LAVOISIER, Antoine Laurent de (1743-1794)
Fransız, kimyacı. Oksijenin kimyasal tepkimelerdeki işlevini açıklayarak flojiston kuramını çürüten çığır açıcı çalışmalarıyla çağdaş kimyanın doğuşunu hazırlamıştır.
26 Ağustos 1743’te Paris’te doğdu, 8 Mayıs 1794’te aynı kentte öldü. Babası Paris Parlamentosu’ nda hukuk danışmanı, annesi varlıklı bir ailenin kızıydı. Beş yaşındayken annesini yitirince, kendisinden birkaç yaş küçük kız kardeşiyle birlikte anneannesinin ve teyzesinin yanında büyüyen Lavoisier, 1754’te, o dönem Fransa’sının en iyi okullarından College Mazarin’e verildi. Dokuz yıl boyunca sağlam bir klasik öğrenim gördüğü bu okulda ünlü astronomi bilgini La Caille’ın verdiği matematik ve fen derslerinden çok etkilenmesine karşılık, aile geleneğinin sürmesini isteyen babasının yönlendirmesiyle 1763’te hukuk diplomasını, 1764’te de lisans derecesini aldı. Gene de fen bilimlerine duyduğu ilgiyi yitirmemiş, botanikçi Bernard de Jussieu’nün eğitsel gezilerine katılarak,ardından jeoloji bilgini Jean-Etienne Guet-
tard (1715-1786) ile birlikte jeoloji ve mineraloji incelemeleri yaparak ilgi alanını genişletmişti. Bu çalışmaları için kimya bilgisinin gerekliliğini görerek Guillaume François Roulle’nin (1703-1770) derslerini izlemeye başlayan Lavoisier’nin kimya konusundaki ilk önemli araştırması alçıtaşınm analiziydi. 1764 sonlarında, hidratlı kalsiyum sülfat bileşimindeki alçıtaşınm analizini yaptıktan sonra, sülfürik asit ve kalkeri ısıtarak bu doğal tuzun sentezini de başaran ve çalışmasını Fransız Bilimler Akademisi’ne sunan Lavoisier, 1766’da bu kez Paris sokaklarının aydınlatılmasına ilişkin ayrıntılı bir incelemesiyle altın madalya kazandı. Ardından çeşitli maden sularının analizini içeren yeni bir çalışmasıyla başarılı bir araştırmacı olduğunu kanıtlayarak 1768’de Bilimler Akademisi’nde yardımcı kimyacılığa getirildi. Üyelik aşamasının en alt basamağından katıldığı bu önemli bilim kuruluşunda hızla yükselerek 1778’de tam üyeliğe seçilecek, kısa sürede ülkesinin önde gelen bilim adamları arasında yerini alacaktı.
Akademi’ye girdiği yıl, belli bir yüzde karşılığı Fransız hükümeti adına dolaylı vergileri toplamakla yükümlü özel bir kuruluş olan “Ferme Generale”de çalışmaya başlayan Lavoisier, 1771’de, bu kuruluştaki yüksek görevlilerden birinin kızıyla, 14 yaşındaki Marie Anne Pierette Paulze ile evlendi. Bu evlilikle, mutlu bir beraberliğin ötesinde, bilimsel çalışmalarına katılan ve yapıtlarındaki desenlerin çizimini üstlenen yakın bir çalışma arkadaşı kazanmış, üstelik kayınpederinin de desteğiyle şirketteki etkinliği giderek artmıştı. Nitekim 1779’da kuruluşun sorumlu “fermier general”leri arasına katıldı. Zamanının önemli bir bölümünü alan bu görevinin, kimya çalışmalarının ve Akademi’deki yükümlülüklerinin yanı sıra 1775’te devletin barut fabrikaları müfettişliğine getirilen Lavoisier, o tarihten sonra evini ve laboratuvarını taşıdığı cephane fabrikasında hem güherçile üretimini büyük ölçüde artırdı, hem de kimya araştırmalarını aksatmadan sürdürebildi. 1772’de babası, yeni evliler için, Blois yakınlarında, soyluluk unvanıyla birlikte büyük bir toprak satın almıştı. Çalışkanlığı ve örgütleme yeteneğiyle her girişiminde başarılı olan Lavoisier 1778’de bu topraklarda örnek bir çiftlik kurdu, ülkesinde bilimsel tarımın öncülüğünü yaparak, geliştirdiği yeni yöntemlerle tarımsal üretimde büyük bir artış sağladı. 1789’da Etats Generaux’ya yedek milletvekili seçildi. Ertesi yıl, standart bir metrik sistem hazırlamak üzere kurulan komisyonun sekreterliğine getirildi. 