Sciences

Antoine Lavoisier

1743-08-26 - 1794-05-08

Chimiste

Classé sous :chimie

Découvertes

Il a énoncé la première version de la loi de conservation de la matière, identifié et baptisé l'oxygène (1778), et participé à la réforme de la nomenclature chimique.

Biographie

Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) est le fils d'un riche avocat. Il reçoit une instruction coûteuse et fait son droit, avant de se tourner vers la science, d'abord en tant que géologue et minéralogiste. Il établit ensuite un laboratoire de chimie dans le but d'être admis à l'Académie des sciences, qui lui ouvre ses portes. En 1768, il entre à la Ferme générale, une compagnie privée qui collecte les impôts pour la couronne. Cette situation lui assure des revenus privés pour financer ses recherches : la science devient de plus en plus spécialisée, et les instruments précis et coûteux. C'est notamment le cas de ceux sur lesquels les succès de Lavoisier s'appuient.

Portrait de Monsieur de Lavoisier et sa femme. © Jacques-Louis David, DP

En 1772, il pratique des expériences sur 
la combustion d'échantillons de phosphore et de soufre : il découvre que leur masse 
augmente lorsqu'on les chauffe fortement 
en présence d'air. Il met également à jour que la litharge (oxyde de plomb [II], un minerai de plomb), chauffée en présence de charbon de bois, est réduite en plomb avec une diminution de masse et un dégagement gazeux. Lavoisier appelle cette expérience « l'une des plus intéressantes [découvertes] [...] depuis l'époque de Stahl », bien que 
des observations semblables aient été faites 20 ans plus tôt. Cette découverte s'oppose 
à la doctrine du phlogistique, selon laquelle la réduction d'un minerai en plomb impliquerait un gain de masse, et non une perte. Elle amène alors Lavoisier à détruire le mythe du phlogistique.

Laboratoire d'Antoine Lavoisier au Musée des arts et métiers. © Rama, cc by sa 2.0

L'oxygène, un air éminemment respirable

En 1774, Lavoisier apprend de Priestley la découverte de « l'air déphlogistiqué ». En pratiquant ses propres expériences avec ce nouveau gaz, il comprend rapidement qu'il se trouve en présence du principe sous-jacent à la combustion, à la réduction, à la respiration et à l'acidité. Comme Priestley, Lavoisier démontre que ce nouvel air forme la fraction de l'atmosphère qui permet la vie des animaux, ce qui le conduit à le baptiser initialement « air éminemment respirable ». Lavoisier montre aussi que la combustion et la respiration le transforment tous les deux en cet air fixe identifié par Joseph Black. 
En 1777, Lavoisier présente une nouvelle « théorie générale de la combustion » (pour remplacer le phlogistique) ainsi que son nouveau principe de combustion : l'oxygène. Ses recherches sur les trois acides inorganiques courants, l'acide nitrique, l'acide phosphorique et le vitriol (acide sulfurique), ainsi que sur l'acide oxalique (nouvellement isolé à partir de sources organiques) montrent que l'oxygène est présent dans les quatre. Une observation qui amène Lavoisier à proposer : « je désignerai dorénavant l'air déphlogistiqué ou air éminemment respirable [...] par le nom de principe acidifiant, ou, si l'on aime mieux la même signification sous un mot grec, par celui de principe oxygène.» «Oxygène» veut en effet dire « source d'acide » en grec.

Armé de ce nouveau concept, il est en mesure de fragiliser la doctrine du phlogistique. La combustion, la respiration et la corrosion impliquent une addition d'oxygène. La réduction, à l'inverse, implique une perte d'oxygène. L'air fixe est une combinaison de charbon et d'oxygène. Quand Lavoisier apprend comment produire de l'eau en brûlant de l'hydrogène dans de l'oxygène, il trouve le dernier morceau du puzzle : il est en mesure de montrer que l'eau n'est pas simplement de l'air « déphlogistiqué » comme Cavendish l'avait affirmé auparavant, mais un composé. Il contient de l'hydrogène (baptisé ainsi par Lavoisier, du grec « source d'eau ») et de l'oxygène.

En 1789, Lavoisier publie ce qui peut être considéré comme le premier manuel de chimie moderne : le Traité élémentaire de chimie. Il y met en évidence le rôle de l'oxygène, établit une nomenclature scientifique et y définit les notions de "corps simple" et de "corps composé".