. 3.Gravarea lui Marie-Anne Lavoisier a unui dispozitiv pentru colectarea gazului și măsurarea volumului acestuia. De La Arbitru. 12.
Marie-Anne expertiză în gravură este considerat a fi venit de la lecții cu celebrul artist Jacques-Louis David (1748-1825). A fost unul dintre cei mai influenți pictori în stilul neoclasic din Franța la sfârșitul secolului al XVIII-lea., Figura 1 prezintă unul dintre cele mai cunoscute portrete ale sale și nu există egal în portretizarea unui om de știință celebru cu colaboratorul său de soție. David a pictat multe alte evenimente istorice celebre, iar picturile sale sunt expuse în galerii de artă importante din întreaga lume.după cum s-a discutat mai jos, Marie-Anne a lucrat și la o carte importantă de opt volume intitulată Mémoires de physique et chimie, care a fost începută de Lavoisier, dar întreruptă de execuția sa. Documentele supraviețuitoare arată că acest lucru a fost planificat să includă și o serie de gravuri, dar proiectul nu a fost niciodată finalizat (4).,de un interes deosebit pentru noi aici sunt două desene sepia realizate de Marie-Anne din experimentul lui Lavoisier privind consumul uman de oxigen. Acestea sunt prezentate în smochine. 4 și 5, care sunt reproduse din ilustrațiile originale din Grimaux (6). Desenele au fost discutate în mai multe rânduri și recent de Holmes (8), Noël (19), Prinz (23) și Beretta (2). Prinz (22) a făcut un studiu foarte detaliat al echipamentului din desen.figura 4 prezintă un experiment pe un subiect așezat în stânga care respiră printr-o mască strânsă din cupru., El este probabil Armand Séguin, care a avut un rol major în aceste experimente. El se odihnește, iar descrierea de sub desen precizează în mod specific „l’ homme au repos”, adică omul în repaus. Pulsul lui este monitorizat și omul din extrema dreaptă este considerat a fi Lavoisier. O cutie de supapă poate fi văzută în tubul din apropierea măștii, permițând separarea gazului inspirat și expirat. Gazul expirat intră într-un borcan mare în centru, iar gazul efluent din acesta este colectat într-un recipient din dreapta prin deplasarea lichidului., Ceea ce pare a fi un ecran este montat pe tubul dintre borcanul central și borcanul de colectare. Aceasta poate conține instrucțiuni despre experiment pentru a ghida subiectul și omul în picioare cu brațul întins. Doamna Lavoisier din extrema dreaptă face notițe despre experiment.
Fig. 4.Marie-Anne Lavoisier desenează un experiment privind consumul de oxigen într-un subiect de odihnă., Gazul expirat este trecut printr-un vas de sticlă care conține hidroxid de potasiu în centru și colectat în dreapta prin deplasarea apei. Marie-Anne este în extrema dreaptă. Consultați textul pentru detalii. De La Arbitru. 6.
Figura 5 arată o oarecum experiment similar, cu excepția că în acest caz subiectul este exercitarea. Descrierea experimentului de mai jos prevede desen „l’ homme executant au travail,” care este, omul face munca. Piciorul drept al subiectului poate fi văzut pe o pedală, care poate fi atașată la firele care vin din tabelul de mai sus., Acest aranjament aparent îi permite să-și exercite. Cu toate acestea, detaliile acestui lucru sunt neclare. Există o sugestie a unei greutăți deasupra piciorului, pe care probabil i se cere să o ridice. Desigur, Lavoisier în unele dintre descrierile sale despre experimentele sale privind consumul de oxigen se referă la munca făcută prin creșterea unei greutăți. Chiar dincolo de piesa bucală sunt două tuburi verticale care pot fi un aranjament pentru separarea gazului inspirat și expirat. Există un alt bărbat așezat care măsoară aparent rata pulsului și există alți doi bărbați în picioare, dintre care unul poate fi Lavoisier., Un asistent de laborator din extrema stângă transportă provizii. Din nou, Doamna Lavoisier din extrema dreaptă ține o evidență. O mașină electrică poate fi văzută în partea dreaptă jos a desenului.
