QUÍMICA FRANCESA E FÍSICA
1778-1850
Joseph-Louis Gay-Lussac foi um dos grandes cientistas da era industrial. Nascido em 6 de dezembro de 1778, em St. Léonard, no centro da França, ele era o mais velho de cinco filhos. Seu pai foi promotor público e juiz defensor, e a agitação política em torno da Revolução Francesa desempenhou um papel precoce no desenvolvimento do jovem José. Quando seu pai foi preso em 1794 (foi mais tarde libertado) como membro do estabelecimento burguês, Gay-Lussac foi enviado para um internato em Paris.
Três anos depois Gay-Lussac foi aceito na recém-fundada e elite École Polytechnique em Paris, onde estudou inicialmente matemática e engenharia. Entretanto, ele logo se apaixonou pela ciência e especialmente pela química. Isso se deveu em grande parte à influência do renomado cientista Claude-Louis Berthollet (1748-1822), professor da École, também contemporâneo de Antoine Lavoisier. Foi Berthollet que tomou Gay-Lussac sob a sua asa como seu aluno e assistente de laboratório.
A pesquisa pela qual Gay-Lussac é talvez mais famoso envolve as experiências com gases que ele completou no início da sua carreira científica. Ao se formar na École em 1800, ele permaneceu como assistente de Berthollet e hóspede frequente na sua casa de campo em Arcueil, perto de Paris. Com o incentivo de Berthollet, do matemático Pierre-Simon de Laplace e outros, Gay-Lussac iniciou suas próprias pesquisas no inverno de 1801 e 1802.
Entre os primeiros trabalhos de Gay-Lussac estava uma extensa investigação de como o volume de vários gases muda com a temperatura. O cientista inglês John Dalton estava estudando independentemente o mesmo fenômeno. Ambos descobriram que o volume V de todos os gases estudados aumentou de forma semelhante com a temperatura T mais alta quando a pressão P foi mantida constante ( VαT a P constante ). Cada um publicou seus resultados por volta de 1802, sendo o trabalho experimental de Gay-Lussac mais completo e mais preciso do que o de Dalton. No entanto, o crédito por esta descoberta normalmente não vai nem para Dalton nem para Gay Lussac, mas sim para Jacques Charles. Charles tinha feito algum trabalho inicial sobre a expansão térmica dos gases em 1787. Apesar de Charles nunca ter publicado os resultados de suas experiências, em suas próprias memórias científicas Gay-Lussac reconheceu ter ouvido falar do trabalho de Charles. Assim, a lei que governa a expansão térmica dos gases, embora às vezes chamada de lei de Gay-Lussac, passou a ser conhecida em grande parte como a lei de Charles.
Os estudos de Gay-Lussac não se limitaram às propriedades físicas dos gases. Em 1804 Gay-Lussac aproveitou o crescente interesse do mundo pelo balonismo e fez vários vôos para estudar tanto o campo magnético da Terra como como a temperatura e composição da atmosfera mudaram com o aumento da altitude. Em seu segundo vôo, ele tirou amostras de ar enquanto atingia uma altitude de 23.018 pés em um balão de hidrogênio, um recorde que durou quase cinqüenta anos. Ao regressar à Terra, comparou as amostras de gás com as recolhidas ao nível do solo e concluiu que eram essencialmente idênticas – isto apesar de ter notado uma dor de cabeça durante o voo que muito possivelmente resultou da diminuição dos níveis de oxigénio a grande altitude.
Em 1808 Gay-Lussac publicou a sua “Lei de Combinação de Volumes de Gases”. Ele determinou que quando diferentes gases reagissem, eles sempre o fariam em pequenas proporções (por exemplo, dois volumes de hidrogênio reagiriam com um volume de oxigênio ao formar H 2 O). Este foi um dos maiores avanços de seu tempo e ajudou a formar a base para a teoria atômica posterior e como as reações químicas ocorrem.
Com seu colega Louis-Jacques Thénard (1777-1857), Gay-Lussac fez um trabalho considerável com a eletroquímica para produzir quantidades significativas de sódio elementar e potássio, substâncias altamente reativas e úteis que foram usadas para isolar e descobrir o elemento boro. Gay-Lussac também completou extensos estudos de ácidos e bases e foi o primeiro a deduzir que existiam ácidos binários (dois elementos) como o ácido clorídrico (HCl), além dos conhecidos ácidos contendo oxigênio como ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ). Além disso, ele foi capaz de determinar a composição química do ácido prússico para ser ácido cianídrico (HCN) e foi considerado o principal praticante de análise orgânica.
Em anos posteriores, Gay-Lussac continuou a avançar a ciência. Ele desenvolveu um método preciso para analisar o teor alcoólico dos licores e patenteou um método para a fabricação de ácido sulfúrico. Sua última publicação sobre aqua regia (uma mistura de ácidos nítrico e clorídrico que dissolve ouro ou platina) saiu no ano anterior à sua morte em 1850. Gay-Lussac era um experimentalista e teórico de primeira linha. Mais de vinte e cinco anos após a morte de Gay-Lussac, o proeminente químico Marcellin Bertholet (1827-1907) disse uma vez: “Todos nós ensinamos… a química de Lavoisier e Gay-Lussac” (Crosland, p. 248), um tributo adequado a dois cientistas proeminentes da época.