1791’de de elindeki istatistik verilerinden yararlanarak Fransa’nın tarım gelirlerini incelediği ve yeni bir vergilendirme sistemi önerdiği De la richesse territoriale du Royaume de France (“Fransa Krallığı’ nin Toprak Zenginliği Üstüne”) adlı bir yapıt yayımladı. Ne var ki, 1789 Fransız Devrimi ile birlikte Lavoisier için yaşam güçleşmiş, halkın sömürülmesi-nin simgesi sayılarak tüm tepkileri üstüne çeken Ferme Generale’deki ortaklığı nedeniyle krallık yönetiminin temsilcisi olarak görülmeye başlanmıştı. Özellikle, 1780’de Bilimler Akademisi’ne sunduğu bir çalışmasını eleştirerek geri çevirdiği Marat’mn ağır suçlamalarıyla bilimsel kişiliği de göz ardı edilen Lavoisier 1791’de tüm görevlerinden alındı, Aralık 1793’te de Ferme Generale’in 27 ortağıyla birlikte tutuklandı. Kimyada gerçek bir devrim yapmış ve ünü ülke sınırlarını çoktan aşmış bu büyük bilim adamının bağışlanması için bilim çevrelerinden gelen tüm baskılara karşın, 8 Mayıs 1794’te, birkaç saatlik bir duruşmadan sonra, şirketin diğer ortakları gibi giyotinle idam edildi.
Lavoisier’nin adını bilim dünyasına duyuran ilk deneylerinden biri, uzun süre ısıtılan suyun toprağa dönüştüğüne ilişkin savı deneysel olarak çürütmesiydi. Bu inanış, su, ateş, hava ve toprak gibi dört temel öğe üzerine kurulmuş Aristotelesçi doğa görüşünden kaynaklanıyordu ve yüzyıllar boyu geçerliliğini korumuştu. 1768’de Lavoisier, arıtılmış suyun hiçbir kayba uğramaksızın buharlaşıp yeniden yoğunlaşmasına elverişli bir deney kabı kullanarak, suyu bir tür çevrimsel süreçle 101 gün sürekli olarak ısıttı. Sonuçta, deney öncesi ve sonrası yaptığı duyarlı ölçümlerle, ısıtılan suyun miktarının değişmediğini, buna karşılık, dipte biriken tortunun ağırlığının hemen hemen deney kabındaki ağırlık kaybına eşit olduğunu buldu. Tasarladığı deney çok basit, ama getirdiği sonuç çok önemliydi; böylece tortu oluşumunun cam kabın erimesinden ileri geldiği kanıtlanırken, suyun toprağa dönüştüğü inancı da temelden yıkılıyordu.
Lavosier, suyun basit bir cisim değil bir bileşik olduğunu ve havadaki gazların niteliğini ortaya koyacak çalışmalarına başlarken, bu araştırmalarının önemini biliyor ve 1773 Şubat’ında araştırma defterine “deneylerinin fizik ve kimyada bir devrime yol açacağım” not ediyordu. Bu dönemde üzerinde çalıştığı konu, kimi maddelerin ısıtılması sırasında gözlemlenen fizikokimyasal olgular, özellikle de havayla temas sırasında gözlemlenen ağırlık değişiklikleriydi. Kimyacılar arasında yaygın olarak benimsenen flojis-ton kuramına göre, kimyasal yanma olayının nedeni “flojsiton” denilen yanıcı bir akışkandı. Tüm yanıcı maddelerin bileşiminde bulunan bu akışkan, yanma sırasında ısı ve ışık biçiminde açığa çıkıyordu. Stahl’ın öne sürdüğü bu görüş zamanla geliştirilmiş ve 18. yy’ın sonlarına değin kimyaya egemen olmuştu. Bu kuramın kimyacıları uğraştıran en önemli sorunu da, yanma sürecinde flojiston yitirildiği için madde ağırlığının azalması gerekirken çoğu kez artmasıydı. Deneysel yoldan sorunu çözemeyen kimyacıların bulduğu çıkar yol, eldeki bulguları flojiston kuramıyla bağdaştırabilmek için, flojistonun “negatif” ağırlıkta olduğunu ve birleştiği maddelerin ağırlığını azalttığını ileri sürmek oldu. Böyle bir dönemde, önce fosfor ve kükürtü, ardından kalay ve kurşunu havası boşatılmış kapalı bir kapta yakarak, her deneyde metal ağırılığının arttığım gözlemleyen Lavoisier, yanma sırasında kabın içinde bir miktar hava kaldığını ve metaldeki ağırlık artışının havadaki ağırlık azalmasından ileri geldiğini buldu.
