ประวัตินักวิทยาศาสตร์

ลำดับตอนที่ #7 : ผู้ค้นพบสมบัติของสันดาป หรือ การเผาไหม้

อังตวน อลเรนต์ ลาวัวซิเยร์ : Anton Laurent Lavoisier

เกิด        วันที่ 26 สิงหาคม ค.ศ. 1743 ที่กรุงปารีส (Paris) ประเทศฝรั่งเศส (France)
เสียชีวิต วันที่ 8 พฤษภาคม ค.ศ. 1794 ที่กรุงปารีส (Paris) ประเทศฝรั่งเศส (France)
ผลงาน   - พบสมบัติของการสันดาป หรือการเผาไหม้

         หลังจากยุคของโรเบิร์ต บอลย์ (Robert Boyle) ผ่านมา วิชาเคมีก็มีความเจริญก้าวหน้ามาตลอด จนกระทั่งถึงยุคของ
ลาวัวซิเยร์วิชาเคมียิ่งมีความเจริญก้าวหน้ามากขึ้นไปอีก เนื่องจากผลงานการค้นพบทางเคมีของเขาหลายชิ้น

        ลาวัวซิเยร์เกิดเมื่อวันที่ 26 สิงหาคม ค.ศ. 1743 ที่กรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส ครอบครัวของเขาถือว่าเป็นผู้ที่มั่งคั่งที่สุด
ในปารีสก็ว่าได้ทั้งบิดาและมาตดาของเขาต่างก็มาจากตระกูลที่มั่งคั่งบิดาของเขาเป็นเจ้าหน้าที่ฝ่ายกฎหมายแระจำรัฐสภา ชื่อว่า
ฌาน อังตวน ลาวัวซิเยร์ (Jean Anton Lavoisier) ส่วนมารดาชื่อว่า เอมิลี่ ปุงตีส เป็นบุตรีของเลาขานุการ ของนายทหารเรือ
ยศนายพลเรือโทและยังเป็นทนายความชื่อดัง อีกทั้งยังเป็นสมาชิกรัฐสภากรุงปารีสอีกด้วย เมื่อลาวัวซิเยร์อายุได้ 7 ปี มารดาเขา
เสียชีวิต บิดาได้ส่งลาวัวซิเยร์ไปอยู่กับน้า เนื่องจากฐานะทางครอบครัวที่ร่ำรวยของลาวัวซิเยร์ทำให้เขาได้รับการศึกษาที่ดีมาก
หลังจากที่จบการศึกษาเบื้องต้นแล้ว พ่อของเขาก็ส่งเขาไปเรียนต่อวิชากฎหมายที่วิทยาลัยมาซาริน (Mazarin College) ด้วยพ่อ
ของเขาต้องการให้เขาเป็นทนายเช่นเดียวกับพ่อและตานั่นเองในระหว่างที่ศึกษาอยู่ที่วิทยาลัยแห่งนี้ เขามีโอกาสได้ศึกษาวิชาต่าง ๆ
มากมาย รวมถึงวิชาวิทยาศาสตร์ด้วย ทำให้เมื่อเขาเรียนจบวิชากฎหมาย ลาวัวซิเยร์ก็ไม่ได้ประกอบอาชีพเป็นทนายความ แต่กลับ
ไปศึกษาต่อเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์แทน โดยเฉพาะวิชาเคมี ลาวัวซิเยร์เริ่มศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของดินฟ้าอากาศ
หรือวิชาอุตุนิยมวิทยา (Meteorology) โดยเขาใช้เทอร์มอมิเตอร์วัดอุณหภูมิของอากาศวันละหลาย ๆ ครั้งแล้วจดบันทึก
อุณหภูมิไว้ทุกครั้ง และทำเช่นนี้ทุกวันจนกระทั่งเขาเสียชีวิต และด้วยวิธีการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศ ต่อมาเขา
สามารถพยากรณ์อากาศได้อย่างแม่นยำ