Fig. 5.Desenarea de Marie-Anne Lavoisier a unui experiment privind consumul de oxigen la un subiect în timpul exercițiilor fizice. Gazul expirat este aparent colectat prin deplasarea mercurului. Piciorul drept al subiectului este pe o pedală care îi permite să facă lucrări mecanice. Anne-Marie Lavoisier este în extrema dreaptă. Consultați textul pentru detalii. De La Arbitru., 6.
o caracteristică a acestui desen care nu este clar este borcanul din stânga care colectează gazul expirat. Se pare că există un recipient interior cu tubul care transportă gazul expirat conectat în partea de sus. Containerul este pe jumătate umplut cu un lichid întunecat care este probabil mercur. Poate că acest lucru este similar cu borcanul de colectare a gazelor umplut parțial cu mercur din dreapta Fig. 1. Borcanul de colectare din Fig. 5 este închis într-un borcan de sticlă mult mai mare.,aceste două desene sunt fascinante și, probabil, constituie o reprezentare autentică a celor două experimente. Acestea au avut loc în 1790, care a fost o perioadă volatilă, deoarece Bastilia a fost luată cu asalt pe 14 iulie 1789, iar Revoluția franceză era în curs de desfășurare. Lavoisier a fost preocupat de numeroasele sale angajamente administrative, inclusiv de Organizația de colectare a impozitelor, Ferme Générale, și, probabil, ca rezultat, nu au supraviețuit înregistrări scrise ale experimentelor. Desenele lui Marie-Anne sunt, prin urmare, critice în încercarea de a înțelege lucrarea.,cu toate acestea, interpretarea desenelor este problematică. Borcanul central din Fig. 4 probabil conține leșie de potasiu, adică hidroxid de potasiu, deoarece această substanță este menționată în mai multe publicații. Leșia a fost ușor obținută prin leșierea cenușii de lemn și a fost bine cunoscută anchetatorilor din această perioadă. Acesta a transformat dioxidul de carbon expirat în bicarbonat de potasiu și astfel L-a îndepărtat din gazul expirat. Dar de ce se face acest lucru într-un experiment și nu în celălalt nu este clar. O altă caracteristică nedumerită Este motivul pentru care tubul dintre cutia supapei și borcanul central este atât de lung., Poate că cutia de supapă nu funcționa perfect și, ocazional, o parte din gazul inspirat provenea din neatenție de la linia expiratorie. Prin urmare, pentru a reduce șansa ca oricare dintre leșiile toxice de potasiu să fie inhalate, aceasta a fost ținută departe.cele două desene prezintă primele măsurători ale consumului uman de oxigen în repaus și în timpul exercițiilor fizice. Un rezumat informativ al rezultatelor acestor măsurători a fost prezentat într-o scrisoare de la Lavoisier către Joseph Black din 13 noiembrie 1790 (8, 18). Subiectul a fost probabil Séguin, care a fost coautor la rapoarte., Unele dintre concluzii pot fi rezumate după cum urmează:
1) Cantitatea de oxigen pe care o consumă un om în repaus sau, mai degrabă, se transformă în acid fix sau acid carbonic în timpul unei ore, este de aproximativ 1.200 de centimetri cubi francezi atunci când este plasat la o temperatură de 26 de grade. (Aceasta este probabil aproximativ 330 ml/min, ceea ce reprezintă o valoare rezonabilă.2) această cantitate crește la 1.400 de centimetri cubi în aceleași circumstanțe dacă persoana este plasată la o temperatură de numai 12 grade.,3) cantitatea de oxigen consumată sau transformată în acid carbonic crește în timpul digestiei ridicându-se la 1.800 sau 1.900 de centimetri cubi.4) prin mișcare și exercițiu se ajunge la 4.000 de centimetri cubi pe oră sau chiar mai mult.5) Când prin exercițiu și mișcare se mărește consumul de oxigen în plămâni, circulația se accelerează., Dovada pentru aceasta este creșterea frecvenței pulsului, astfel încât atunci când persoana respiră fără obstacole, cantitatea de oxigen consumată este proporțională cu creșterea numărului de pulsații înmulțită cu numărul de inspirații.
aceste rezultate dramatice au fost, de asemenea, comunicate Académie des Sciences într-un memoriu din 13 noiembrie 1790.
