9. ANTOINE LAURENT LAVOISIER

Pare de la química moderna

França travessava una situació política delicada. La Revolució, que havia començat amb la presa de la Bastilla, esdevenia cada cop més violenta. L’any 1792 començà el «Regnat del Terror», i els extremistes pretenien venjança contra aquells que havien participat en injustícies durant els anys de la monarquia.

La Ferme Générale, per exemple, era una organització privada que s’encarregava de recaptar per al govern els impostos sobre la sal, el tabac i d’altres articles. L’organització pagava al govern una quantitat fixa, i es quedava tot el que recaptaven de més. La major part dels recaptadors en treien tot el que podien i, naturalment, els pagesos, els treballadors i la classe mitja els odiaven.

El novembre de 1792 es promulgà una ordre d’arrest contra tots els antics membres de l’organització. Un d’aquests era Antoine Laurent Lavoisier, un químic famós. I no només n’havia format part, sinó que fins i tot s’havia casat amb la filla del cap de l’organització.

Quan van venir a arrestar-lo, Lavoisier afirmà que no tenia res a veure amb la política i que els diners que havia aplegat amb la recaptació d’impostos els havia destinat a pagar experiments científics. «Jo sóc un científic», exclamà.

L’oficial va contestar, bruscament: «A la república no li calen científics». (S’equivocava, és clar. La República sí que en necessitava, i de fet els encoratjava, tret de quan es desencadenaven les passions del populatxo).

El dia 2 de maig de 1794, el científic més eminent de França perdia el cap sota la guillotina. Probablement va ser la pèrdua més gran de la Revolució; l’execució d’un simple rei no era res al costat d’aquesta.

El comte Lagrange, el gran astrònom francès, es lamentà més endavant: «Un instant és tot el que ha calgut per tallar-li el cap, i probablement no hi haurà prou amb cent anys perquè en surti un altre d’igual».

Deu setmanes després de l’execució, els mateixos extremistes van morir a la guillotina, i acabà el Regnat del Terror. El final va arribar deu setmanes massa tard.

Abans d’aquest final tan trist, Lavoisier va viure una vida sadollada d’èxits. Va néixer a París el 26 d’agost de 1743. El seu pare era un advocat amb bona posició econòmica, i el jove Lavoisier no va tenir cap problema per accedir a una educació excel·lent. Es va llicenciar en dret i, després d’estudiar diverses ciències, decidí que li agradaven més que no pas les lleis.

Va ingressar a la Ferme Générale i va utilitzar els diners que hi guanyava, més els que va heretar del seu pare, per equipar un laboratori excel·lent per al seu ús personal. Es va casar al 1771. La seva dona, una artista molt hàbil, li preparava les il·lustracions per als seus llibres, i l’ajudava a prendre notes dels experiments.

Ja des del començament, Lavoisier s’adonà de la importància de la precisió. Els seus experiments es caracteritzaven per pesatges acurats, mesuraments meticulosos i anotacions detallades; el seu mètode va causar tanta impressió que el van admetre a l’Académie Royale des Sciences a l’any 1768, quan tenia 25 anys.

Però no va ser fins a l’any següent que demostrà la importància de la precisió. En aquella època encara hi ha via químics que creien en la vella doctrina dels «quatre elements»: foc, aire, aigua i terra. Pensaven que si l’aigua s’escalfava el temps suficient, es convertiria en terra. I com a prova, presentaven el sediment que apareixia en l’aigua que havia bullit durant un llarg període de temps.

Lavoisier no s’acontentà tan sols amb mirar. Va escalfar aigua durant 101 dies; com era d’esperar, hi va aparèixer un pòsit. Però va tenir la precaució de pesar el vas de vidre que contenia l’aigua, tant abans com després de fer-la bullir. El pes perdut pel vas, segons va demostrar, equivalia exactament al pes del pòsit. El sediment provenia dels canvis que havia experimentat el vidre, i no de l’aigua.

Lavoisier fou un home amb una gran consciència social: va formar part de totes les comissions que es van crear per investigar les miserables condicions de vida dels camperols. I aquesta connexió amb el govern el va perjudicar durant el judici. I tot i que els jutges revolucionaris, encegats, no van ser capaços d’adonar-se’n, un dels serveis prestats per Lavoisier al govern va tenir conseqüències importantíssimes per a tota la humanitat.

Un dia, li van demanar que fes un estudi sobre mètodes pràctics per enllumenar les ciutats a la nit. Per dur a terme aquest estudi, va haver d’examinar diverses menes de combustible per cremar als llums i, a partir d’aleshores, s’interessà pel problema general de la combustió.

En aquella època, el fenomen de la combustió s’explicava mitjançant la «teoria del flogist», que havia estat formulada setanta anys abans. Aquesta teoria sostenia que els metalls estaven formats per un «calx» (el que avui dia anomenaríem «rovell» o «òxid») més una substància misteriosa anomenada flogist. Quan un metall s’escalfava, se’n desprenia el flogist, però hi quedava el calx.