        ต่อมาในปี ค.ศ. 1765 ลาวัวซิเยร์ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับเคมี โดยครั้งแรกเขาได้ทดลองเกี่ยวกับแร่ยิปซัม (Gypsum) ภายหลังการทดลองลาวัวซิเยร์พบสมบัติของแร่ยิปซัมที่ว่าเมื่อนำแร่ยิปซัมมาเผาเพื่อทำปูนปลาสเตอร์จะมีไอน้ำระเหยออกมา และเมื่อ
เย็นตัวลงจะหลายเป็นน้ำบริสุทธิ์ ซึ่งน้ำหนักเท่ากับปูนปลาสเตอร์ที่ผาได้จากแร่ยิปซัม และจากผลการทดลองครั้งนี้ลาวัวซิเยร์ได้ทำ
รายงานเสนอต่อราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศส (France Academy Royal of Science) ให้กำหนด
มาตราในการใช้เครื่องชั่ง ตวง วัด ในการทดลองวิทยาศาสตร์ ซึ่งราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์เห็นด้วย และแต่งตั้งให้
ลาวัวซิเยร์ เป็นกรรมการศึกษาเรื่องนี้ในที่สุดลาวัวซิเยร์ก็ตกลงในระบบเมตริก (Metric system) ในการชั่ง ตวง วัด ซึ่ง
ราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์ก็ตกลงเห็นชอบ และกำหนดให้ใช้ระบบเมตริกเป็นมาตราในการทดลองวิทยาศาสตร์ และยังคง
ใช้ระบบนี้มาจนถึงปัจจุบัน

         ในปี ค.ศ. 1767 ลาวัวซิเยร์ได้รับเชิญจากศาสตราจารย์กูเอท์ตาด (J.E.Guettard) ผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับแร่ธาตุและธรณีวิทยา
ชาวฝรั่งเศส ให้ร่วมเดินทางไปกับคณะสำรวจทางธรณีวิทยา ที่จะทำการสำรวจหาแร่ธาตุ และลักษณะทางธรณีทั่วประเทศฝรั่งเศส
จากการสำรวจครั้งนี้ ลาวัวซิเยร์ได้เขียนแผนที่แสดงทรัพยากรทางธรรมชาติภายในประเทศฝรั่งเศส แผนที่ฉบับนี้ถือว่าเป็นแผนที่
แสดงทรัพยากรธรณีฉบับแรกของฝรั่งเศส

         ในปี ค.ศ. 1768 ขณะที่เขามีอายุเพียง 25 ปี ลาวัวซิเยร์ได้รับเชิญให้เข้าเป็นสมาชิกราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์แห่ง
ฝรั่งเศส ซึ่งถือเป็นเกียรติอย่างมาก เพราะสมาคมแห่งนี้เป็นที่รวมของนักวิทยาศาสตร์ที่มีความรู้ ความสามารถ ทุกสาขาวิชา
อีกทั้งผู้ที่จะเข้าร่วมเป็นสมาชิกได้นั้นต้องมีอายุไม่ต่ำกว่า 50 ปี อีกทั้งสมาชิกในสมาคมนี้ยังมีหน้าที่ให้คำปรึกษาในเรื่องต่าง ๆ
ให้กับรัฐบาล นอกจากราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์ เขายังได้รับเชิญจากองค์การแฟร์มเจอเนรอล (Ferme Generale)
ซึ่งเป็นองค์การเกี่ยวกับการจัดเก็บภาษี ซึ่งทำให้เขามีโอกาสได้รู้จักและแต่งงานกับมารีแอน พอลซ์ (Marie Ann Paulze)
บุตรสาวของจาคส์ พอลซ์ (Jacques Paulze) ข้าราชการชั้นผู้ใหญ่ในองค์การแฟร์ม เจอเนรอล มารีแอนเป็นผู้ที่มีส่วนสำคัญ
ในการศึกษาวิทยาศาสตร์ของลาววัวซิเยร์ เพราะเธอมีความรู้หลายภาษา จึงแผลตำราวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ
หลายท่าน อีกทั้งยังเป็นผู้วาดภาพประกอบลงในรายงานทางวิทยาศาสตร์ของลาวัวซิเยร์อีกด้วย