o întrebare provocatoare este exact cum au măsurat Lavoisier și Séguin consumul de oxigen. După cum sa menționat mai sus, înregistrările scrise ale lui Lavoisier sunt rare, iar desenele lui Marie-Anne sunt critice., Știm că în unele dintre lucrările lor au folosit un eudiometru, un dispozitiv care măsoară reducerea volumului unei probe de gaz atunci când oxigenul este absorbit de o reacție chimică. Séguin a ajutat la dezvoltarea acestui lucru, iar Priestley a descris anterior un dispozitiv similar atunci când prepara oxid nitric prin adăugarea de acid în particule metalice. Priestley a constatat că, atunci când gazul a fost expus la aer, a fost produs un gaz galben (NO2) și volumul total de gaz a scăzut, iar acum știm că acest lucru se datorează faptului că oxigenul a fost absorbit în proces.,Lavoisier și Séguin au folosit un tub cilindric de sticlă care a fost închis în partea superioară, cu partea inferioară scufundată într-un rezervor de lichid. Ei au descoperit că prin aprinderea unei bucăți de fosfor în tub, reducerea volumului de gaz a dat o măsură a cantității de oxigen, deoarece aceasta a fost consumată. În cele din urmă au reușit să facă măsurători într-un tub cu diametrul de numai 1 inch și lungimea de 8 inci. Fosforul a fost aprins prin apăsarea unei bucăți de cărbune strălucitoare pe exteriorul tubului., În principiu, această metodă ar putea fi utilizată pentru a da concentrația de oxigen în gazul inspirat și expirat și astfel ar permite calcularea consumului de oxigen. Tubul subțire de sticlă cilindrică din dreapta receptorului de mercur din Fig. 1 este probabil unul dintre aceste eudiometre.cu toate acestea, o altă metodă de măsurare a consumului de oxigen este sugerată de Fig. 4 și 5. La punctul 1 din scrisoarea lui Lavoisier către Negru, el sa referit în mod specific la „cantitatea de . . . gaz de oxigen pe care un om în repaus . . . consumă, sau mai degrabă se transformă în aer fix sau acid carbonic, în timpul unei ore. . . ., „Cu alte cuvinte, poate Lavoisier vede aici o metodă de măsurare a consumului de oxigen din producția de dioxid de carbon. Reamintim că în memoriile sale din 1777 citate anterior, Lavoisier a declarat în mod specific că cantitatea de oxigen care intră în plămân este aproape egală în volum cu cantitatea de dioxid de carbon care o părăsește. Deci, în loc să încerce să măsoare concentrația de oxigen în gazul expirat, el ar putea măsura volumul de dioxid de carbon produs prin îndepărtarea acestuia cu un alcalin caustic, cum ar fi hidroxidul de potasiu., Într-adevăr, într-un pasaj, când descrie experimentele privind consumul de oxigen, Lavoisier a menționat în mod specific că „la fiecare expirare aerul este forțat să buleze prin alcalii caustice, unde își depune acidul carbonic” și Séguin se referă și la acest lucru.prin urmare, pare posibil ca măsurarea consumului de oxigen să se facă în două etape. În primul rând, ca Fig. 5 arată, cantitatea totală de gaz expirat într-o perioadă scurtă măsurată a fost colectată. Aici Lavoisier a fost conștient de faptul că dioxidul de carbon este solubil în apă, așa că a aranjat să colecteze gazul expirat peste mercur., Experimentul a fost apoi repetat așa cum se arată în Fig. 4, dar de data aceasta gazul expirat a fost trecut printr-o sticlă care conține alcalii caustice. Deoarece dioxidul de carbon expirat a fost absorbit, volumul gazului expirat a scăzut, permițând măsurarea cantității de dioxid de carbon expirat, iar din aceasta a fost dedus consumul de oxigen. În acest caz, deoarece gazul expirat tratat nu conține dioxid de carbon, acesta ar putea fi colectat prin deplasarea apei. Aceste două proceduri au fost efectuate atât în timpul odihnei, cât și în timpul exercițiilor fizice, precum și în alte condiții.,există o istorie interesantă despre cele două desene prezentate în Fig. 4 și 5 (5). Unii scriitori au sugerat că au fost făcute de Marie-Anne Lavoisier după moartea soțului ei și retușate de David, mentorul ei. Acestea au fost publicate pentru prima dată în prima ediție a biografiei de Grimaux în 1896, iar cifrele reproduse aici provin dintr-o reimprimare a celei de-a treia ediții (6). Graham Lusk (1866-1932), un proeminent fiziolog și nutriționist din New York, a povestit un eveniment extraordinar care a avut loc în 1920., El a vizitat apartamentul lui Monsieur de Chazelles, un nepot al lui Lavoisier, în cartierul Latin al Parisului (15). Acolo, pe peretele unui salon, se afla portretul original prezentat în Fig. 1, care a fost ulterior achiziționată de John D. Rockefeller și acum atârnă în Muzeul Metropolitan de Artă din New York. Apoi a intrat în studiul alăturat unde a văzut cele două desene originale prezentate în smochine. 4 și 5 agățat pe perete. Din nefericire, locul actual al celor două desene nu este cunoscut dacă într-adevăr există.,
Lusk a făcut o a doua călătorie în Franța în 1925 (16); cu această ocazie el a vizitat casa de vară de Madame de Chazelles în Château de la Canière apropiere de Puy de Dôme, în centrul Franței. Aici a văzut o colecție de instrumente folosite de Lavoisier (26), iar împreună cu prietenul său, profesorul Jean Le Goff, a comparat aparatul cu desenele prezentate în Fig. 4 și 5. Spre uimirea lui a găsit o mască de față folosită probabil de Séguin. Aceasta a fost făcută din cupru și prevăzută cu doi ochi de sticlă. Marginea măștii avea găuri astfel încât să poată fi legată de cap., Séguin însuși a scris o scurtă descriere a măștii (25).Château de la Canière există încă și este acum un hotel de cinci stele. Restaurantul său este numit Le Lavoisier și există diverse imagini legate de Lavoisier pe perete. Cu toate acestea, colecția instrumentelor lui Lavoisier a fost dispersată. De altfel, Lusk a remarcat că își poate urmări tutela înapoi la Lavoisier. Lusk a fost un elev al lui Carl Voit (1831-1908) în München, care a fost un elev al lui Liebig, care a fost un elev de Gay-Lussac, care a fost un elev de Bertholet și Laplace, care la rândul lor au fost elevii de Lavoisier.,recent, în biblioteca Institutului Wellcome din Londra au fost descoperite două desene fascinante în stilou și cerneală ale lui Marie-Anne Lavoisier; acestea sunt prezentate în Fig. 6 și 7. Ele ilustrează în continuare colaborarea dintre Marie-Anne și soțul ei. Figura 6 o arată luând notițe despre experiment și asemănarea aspectului ei cu cea prezentată în Fig. 4 și 5 este izbitoare.
