FRANSK KEMIST OCH FYSICIST
1778-1850
Joseph-Louis Gay-Lussac var en av den industriella tidens stora forskare. Han föddes den 6 december 1778 i St Léonard i centrala Frankrike och var äldst av fem barn. Hans far var åklagare och domare, och den politiska oron kring den franska revolutionen spelade tidigt en roll för den unge Josephs utveckling. När hans far arresterades 1794 (han släpptes senare) som medlem av det borgerliga etablissemanget skickades Gay-Lussac till en internatskola i Paris.
Tre år senare antogs Gay-Lussac till den nygrundade och elitära École Polytechnique i Paris, där han inledningsvis studerade matematik och teknik. Han blev dock snart förälskad i vetenskapen och särskilt kemin. Detta berodde till stor del på inflytandet från den berömde vetenskapsmannen Claude-Louis Berthollet (1748-1822), en docent vid École som också var samtida med Antoine Lavoisier. Det var Berthollet som tog Gay-Lussac under sina vingar som student och laboratorieassistent.
Den forskning som Gay-Lussac kanske är mest känd för gäller de experiment med gaser som han genomförde tidigt i sin vetenskapliga karriär. När han tog examen från École 1800 förblev han Berthollets assistent och en flitig gäst på dennes lantställe i Arcueil, nära Paris. Med uppmuntran från Berthollet, matematikern Pierre-Simon de Laplace och andra började Gay-Lussac sin egen forskning under vintern 1801 och 1802.
Bland Gay-Lussacs tidiga arbeten fanns en omfattande undersökning av hur volymen av olika gaser förändras med temperaturen. Den engelske vetenskapsmannen John Dalton studerade oberoende av varandra samma fenomen. Båda fann att volymen V hos alla studerade gaser ökade på liknande sätt med högre temperatur T när trycket P hölls konstant ( VαT vid konstant P ). Båda publicerade sina resultat omkring 1802, men Gay-Lussacs experimentella arbete var både grundligare och mer exakt än Daltons. Men äran för denna upptäckt går vanligtvis varken till Dalton eller Gay-Lussac, utan i stället till Jacques Charles. Charles hade gjort ett inledande arbete om gasers termiska expansion 1787. Även om Charles aldrig publicerade resultaten av sina experiment, erkände Gay-Lussac i sina egna vetenskapliga memoarer att han hört talas om Charles arbete. Lagen om gasers termiska expansion, som ibland kallas Gay-Lussacs lag, har därför i stor utsträckning kommit att kallas Charles lag.
Gay-Lussacs studier var inte begränsade till gasers fysikaliska egenskaper. År 1804 drog Gay-Lussac nytta av världens växande intresse för ballonger och gjorde flera flygningar för att studera både jordens magnetfält och hur atmosfärens temperatur och sammansättning förändrades med ökande höjd. Under sin andra flygning tog han luftprover medan han nådde en höjd av 23 018 fot i en vätgasballong, ett rekord som höll i nästan femtio år. När han återvände till jorden jämförde han gasproverna med dem som togs på marknivå och drog slutsatsen att de i stort sett var identiska – detta trots att han noterade en huvudvärk under flygningen som mycket möjligtvis berodde på de minskade syrehalterna på hög höjd.
År 1808 publicerade Gay-Lussac sin ”Law of Combining Volumes of Gases”. Han fastställde att när olika gaser reagerade skulle de alltid göra det i små helhetsförhållanden (t.ex. skulle två volymer väte reagera med en volym syre och bilda H 2 O). Detta var ett av de största framstegen under sin tid och bidrog till att lägga grunden för senare atomteori och hur kemiska reaktioner sker.
Tillsammans med sin kollega Louis-Jacques Thénard (1777-1857) utförde Gay-Lussac betydande arbete med elektrokemi för att framställa betydande mängder elementärt natrium och kalium, mycket reaktiva och användbara ämnen som användes för att isolera och upptäcka grundämnet bor. Gay-Lussac genomförde också omfattande studier av syror och baser och var den förste som drog slutsatsen att det fanns binära (två element) syror som saltsyra (HCl) utöver de kända syrehaltiga syrorna som svavelsyra (H 2 SO 4 ). Dessutom kunde han fastställa den kemiska sammansättningen av blausyra till cyanväte (HCN) och ansågs vara den främste utövaren av organisk analys.
Under senare år fortsatte Gay-Lussac att främja vetenskapen. Han utvecklade en exakt metod för att analysera alkoholhalten i spritdrycker och patenterade en metod för tillverkning av svavelsyra. Hans sista publikation om aqua regia (en blandning av salpetersyra och saltsyra som löser upp guld eller platina) utkom året före hans död 1850. Gay-Lussac var en experimentalist och teoretiker av högsta klass. Mer än tjugofem år efter Gay-Lussacs död sade den framstående kemisten Marcellin Bertholet (1827-1907) en gång: ”Vi undervisar alla … Lavoisiers och Gay-Lussacs kemi” (Crosland, s. 248), en passande hyllning till två framstående vetenskapsmän från den tiden.