        ต่อมาลาวัวซิาเยร์ได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งประธานคณะกรรมการโรงงานผลิตดินปืนของรัฐอีกตำแหน่งหนึ่งเพราะเขา
เป็นผู้เสนอต่อเทอร์โกต์ (Turgot) รัฐมนตรีกระทรวงการคลังให้รัฐควบคุมกิจการดินปืนไว้เอง ด้วยในขณะนั้นภายในกรุงปารีส
มีการผลิตดินปืนกันอย่างแพร่หลาย อาจทำให้เกิดอันตรายได้ เทอร์โกต์ก็เห็นด้วยกับลาวัวซิเยร์ จึงสั่งห้ามมิให้ประชาชนผลิตดินปืน
เอง โรงงานผลิตดินปืนของรัฐบาลฝรั่งเศสแห่งนี้สามารถทำรายได้ให้กับประเทศฝรั่งเศสอย่างมหาศาล ด้วยในขณะนั้นประเทศ
สหรัฐอเมริกาได้ทำสงครามกอบกู้เอกราชกับประเทศอังกฤษ จำเป็นต้องใช้ดินปืนจำนวนมากในสงคราม จึงเป็นหนทางที่ดีของ
ฝรั่งเศสที่จะจำหน่ายดินปืนให้กับสหรัฐอเมริกาในจำนวนมาก

         แม้ว่าลาวัวซิเยร์จะต้องทำหน้าที่ในหน่วยราชการหลายอย่าง เขาก็ยังมีเวลาส่วนหนึ่งสำหรับการทดลองวิทยาศาสตร์ โดยใน
ปี ค.ศ. 1772 ลาวัวซิเยร์ได้ทำการทดลองสมบัติของเพชรเขาทำการทดลองโดยการนำเพชรใส่ไว้ในภาชนะแก้วปิดสนิท และใช้
แว่นขยายรับแสงให้ถูกเพชรเพื่อให้เกิดไฟเผาเพชร ปรากฏว่าเพชรหายไป แต่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide)
เข้ามาอยู่ภายในภาชนะนั้นแทน แต่ถ้านำเพชรไปเผาในสูญญากาศ เพชรกลับไม่ไหม้ไฟ จากการทดลองพบว่าเพชรเป็นคาร์บอน
ชนิดหนึ่ง เพราะเมื่อนำไปเผาไฟเพชรจะกลายเป็นก๊าซ เพชรจึงไม่ใช่สิ่งวิเศษอย่างที่เคยเข้าใจกันมา ซึ่งการค้นพบนี้โจเซฟ แบลค
(Joseph Black) นักเคมีชาวสก๊อตได้เขียนไว้ในหนังสือของเขา ต่อจากนั้นลาวัวซิเยร์ได้ทำการทดลองต่อไป โดยนำโลหะมาเผา
ไฟในที่ที่จำกัดประมาณอากาศ เขาพบว่าไฟจะไหม้ไปจนกว่าอาการจะหมด เมื่ออากาศหมดไฟก็จะดับ ลาวัวซิเยร์ได้นำผลการ
ทดลองรายงานให้กับราชบัณฑิตยสภาทางวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศส โดยเขาสรุปผลการทดลองว่าสิ่งที่รวมกับโลหะ จนเกิดเป็นกาก
โลหะ หรือที่เรียกว่า Clax คือ อากาศที่บริสุทธิ์กว่าอากาศที่อยู่ในธรรมชาติเสียอีก และเมื่อนำ Clax เผารวมกันกับถ่านจะได้ก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide) ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของก๊าซ โลหะ และคาร์บอน

        ปี ค.ศ. 1783 ลาวัวซิเยร์ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการเผาไหม้ของสารเคมี ซึ่งเกิดจากการทอลองเผาสารเคมีชนิดต่าง ๆ
ของเขานั่นเอง ลาวัวซิเยร์สามารถค้นพบสมบัติของการเผาไหม้ของสารเคมีชนิดต่าง ๆ หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า "การสันดาป"
ว่าเกิดจากการรวมตัวกันอย่างรวดเร็วระหว่างสารที่ติดไฟได้ กับออกซิเจน ซึ่งเขาตั้งชื่อทฤษฎีนี้ว่า ทฤษฎีการเผาไหม้ (Theory
of Combustion) ผลงานการทดลองชิ้นนี้ทำให้ลาวัวซิเยร์มีชื่อเสียงเป็นที่รู้จักมากขึ้น ในฐานะของนักวิทยาศาสตร์ผู้คนพบ
สาเหตุที่สสารต่าง ๆ ไหม้ไฟได้