Fig. 6.Un alt desen realizat de Anne-Marie Lavoisier al unui experiment în care se măsoară aparent consumul de oxigen., Ea este văzută în extrema stângă. Consultați textul pentru detalii. Wellcome Library, Londra. Folosit cu permisiune.
Fig. 7.Un alt desen de Anne-Marie. Imaginea din dreapta arată o vedere decupată a aceluiași aranjament ca în Fig. 6. Consultați textul pentru detalii. Wellcome Library, Londra. Folosit cu permisiune.
din Nou proiectarea de experimente este destul de obscur., Figura 6 prezintă un subiect, probabil Séguin, așezat într-un rezervor de apă și expirând printr-un tub într-un vas care poate conține alcalii caustice pentru a se combina cu dioxidul de carbon expirat. I se măsoară pulsul. Partea superioară a bărbatului este închisă într-un baldachin de sticlă care se pare că se scufundă sub suprafața apei, astfel încât baldachinul să fie etanș la gaz. Rezultatul este că, pe măsură ce conținutul de oxigen al gazului de baldachin este redus treptat, deoarece oxigenul este consumat de subiect, baldachinul scade treptat., Poate că acest experiment a fost un alt mod de măsurare a consumului de oxigen într-un subiect de odihnă.figura 7 este, de asemenea, interesantă. Partea dreaptă prezintă același subiect ca în Fig. 6, dar de data aceasta rezervorul este prezentat în secțiune transversală, astfel încât să putem vedea clar baldachinul de sticlă care se presupune că se scufundă în apa din rezervor. O caracteristică suplimentară prezentată mai clar aici decât în Fig. 6 este că vasul care conține lichidul, probabil alcalin caustic în care este expirat gazul expirat, este suspendat de un cordon cu două scripete cu o greutate la celălalt capăt., Posibil planul a fost de a măsura greutatea dioxidului de carbon expirat din care ar putea fi dedus consumul de oxigen. Cu toate acestea, din moment ce un om în repaus expiră doar aproximativ 15 g de dioxid de carbon pe oră, acest lucru pare greu practicabil.
în partea stângă a Fig. 7 vedem o figură care este aparent același subiect, probabil Séguin, fiind cântărită cu atenție. Este posibil să se facă o încercare de a măsura modificarea greutății subiectului ca urmare a metabolismului care a avut loc în timpul perioadei de respirație., Cu toate acestea, Lavoisier a fost, de asemenea, interesat de transpirația apei din piele în diferite condiții fiziologice, iar acest lucru ar fi putut fi motivul pentru măsurarea greutății.nu există dovezi că experimentele prezentate în Fig. 6 și partea dreaptă din Fig. 7 au fost efectuate vreodată de fapt. Poate că acestea erau idei care nu s-au concretizat niciodată. Este posibil ca Marie-Anne însăși să fi conceput aceste experimente de gândire bazate pe cunoștințele sale de fiziologie pentru a sugera noi modalități de măsurare a absorbției de oxigen și a producției de dioxid de carbon?,de altfel, aspectul general al tuturor subiecților din smochine. 4, 5, 6 și 7 sugerează aceleași atitudini neoclasice care sunt prezentate în Fig. 1, și care erau caracteristice pictorului Jacques-Louis David în cealaltă lucrare a sa. Aceste caracteristici au influențat în mod clar desenele elevului lui David, Marie-Anne.