Oksijen ve hidrojene ilişkin çalışmaları
Aynı dönemde Priestley de İngiltere’de buna benzer bir deney yaparak, sülüğenin (kırmızı cıva oksiti) ısıtılması sırasında bir gazın çıktığını, bu gaza tutulan mumun havadakinden daha uzun süre yandığını gözlemlemişti. 1774’te Paris’te bulunduğu sıralar Lavoisier’nin de katıldığı bir toplantıda bu buluşunu açıklayan Priestley, deney sırasında açığa çıkan gazın, daha önce elde ettiği “azotlu hava” (azot monoksit) olduğunu sanıyordu. Sülüğen üstüne geniş bilgisi olan ve çok ilgisini çeken bu konuyu ayrıntılı bir biçimde inceleyen Lavoisier, sülüğenin yanmasıyla çıkan gazın gerçekte havadan daha arı bir gaz olduğunu buldu. 1775’te “Memoire sur la nature du principe qui se combine avec les metaux, et qui en augmente le poids” (“Metallerle Birleşerek Ağırlıklarını Artıran Maddenin Yapısı Üstüne İnceleme”) başlıklı makalesinde bu olguya değinerek yeni gazın niteliğini yoğun bir biçimde araştırırken, Priestley de yeniden bu konuya dönmüş, çıkan gazın sandığı gibi azotlu hava olmayıp, yanmayı hızlandırıcı nitelikte yeni bir gaz olduğu görüşüne varmıştı. Yapısında flojiston bulunmadığından (ya da az olduğundan) başka maddelerdeki flojistonu çekerek yanmayı hızlandırdığını sandığı için Priestley bu gaza “flojistonsuz gaz” adını verdi, Lavoisier de sonradan “oksijen” olarak adlandırdı. Oksijeni Priestley’in keşfettiği, bu konudaki önceliği kendisine mal etmek isteyen Lavoisier’nin ise araştırmalarında Priestley’in adını anmaktan kaçındığı ya da en azından katkısını küçümsediği görüşü, kimyacılar arasında bir öncelik tartışmasını başlattı. Gerçekte Lavoisier bu konuda Priestley’e olan borcunu yeterince dile getirmediyse de, araştırmalarını, yeni gazı flojiston kuramının çerçevesinde değerlendirmekte ısrar eden Priestley’den çok daha ileri götürdü, sonuçta yeni bir yanma kuramı geliştirdi. Bu arada, ancak 19.yy ortalarında düzeltilecek bir yanılgıya düşerek, asit oluşturma özelliği taşıdığına ve tüm asitlerde var olduğuna inandığı bu yeni gaza, Yunanca oxus (asit) ve gennân (oluşturmak) sözcüklerinden türettiği oxygene adını verdi.
1766’da Cavendish, asitlerle metallerin tepkimesinde açığa çıkan gazı “yanar hava” diye adlandırmış, 1780’lerde de bu gazla havanın birleşmesinden suyun oluştuğunu açıklamıştı. Lavoisier, matematikçi Laplace ile işbirliği yaparak Cavendish’in bulgularını sistemli bir biçimde incelemeye girişti. Sonunda, su oluşumuna yol açtığı için, Yunanca hudör (su) ve gennân (oluşturmak) sözcüklerinden yararlanarak hydrogene (hidrojen) diye adlandıracağı yanar havayla oksijenin yanmasından su elde ettiği gibi, su buharını kızgın demir üzerinden geçirerek, suyun bileşimindeki gazlara dönüştüğünü de gösterdi. Böylelikle, hem sentez hem de analiz yoluyla suyun bileşik yapıda olduğunu kanıtladı. 1781-1782 arası gerçekleştirilen ve suyu element olarak kabul eden iki bin yılı aşkın bir geleneği çürüten bu deneyler, kimya tarihinde yeni bir dönemi başlatırken, Lavoisier’nin flojiston kuramını temelden yıkması için gerekli verileri de sağlıyordu.
