CHIMICO E FISICO FRANCESE
1778-1850
Joseph-Louis Gay-Lussac fu uno dei grandi scienziati dell’era industriale. Nato il 6 dicembre 1778 a St. Léonard, nella Francia centrale, era il maggiore di cinque figli. Suo padre era un pubblico ministero e un giudice avvocato, e i disordini politici che circondavano la Rivoluzione Francese giocarono un ruolo precoce nello sviluppo del giovane Joseph. Quando suo padre fu arrestato nel 1794 (fu poi rilasciato) come membro dell’establishment borghese, Gay-Lussac fu mandato in un collegio a Parigi.
Tre anni dopo Gay-Lussac fu accettato alla neonata ed elitaria École Polytechnique di Parigi, dove inizialmente studiò matematica e ingegneria. Tuttavia, si innamorò presto della scienza e specialmente della chimica. Questo fu in gran parte dovuto all’influenza del famoso scienziato Claude-Louis Berthollet (1748-1822), un docente dell’École che era anche un contemporaneo di Antoine Lavoisier. Fu Berthollet che prese Gay-Lussac sotto la sua ala come suo studente e assistente di laboratorio.
La ricerca per la quale Gay-Lussac è forse più famoso riguarda gli esperimenti con i gas che ha completato all’inizio della sua carriera scientifica. Dopo la laurea all’École nel 1800, rimase assistente di Berthollet e ospite frequente nella sua casa di campagna ad Arcueil, vicino a Parigi. Con l’incoraggiamento di Berthollet, del matematico Pierre-Simon de Laplace e di altri, Gay-Lussac iniziò le proprie ricerche nell’inverno del 1801 e 1802.
Tra i primi lavori di Gay-Lussac c’era una vasta indagine su come il volume di vari gas cambia con la temperatura. Lo scienziato inglese John Dalton stava studiando indipendentemente lo stesso fenomeno. Entrambi trovarono che il volume V di tutti i gas studiati aumentava in modo simile con l’aumentare della temperatura T quando la pressione P era tenuta costante ( VαT a P costante ). Ognuno pubblicò i suoi risultati intorno al 1802, con il lavoro sperimentale di Gay-Lussac che era sia più approfondito che più preciso di quello di Dalton. Tuttavia, il merito di questa scoperta non va tipicamente né a Dalton né a Gay Lussac, ma invece a Jacques Charles. Charles aveva fatto alcuni lavori iniziali sull’espansione termica dei gas nel 1787. Anche se Charles non ha mai pubblicato i risultati dei suoi esperimenti, nelle sue memorie scientifiche Gay-Lussac ha riconosciuto di aver sentito parlare del lavoro di Charles. Così, la legge che governa la dilatazione termica dei gas, mentre a volte è chiamata legge di Gay-Lussac, è diventata nota soprattutto come legge di Charles.
Gli studi di Gay-Lussac non si limitavano alle proprietà fisiche dei gas. Nel 1804 Gay-Lussac approfittò del crescente interesse del mondo per le mongolfiere e fece diversi voli per studiare sia il campo magnetico terrestre che il modo in cui la temperatura e la composizione dell’atmosfera cambiavano con l’aumentare della quota. Nel suo secondo volo, ha preso campioni d’aria mentre raggiungeva un’altitudine di 23.018 piedi in un pallone a idrogeno, un record che è durato per quasi cinquant’anni. Al suo ritorno sulla Terra, confrontò i campioni di gas con quelli presi a livello del suolo e concluse che erano essenzialmente identici – questo nonostante avesse preso nota di un mal di testa durante il volo che molto probabilmente derivava dalla diminuzione dei livelli di ossigeno ad alta quota.
Nel 1808 Gay-Lussac pubblicò la sua “Legge della combinazione dei volumi di gas”. Determinò che quando gas diversi reagivano, lo facevano sempre in piccoli rapporti di numeri interi (per esempio, due volumi di idrogeno reagivano con un volume di ossigeno formando H 2 O). Questo è stato uno dei più grandi progressi del suo tempo e ha contribuito a formare la base per la successiva teoria atomica e per come avvengono le reazioni chimiche.
Con il suo collega Louis-Jacques Thénard (1777-1857), Gay-Lussac fece un lavoro considerevole con l’elettrochimica per produrre quantità significative di sodio e potassio elementari, sostanze altamente reattive e utili che furono usate per isolare e scoprire l’elemento boro. Gay-Lussac completò anche studi approfonditi su acidi e basi e fu il primo a dedurre che esistevano acidi binari (due elementi) come l’acido cloridrico (HCl) oltre agli acidi noti contenenti ossigeno come l’acido solforico (H 2 SO 4 ). Inoltre, fu in grado di determinare la composizione chimica dell’acido prussico come acido cianidrico (HCN) e fu considerato il più importante professionista dell’analisi organica.
Negli anni successivi, Gay-Lussac continuò a far progredire la scienza. Sviluppò un metodo preciso per analizzare il contenuto alcolico dei liquori e brevettò un metodo per la fabbricazione dell’acido solforico. La sua ultima pubblicazione sull’aqua regia (una miscela di acidi nitrico e cloridrico che dissolve l’oro o il platino) uscì l’anno prima della sua morte nel 1850. Gay-Lussac era uno sperimentatore e un teorico di prim’ordine. Più di venticinque anni dopo la morte di Gay-Lussac, l’eminente chimico Marcellin Bertholet (1827-1907) disse una volta: “Noi tutti insegniamo… la chimica di Lavoisier e Gay-Lussac” (Crosland, p. 248), un giusto tributo a due scienziati eccezionali dell’epoca.