Жозеф Луи Гей-Люссак

Жозеф Луи Гей-Люссак (фр. Joseph Louis Gay-Lussac; 6 декабря 1778, Сен-Леонар-де-Нобла — 9 мая 1850, Париж) — французский физик, химик и государственный деятель, член Парижской академии наук (1806) и её президент (1822 и 1834). Один из основоположников физической химии, известный прежде всего открытием закона объёмных отношений газов (закон Гей-Люссака) и закона теплового расширения газов. Внёс значительный вклад в развитие аналитической химии, промышленной химии и метеорологии.

Биография

Ранние годы и образование

Жозеф Луи Гей-Люссак родился в семье судьи Антуана Гей-Люссака и Мари-Франсуазы де Лавернь. После начала Великой французской революции семья потеряла значительную часть состояния. В 1794 году, в возрасте 16 лет, Гей-Люссак поступил в Центральную школу в Лиможе, а затем в 1797 году — в Политехническую школу в Париже, где учился у выдающихся математиков и физиков, включая Гаспара Монжа и Клода Луи Бертолле. В 1800 году он окончил школу с отличием и поступил в Школу мостов и дорог, но вскоре оставил её, чтобы посвятить себя научной работе.

Научная карьера

В 1802 году Гей-Люссак стал ассистентом Клода Луи Бертолле, который оказал на него значительное влияние. В 1804 году он совершил два знаменитых полёта на воздушном шаре с целью изучения состава и температуры воздуха на высоте до 7000 метров. В 1806 году он был избран членом Парижской академии наук, а в 1809 году стал профессором химии в Политехнической школе и профессором физики в Сорбонне. С 1832 года он занимал кафедру химии в Парижском ботаническом саду.

Государственная и общественная деятельность

Гей-Люссак активно участвовал в государственной жизни. В 1818 году он был назначен членом Палаты депутатов, где представлял либеральные взгляды. В 1829 году он стал пэром Франции. Также он занимал пост директора Монетного двора (1829—1848) и участвовал в работе различных правительственных комиссий, в том числе по вопросам промышленности и образования. После революции 1848 года он ушёл из политики и сосредоточился на научной работе.

Научные достижения

Закон объёмных отношений газов

В 1808 году Гей-Люссак сформулировал закон, согласно которому объёмы вступающих в реакцию газов и объёмы газообразных продуктов реакции относятся друг к другу как небольшие целые числа. Этот закон, известный как закон Гей-Люссака (или закон объёмных отношений), стал важным шагом на пути к созданию атомно-молекулярной теории. Гей-Люссак показал, что, например, при взаимодействии одного объёма водорода и одного объёма хлора образуются два объёма хлороводорода. Этот закон подтверждал гипотезу Авогадро о том, что равные объёмы газов при одинаковых условиях содержат равное число молекул.

Закон теплового расширения газов

В 1802 году Гей-Люссак независимо от Джона Дальтона открыл закон, описывающий зависимость объёма газа от температуры при постоянном давлении. Он установил, что все газы при нагревании расширяются одинаково: при увеличении температуры на 1 °C объём газа увеличивается на 1/273,15 от его объёма при 0 °C. Этот закон, названный законом Гей-Люссака, является одним из основных газовых законов.

Открытие химических элементов и соединений

Гей-Люссак совместно с Луи Жаком Тенаром провёл множество исследований в области неорганической химии. В 1808 году они выделили бор из борной кислоты, хотя элемент был впервые получен ранее (в 1807 году) Хэмфри Дэви. В 1811 году Гей-Люссак, работая с йодом, открыл йодистый водород и йодную кислоту. Он также внёс вклад в изучение хлора, фтора и циана. В 1815 году он синтезировал циановодород (синильную кислоту) и определил его состав.

Развитие аналитической химии

Гей-Люссак разработал методы количественного анализа, включая объёмный анализ (титрование). Он ввёл в практику использование бюретки и пипетки, а также разработал методы определения содержания серебра в сплавах (метод мокрого анализа) и хлора в растворах. Его работы в области аналитической химии заложили основы современной титриметрии.

Исследования в области физики

Помимо газовых законов, Гей-Люссак занимался изучением капиллярности, теплопроводности, магнетизма и оптики. Он провёл эксперименты по определению скорости звука в воздухе и изучал расширение жидкостей при нагревании. В 1816 году он изобрёл спиртовой термометр, который был более точным, чем ртутный, при низких температурах.

Промышленная химия

Производство серной кислоты

Гей-Люссак внёс значительный вклад в промышленную химию, в частности в производство серной кислоты. Он разработал метод улавливания оксидов азота, образующихся при камерном способе получения серной кислоты, что позволило значительно снизить потери реагентов и повысить эффективность процесса. Его башни для абсорбции оксидов азота (так называемые башни Гей-Люссака) использовались в промышленности до конца XIX века.

Свечное производство

В 1830-х годах Гей-Люссак совместно с химиком Мишелем Эженом Шеврёлем разработал технологию производства стеариновых свечей. Они предложили использовать стеарин, получаемый из животных жиров, который горел ровнее и не коптил, в отличие от традиционных сальных свечей. Это изобретение получило широкое промышленное применение.

Память

Научные труды

Гей-Люссак опубликовал более 150 научных работ, в том числе монографии «Исследования о расширении газов и паров» (1802) и «Курс физики» (1827). Его работы переведены на многие языки и до сих пор цитируются в научной литературе.

Увековечение имени

В честь учёного названы:

• Закон Гей-Люссака (закон объёмных отношений газов).
• Закон Гей-Люссака (закон теплового расширения газов).
• Единица измерения — гей-люссак (Гл) — внесистемная единица измерения объёмной доли газа, используемая в виноделии (1 Гл = 1 % объёмной доли спирта).
• Кратер на Луне (диаметр 26 км, координаты 13,9° с. ш., 21,3° з. д.).
• Улицы в Париже, Лиможе и других городах Франции.
• Школа в Сен-Леонар-де-Нобла.
• Медаль Гей-Люссака — Гумбольдта — награда, присуждаемая Французской академией наук и Фондом Александра фон Гумбольдта за выдающиеся достижения в области науки.

Интересные факты

• В 1804 году Гей-Люссак совершил полёт на воздушном шаре на высоту 7016 метров, установив рекорд, который не был побит до 1850 года. Во время полёта он взял пробы воздуха на разных высотах и измерил температуру, что позволило ему сделать выводы о строении атмосферы.
• Гей-Люссак был одним из первых учёных, кто использовал воздушные шары для научных исследований. Его эксперименты заложили основы метеорологии.
• Он был близким другом и соавтором Луи Жака Тенара. Их совместные работы по химии считаются классическими.
• Гей-Люссак был известен своей строгостью и требовательностью к студентам, но при этом пользовался уважением за свою научную честность и принципиальность.
• В 1824 году он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук.

Источники

• Gay-Lussac, Joseph Louis // Encyclopædia Britannica, 11th ed. — Cambridge University Press, 1911.
• Crosland, M. P. Gay-Lussac: Scientist and Bourgeois. — Cambridge University Press, 1978.
• Partington, J. R. A History of Chemistry. — Vol. 4. — Macmillan, 1964.
• Szabadváry, F. History of Analytical Chemistry. — Pergamon Press, 1966.
• Биографии великих химиков / Под ред. К. Хайнига. — М.: Мир, 1981.