         ลาวัวซิเยร์สรุปทฤษฎีเกี่ยวกับการสันดาปออกเป็น 5 ข้อ ได้แก่
        1. วัตถุจะไหม้ไฟได้ในเฉพาะที่ทีมีอากาศเท่านั้น
        2. เมื่อนำอโลหะไปเผาไฟจะทำให้เกิดกรด (Acid) รวมถึงจะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นด้วย
        3. ในอากาศประกอบไปด้วยก๊าซ 2 ชนิด คือ ออกซิเจน ซึ่งเป็นก๊าซที่ช่วยในการเผาไหม้และอาโซต (Azote)
        4. ในการเผาไหม้จะไม่มีธาตุฟลยยิสตอน
        5. เถ้าที่เกิดจากการเผาไหม้ของโลหะ จะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเสมอไป

         การที่ลาวัวซิเยร์สามารถอธิบายถึงสาเหตุที่วัตถุไหม้ไฟได้ ทำให้สามารถลบล้างทฤษฎีฟลอยิสตอน (Phlogiston)
ของจอร์จ เออร์เนส สตาห์ล (George Ernest Stahl) นักเคมีและนายแพทย์ ชาวเยอร์มัน โดยทฤษฎีนี้อธิบายเกี่ยวกับการไหม้ ของวัตถุว่า เกิดจากธาตุชนิดนั้นมีฟลอยิสตอนผสมอยู่ เมื่อนำวัตถุมาเผาไหม้และมีขี้เถ้า ทำให้น้ำหนักวัตถุลดลง นอกจากนี้เขายัง
อธิบายถึงสาเหตุของวัตถุที่ไม่ติดไฟว่า เกิดจากไม่มีฟลอยิสตอนผสมอยู่ ทฤษฎีของสตาห์ลเป็นที่เชื่อถือในวงการวิทยาศาสตร์
นานกว่า 100 ปี แต่เมื่อลาวัวซิเยร์พบทฤษฎีเกี่ยวกับการสันดาปความเชื่นในทฤษฎีนี้ก็หมดไป

        หลังจากนั้นลาวัวซิเยร์ทำการทดลองเกี่ยวกับทฤษฎีการเผาไหม้เพิ่มเติมอีกจนสามารรถตั้งกฎทรงมวลของสสาร (Law of the
Conservation of Matter) อธิบายว่าสสารไม่สามารถสร้างขึ้นหรือทำให้หายไปได้ แต่สสารสามารถเปลี่ยนสถานะภาพได้ เช่น
น้ำระเหยกลายเป็นไอน้ำ จากทฤษฎีนี้เองได้นำลาวัวซิเยร์ไปสู่การทดลองเกี่ยวกับเผาไหม้ในร่างกายมนุษย์ลาวัวซิเยร์ได้อธิบายว่าใน
ร่างกายของมนุษย์ก็มีการเผาไหม้เช่นเดียวกัน คือ เมื่อเรารับประทานอาหารเข้าไป ก็จะถูกเปลี่ยนสภาพ หรือเผาผลาญ ให้เป็น
พลังงาน และสิ่งที่ไม่ต้องการหรือขี้เถ้าก็จะถูกขับออกมาจากร่างกายในวิธีการต่าง ๆ เช่น เหงื่อ ปัสสาวะ และอุจจาระ เป็นต้น และ
ไม่เพียงอาหารเท่านั้น อากาศที่เราหายใจก็ต้องผ่านการเผาไหม้ที่ปอดเช่นเดียวกัน คือ เมื่อมนุษย์หายใจก๊าซออกซิเจนเข้าสู่ปอดเพื่อ
เปลี่ยนเลือดดำให้เป็นเลือดแดง ออกซิเจนที่ผ่านการเผาไหม้ก็จะกลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