Flojiston kuramının çöküşü
Gerçekten de Lavoisier, ilk kez 1777 tarihli bir makalesinde eleştirdiği flojiston kuramına, 1783’te Bilimler Akademisi’nin bir oturumunda okunan ve 1786’da yayımlanan “Reflexions sur le phlogistique” (“Flojiston Üstüne Düşünceler”) başlıklı makalesinde açıkça karşı çıktı. Yanma sürecini flojiston yerine oksijenle açıklayan ve kimyada çığır açan bu makalesinde, yanma olayının, yanan maddenin havadaki oksijenle birleşmesinden kaynaklandığını, yanan maddedeki ağırlık artışının havadaki oksijen kaybına eşit olduğunu ve oksijenin yokluğunda yanmanın gerçekleşemeyeceğini vurguladı. Yanma sırasında açığa çıkan ısı ve ışığı da “kalorik” diye adlandırdığı ve “ısı maddesi” olarak tanımladığı kimyasal bir elementle açıkladı. Bu yeni kavramla flojiston yerine bir başka akışkanı kimyaya yerleştirdiğini ileri sürerek Lavoisier’yi eleştirenler olmuşsa da, maddenin yanmasını ve metal oksitlerin oluşumunu kimyasal bir tutarlılık içinde veren Lavoisier’nin sistemindeki ka-lorik kavramı bile, ısı ve ışık gibi ölçülebilir somut olgulara indirgendiğinden, kimyaya flojistondan çok daha yararlı bir yaklaşım getirmişti. Isıl olguların atomların hareketinden ileri geldiği kanıtlandığında da, kalorik kavramı da geçerliliğini yitirecekti.
Element tanımı ve kimyasal adlandırma
Lavoisier’nin yeni yanma kuramıyla kimyada gerçekleştirdiği devrim yalnız flojiston kuramını yıkmakla kalmadı, kimyaya, adlandırmadan elementlerin tanımına dek yepyeni bir görüş ve dinamizm kazandırdı. Nitekim, başlangıçta birçok kuramcının karşı çıktığı bu yeni görüş, Fourcroy, Guyton de Morveau (1737-1816), Berthollet gibi pek az sayıda kimyacının çabalarıyla kısa bir sürede ve bilim tarihinde az rastlanan bir hızla yayılıp yerleşti. 1787’de bu grubun ortak çalışmasından doğan Methode de nomenclature chimique (“Kimyasal Adlandırma Yöntemi”) adlı yapıtla kimyaya yeni bir adlandırma yöntemi kazandırıldı. Aristoteles’ten başlayarak süregelen dört öğenin yerini, özelliklerine göre sınıflandırılarak adlandırılmış 55 elementten oluşan yeni bir sistem aldı. Kimyacılar arasındaki iletişimi ve bilgi aktarımını güçleştiren özel adların yerine her bileşikteki elementlerin ya da köklerin adından kaynaklanan, kimi kez elementlerin bileşimdeki oranlarını da belirten yeni bir adlandırma sistemi kimyaya yerleşmeye başladı. Lavoisier’nin ve sistemini benimseyenlerin 1789’da yayımlamaya başladıkları Annales de chimie (Kimya Yıllığı) dergisinin de bu gelişmede büyük katkısı oldu.
Lavoisier, kimyadaki devrimini perçinleyen Tra-ite elementaire de chimie (“Temel Kimya Kitabı”) adlı yapıtını 1789’da yayımladı. Uzun yıllarını alan araştırmalarının ve kimya felsefesinin özünü açıkladığı, temel kimya yöntemlerini tanıtarak flojiston kuramının izlerinden arındırılmış yeni terimleri kullandığı bu yapıt, maddenin korunumu ilkesi ile kimyasal denklem kavramına da ilk kez yer veriyordu. Methode’daki 55 elementten bir bölümünün bileşik olduğu anlaşıldığından, Lavoisier bu kitabında element sayısını 33’e indirmişti; sonradan onun listesindeki elementlerden bazılarının da bileşik olduğu anlaşılacaktı. Gene bu yapıtında, daha basite indirgenemeyen kimyasal madde biçimindeki element tanımım iyice daraltarak, elementin doğada yaygın olarak bulunması ve çok sayıda bileşik vermesi gibi bir koşul da getiriyordu. Böylece, sonraları benimsenmeyecek olan bu tanım gereğince, altın element olarak kabul edilmiyordu. Buna karşılık, birleştikleri maddelere belirli bir nitelik kazandırdıkları gerekçesiyle kimi maddeler özel bir sınıfta toplanıyor, örneğin oksijen asitlerin, hidrojen suyun, azot alkalilerin oluşumunda, ışık bitkilerin yaşamında, kalorik ise maddenin katı, sıvı ya da gaz halinde bulunmasında temel rol oynadığı için öbür elementlerden ayrılıyordu.