La teoria era errònia, és clar, i va confondre els científics encara més, sobretot un cop va quedar demostrat que el calx pesava més que no pas el metall original. L’única manera d’explicar-ho era suposar que el flogist tenia un pes negatiu!

L’any 1772, Lavoisier començà a ocupar-se del problema. Juntament amb altres químics va recollir diners per comprar un diamant. Va concentrar-hi calor mitjançant una gran lupa, i el diamant es va cremar del tot. Després també va cremar sofre i fòsfor, i va escalfar estany i plom per tal d’obtenir un calx. La conclusió a què va arribar va ser que la combustió i la formació del calx implicaven el mateix procés natural.

El sofre, el fòsfor, l’estany i el plom augmentaven de pes quan s’escalfaven per cremar-los o per reduir-los a calx. Alguns científics havien suggerit que el pes dels materials augmentava perquè s’hi afegien «partícules de foc». Era cert això, o és que hi havia realment una pèrdua de flogist?

Lavoisier va resoldre el problema d’una manera definitiva. Va escalfar estany en un vas tancat. Una part d’aquest estany es transformà en calx, però el pes no va augmentar, gens ni mica! Després d’obrir el vas, però, l’aire hi entrà ràpidament, la qual cosa implicava que sí hi havia augment de pes. Aparentment el metall, quan s’escalfava, absorbia alguna cosa de l’aire, formant un calx més pesant i un buit parcial. El pes que guanyava el calx el perdia l’aire.

Els experiments de Lavoisier l’induïren a pensar que en qualsevol reacció química en un sistema tancat no hi havia ni guany ni pèrdua de pes: els seus mesuraments tan precisos li ho havien demostrat. Aquest va ser el primer enunciat del Principi de la Conservació de la Massa, que implica que la matèria no es pot crear ni destruir (mitjançant una acció química), però sí transformar. A partir d’aquí, només hi havia un pas fins a arribar a les equacions químiques, que demostren que la massa dels materials abans de qualsevol canvi químic ha de ser igual a la massa dels productes creats per aquest canvi.

L’any 1774, Joseph Priestley, el clergue anglès que havia descobert l’oxigen, va anar a París per parlar amb Lavoisier. Lavoisier s’adonà immediatament de la importància d’aquest element. Calia tornar als experiments! Va demostrar que quan es cremava carbó vegetal a l’aire, o el metall formava un calx, només es consumia una part de l’aire, i el que quedava no contribuïa a la combustió. D’altra banda, si utilitzava oxigen pur, les substàncies cremaven i formaven calxos molt més fàcilment i més de pressa que amb l’aire normal i que, a més, es consumia tot l’oxigen.

Lavoisier arribà a la conclusió que tant l’oxigen com el nitrogen (al que anomenà azote, que vol dir «sense vida») eren presents en l’aire, i que la combustió (i també la vida) depenien de la combinació amb l’oxigen.

Pels volts del 1786, Lavoisier publicà un article escrit tres anys abans i que resumia els seus experiments. En aquest treball donava la interpretació de la combustió que encara utilitzem avui. El flogist acabava de morir per sempre.

L’any 1787 Lavoisier, juntament amb tres altres químics, publicà un llibre anomenat Méthode De Nomenclature Chimique en què s’establien les normes lògiques per designar els compostos químics. Fins aleshores, cada químic n’havia triat els noms segons el seu criteri. Avui, quan parlem de clorur de sodi o de clorat de potassi, estem utilitzant noms que s’ajusten a l’esquema de Lavoisier.

Finalment, l’any 1789, Lavoisier coronà la seva obra amb la publicació d’un manual de química anomenat Traité Élémentaire de Chimie, on exposava les noves idees que havia desenvolupat. Va ser el primer llibre de text de la química moderna.

Al moment culminant de la seva carrera, el mateix any de la publicació del manual, esclatà la Revolució Francesa. A començaments de 1792 va haver d’abandonar el laboratori i, al cap d’uns mesos, el van arrestar. El món va haver de lamentar la tragèdia que havia posat punt i final a la vida fructífera de Lavoisier quan tenia tan sols 51 anys.

Lavoisier ha rebut el nom ben merescut de «pare de la química moderna». Amb energia il·limitada i una gran intuïció, va treure la química d’un carreró sense sortida per posar-la al camí correcte.

No hi ha dubte que, si Lavoisier no hagués existit, algun altre químic o un grup de químics haurien arribat a les mateixes conclusions. Però és difícil imaginar que una persona sola pogués haver fet més que ell en menys temps.

La idea que els químics han de mesurar i pesar amb la màxima precisió ha estat potser la seva contribució individual més important. Els químics mai no han oblidat aquesta lliçó i, d’aleshores ençà, s’han esforçat per ser «quantitatius». Tots els miracles de la química actual —aliatges nous, combustibles, explosius, fibres, plàstics, etc.— tenen l’origen en l’home que donà a la química moderna una perspectiva nova tot ensenyant als químics el camí correcte de l’experimentació.