         ในปี ค.ศ. 1787 ลาวัวซิเยร์ได้เขียนหนังสือขึ้นเล่มหนึ่ง ชื่อว่า Method de Nomenclature Chimique เป็นเรื่อง
เกี่ยวกับวิชาเคมีเบื้องต้น ความรู้ใหม่ ๆ เกี่ยวกับวิชาเคมี และการเปลี่ยนชื่อสารเคมีบางชนิด ให้ถูกต้องตามสมบัติของสารชนิดนั้น
อย่างแท้จริง ซึ่งมีมากมายกว่า 55 ชื่อเป็นต้นว่า Dephlogisticated air มาเป็น Oxygen เปลี่ยน Inflammable air แปลว่า
สารติดไฟ มาเป็น Hydrogen หมายถึง ผู้ให้กำเนิดน้ำ ซึ่งชื่อสารเคมีที่ลาวัวซิเยร์เปลี่ยนยังเป็นชื่อที่ใช้กันมาจนถึงปัจจุบัน

         ในปี ค.ศ. 1789 ลาวัวซิเยร์ได้เขียนหนังสือขึ้นอีกเล่มหนึ่งว่า Traite Elementaire de Chimie ต่อมามีผู้แปลมาเป็น
ภาษาอังกฤษโดยใช้ชื่อหนังสือว่า Elementary Treatise of Chemistry เป็นเรื่องเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองทาง
วิทยาศาสตร์

         ในปี ค.ศ. 1790 ประเทศฝรั่งเศสต้องประสบภาวะที่ย่ำแย่ที่สุด ทั้งเศรษฐกิจ และการเมืองจนในที่สุดเกิดการปฏิวัติใหญ่ใน ฝรั่งเศส โดยสภาคณะปฏิวัติต้องการโค่นล้มสถาบันพระมหากษัตริย์ในฝรั่งเศส และกล่าวหาว่าพระมหากษัตริย์ พระบรม
วงศานุวงศ์ และขุนนางข้าราชการสำนักกอบโกยแสวงหาผลประโยชน์จากแผ่นดิน และประชาชน สภาคณะปฏิวัติได้ยกกำลัง
บุกเข้ายึดพระราชวังตูเลอรีส์ (Tuileries) และปลงพระชนม์พระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ด้วยวิธีกิโยตีน (Guillotine) เมื่องวันที่
22 มกราคม ค.ศ. 1793 ภายหลังจากพระเจ้าหลุยส์ถูกปลงพระชนม์ สภาคณะปฏิวัติได้สั่งยุบองค์แฟร์มเจอเนรัล พร้อมดับจับกุม
ข้าราชการภายในองค์กรทั้ง 27 คน รวมทั้งลาวัวซิเยร์โดยสภาคณะปฏิวัติได้ตั้งข้อกล่าวหาคณะกรรมการทั้งหมดว่า ฉ้อราษฏร์
บังหลวง และกดขี่ข่มเหงประชาชนอย่างโหดร้าน แม้ว่าลาวัวซิเยร์จะปฏิเสธทุกข้อกล่าวหา แต่ศาลของสภาคณะปฏิวัติก็พิจารณา
ว่าลาวัวซิเยร์ผิด และตัดสินประหารชีวิตเขาด้วยเครื่องกิโยตีน

        ลาวัวซิเยร์เสียชีวิตเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม ค.ศ. 1794 ซึ่งนับว่าเป็นการสูญเสียนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่คนหนึ่งของโลกเลย
ทีเดียว ผลงานชิ้นสุดท้ายของลาวัวซิเยร์ก่อนที่จะเสียชีวิต คือ การหาความหนาแน่นของน้ำ ลาวัวซิเยร์พบว่าที่อุณหภูมิ 4 องศา
เซลเซียส น้ำจะมีความหนาแน่นมากที่สุด นอกจากนี้แล้วเขายังได้อธิบายเกี่ยวกับการเกิดสนิมในโลหะการลุกไหม้ของไม้ และการ
ระเบิดของดินปืน ซึ่งล้วนแต่เกิดจากก๊าซออกซิเจนทั้งสิ้น


เครดิตhttp://siweb.dss.go.th/Scientist/Scientist/Anton%20Laurent%20Lavoisier.html