Azot’un keşfi ve solunum fizyolojisi
Lavoisier, yanma olayında bir yandan havayı oluşturan gazların niteliğini incelerken, bir yandan da bu gazların solunumla olan ilişkisini araştırmaya başlamıştı. Yanma sırasında havadaki oksijenin tüketilmesinden sonra geriye, solunumda kullanılmayan ve başka gazlarla kolayca tepkimeye girmeyen bir gazın kaldığnı gördü ve havanın yaklaşık % 75’ini oluşturduğunu saptadığı bu gaza yaşam için çok gerekli olmadığından “azot” adını verdi. 1780’lerde Laplace ile birlikte ve bir buz kalorimetresi aracılığıyla yanma sırasında açığa çıkan ısının ölçümüne girişti; alkolü ve birçok organik maddeyi inceleyerek, yanma sonucunda bu maddelerdeki karbon, hidrojen ve oksijen oranlarını bulmaya çalıştı. Laplace ile birlikte 1783’te Bilimler Akademisi’ne sundukları “Memoire sur chaleur” (“Isı Üstüne İnceleme”) adlı makalenin konusunu oluşturan ve termokimyanın öncüsü sayılan bu çalışmalarıyla insanda ve kobaylarda yanma ile solunum arasındaki ilişkiyi araştıran Lavoisier, solunumun yavaş bir yanma olayı olduğunu, hareket ve sindirim sırasında oksijen tüketiminin arttığını açıkladı. Lavoisier, temel olarak havadaki oksijenin yakılmasına dayanan solunum olayının “sabit hava” (karbondioksit) üretimiyle sonuçlandığı ve su oluşumunu da içeren bu sürecin büyük bir olasılıkla akciğerlerde gerçekleştiği görüşündeydi. Tüm dokularda gerçekleştiği sonradan saptanan bu sürecin niteliği konusundaki kimi yanılgılarına karşın, vücut ısısı, solunum ve yanma olayı arasındaki ilişkiyi inceleyerek metabolizma üstüne ilk temel araştırmaları yapan Lavoisier fizyolojik kimyanın da öncülerinden sayılır.
Yeni elementler ya da bileşikler keşfeden bir kimyacı olarak değil, kendisinin de vurguladığı gibi daha çok bir fizikçi olarak kimyaya katkıda bulunan Lavoisier, örgütleyici ve reformcu kişiliğiyle bu bilim dalına büyük ölçüde çağdaş bir düzen getirmiş, fizikte Galilei ve Newton’un, astronomide Kopemik’in yaptığı gibi kimyada gerçek bir devrim yapmıştır. Aristotelesçi felsefe ile Skolastik görüşün bileşiminden oluşan bilim anlayışının günmerkezli sistem ve evrensel kütleçekimiyle astronomi ve fizikten dışlanmasından sonra, Aristotelesçi dört öğe sisteminin ve flojiston kavramının kimyadaki egemenliğine son veren Lavoisier’nin çalışmaları, 17. yy’da başlayan Bilim Devrimi’nin son önemli aşamasıdır. 18. yy sonlarında bile simyadan kalma kimi kavram ve yaklaşımları koruyan kimya, Lavoisier’nin açtığı yolda ilerleyerek,
19.yy’ın ortalarında özellikle Dalton, Avogadro, Kekule gibi kuramcıların çabalarıyla atomcu ve çağdaş bir temele oturacaktır.
• YAPITLAR (başlıca): Opuscules physiques et chimiques, 1774, (“Fizik ve Kimya Makaleleri”); Methode de nomenclature chimique (G. de Morveau, Berthollet ve Fourcroy ile birlikte), 1787, (“Kimyasal Adlandırma Yöntemi”); Traite elementaire de chimie, 1789, (“Temel Kimya Kitabı”); De la richesse territoriale du Royaume de France, 1791, (“Fransa Krallığının Toprak Zenginliği Üstüne”); Oeuvres de Lavoisier, (ö.s.), J-B.Dumas ve E.Grimaux (der.), 6 cilt, 1862-1893, (“Lavoisier’nin Yapıtları”); Oeuvres de Lavoisier-Correspondances, (ö.s.), R.Fric (der.), 1955-1964, (“Lavoisier’nin Yapıtları-Yazışmalar”).
• KAYNAKLAR: M.Bertheiot, La revolution chimique-Lavoisier, 1890; M.Daumas, Lavoisier, theorici-en et experimentateur, 1955; A.F.Fourcroy, Notice sur la vie et les travaux de Lavoisier, 1796; E.Grimaux, Lavoisier 1743-1794, 1888; L.Velluz, Vie de Lavoisier, 1966.
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi