FRANCIA KÉMIKUS ÉS FIZIKUS
1778-1850
Joseph-Louis Gay-Lussac az ipari korszak egyik nagy tudósa volt. A közép-franciaországi St. Léonard-ban született 1778. december 6-án, öt gyermek közül ő volt a legidősebb. Apja ügyész és bíró volt, és a francia forradalmat övező politikai zavargások már korán szerepet játszottak a fiatal Joseph fejlődésében. Amikor apját 1794-ben letartóztatták (később szabadon engedték), mint a polgári berendezkedés tagját, Gay-Lussac-t egy párizsi internátusba küldték.
Három évvel később Gay-Lussac felvételt nyert az újonnan alapított, elit párizsi École Polytechnique-be, ahol kezdetben matematikát és mérnöki tanulmányokat folytatott. Hamarosan azonban beleszeretett a természettudományokba, különösen a kémiába. Ez nem kis részben a neves tudós, Claude-Louis Berthollet (1748-1822) hatásának volt köszönhető, aki az École oktatója és Antoine Lavoisier kortársa volt. Berthollet volt az, aki Gay-Lussac-t a szárnyai alá vette, mint tanítványát és laboratóriumi asszisztensét.
A kutatások, amelyekről Gay-Lussac talán a leghíresebb, azokhoz a gázokkal végzett kísérletekhez kapcsolódnak, amelyeket tudományos pályafutása elején végzett. Az École 1800-as elvégzése után Berthollet asszisztense maradt, és gyakori vendég volt a Párizs melletti Arcueil-ben lévő vidéki házában. Berthollet, Pierre-Simon de Laplace matematikus és mások bátorítására Gay-Lussac 1801 és 1802 telén saját kutatásaiba kezdett.
Gay-Lussac korai munkái között szerepelt annak átfogó vizsgálata, hogyan változik a különböző gázok térfogata a hőmérséklet függvényében. John Dalton angol tudós ettől függetlenül ugyanezt a jelenséget tanulmányozta. Mindketten azt találták, hogy minden vizsgált gáz V térfogata hasonlóan nőtt a T hőmérséklet növekedésével, amikor a P nyomást állandóan tartották ( VαT állandó P mellett ). Mindketten 1802 körül publikálták eredményeiket, Gay-Lussac kísérleti munkája alaposabb és pontosabb volt, mint Daltoné. A felfedezés érdeme azonban jellemzően sem Dalton, sem Gay-Lussac, hanem Jacques Charles érdeme. Charles már 1787-ben végzett néhány kezdeti munkát a gázok hőtágulásával kapcsolatban. Bár Charles soha nem publikálta kísérleteinek eredményeit, saját tudományos emlékirataiban Gay-Lussac elismerte, hogy hallott Charles munkájáról. Így a gázok hőtágulására vonatkozó törvényt, bár néha Gay-Lussac törvényének nevezik, nagyrészt Charles törvényeként ismerik.
Gay-Lussac vizsgálatai nem korlátozódtak a gázok fizikai tulajdonságaira. 1804-ben Gay-Lussac kihasználta a világ egyre növekvő érdeklődését a léghajózás iránt, és több repülést is végrehajtott, hogy tanulmányozza mind a Föld mágneses mezejét, mind azt, hogyan változik a légkör hőmérséklete és összetétele a magasság növekedésével. Második repülésén légmintákat vett, miközben egy hidrogénballonnal 23 018 láb magasságot ért el, ami majdnem ötven évig tartó rekordot jelentett. A Földre visszatérve összehasonlította a gázmintákat a földi szinten vettekkel, és arra a következtetésre jutott, hogy azok lényegében azonosak – annak ellenére, hogy a repülés során fejfájást észlelt, ami nagy valószínűséggel a nagy magasságban csökkent oxigénszint következménye volt.
Gay-Lussac 1808-ban publikálta “A gázok térfogatának kombinációs törvényét”. Megállapította, hogy amikor különböző gázok reakcióba lépnek, azt mindig kis egész számok arányában teszik (pl. két térfogat hidrogén egy térfogat oxigénnel reagál H 2 O képződésével). Ez volt korának egyik legnagyobb előrelépése, és segített megalapozni a későbbi atomelméletet és a kémiai reakciók lefolyásának módját.
Gay-Lussac kollégájával, Louis-Jacques Thénarddal (1777-1857) jelentős munkát végzett az elektrokémiával, hogy jelentős mennyiségű elemi nátriumot és káliumot állítson elő, rendkívül reaktív és hasznos anyagokat, amelyeket a bór elem izolálására és felfedezésére használtak. Gay-Lussac kiterjedt tanulmányokat végzett a savakról és bázisokról is, és elsőként következtetett arra, hogy az ismert oxigéntartalmú savak, például a kénsav (H 2 SO 4 ) mellett léteznek bináris (kételemű) savak is, mint például a sósav (HCl). Emellett képes volt meghatározni, hogy a borkősav kémiai összetételét hidrogén-cianinsavnak (HCN) minősítette, és a szerves analízis első számú művelőjeként tartották számon.
A későbbi években Gay-Lussac tovább fejlesztette a tudományt. Pontos módszert dolgozott ki a szeszes italok alkoholtartalmának elemzésére, és szabadalmaztatott egy módszert a kénsav előállítására. Utolsó publikációja a királyi vízről (salétromsav és sósav keveréke, amely feloldja az aranyat vagy a platinát) a halála előtti évben, 1850-ben jelent meg. Gay-Lussac elsőrangú kísérletező és elméleti szakember volt. Több mint huszonöt évvel Gay-Lussac halála után a neves kémikus, Marcellin Bertholet (1827-1907) egyszer azt mondta: “Mindannyian tanítjuk… Lavoisier és Gay-Lussac kémiáját” (Crosland, 248. o.), ami méltó tisztelgés a korszak két kiemelkedő tudósa előtt.