เฮนรี หลุยส์ เลอ ชาเตลิเยร์
เฮนรี หลุยส์ เลอ ชาเตลิเยร์[ 1 ] ( การออกเสียงภาษาฝรั่งเศส: [ ɑ̃ʁi lwi lə ʃɑtəlje ] ; 8 ตุลาคม 1850 – 17 กันยายน 1936) เป็นนักเคมี ชาวฝรั่งเศส ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 เขาคิดค้นหลักการของเลอ ชาเตลิเยร์ซึ่งนักเคมีใช้ในการทำนายผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาวะที่มีต่อระบบที่อยู่ในสมดุลทางเคมี
ชีวิตช่วงต้น
เฮนรี หลุยส์ เลอ ชาเตลิเยร์ เกิดเมื่อวันที่ 8 ตุลาคม ค.ศ. 1850 ในปารีส เป็นบุตรชายของหลุยส์ เลอ ชาเตลิเย ร์ วิศวกรวัสดุชาวฝรั่งเศส และหลุยส์ ดูรันด์ บิดาของเขาเป็นบุคคลสำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการกำเนิด อุตสาหกรรม อะลูมิเนียม ของฝรั่งเศส การนำกระบวนการมาร์ติน-ซีเมนส์มาใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า และการเติบโตของการขนส่งทางรถไฟ บิดาของเลอ ชาเตลิเยร์ มีอิทธิพลอย่างมากต่ออนาคตของบุตรชาย เฮนรี หลุยส์ มีน้องสาวหนึ่งคนชื่อมารี และพี่น้องชายสี่คน ได้แก่ หลุยส์ (ค.ศ. 1853–1928) อัลเฟรด (ค.ศ. 1855–1929) จอร์จ (ค.ศ. 1857–1935) และอังเดร (ค.ศ. 1861–1929) มารดาของเขาเลี้ยงดูบุตรหลานด้วยระเบียบวินัย ซึ่งเฮนรี หลุยส์ บรรยายไว้ว่า “ผมเคยชินกับระเบียบวินัยที่เข้มงวดมาก จำเป็นต้องตื่นนอนตรงเวลา เตรียมตัวสำหรับหน้าที่และการเรียน กินอาหารทุกอย่างในจาน ฯลฯ ตลอดชีวิตผมเคารพในระเบียบและกฎหมาย ระเบียบเป็นหนึ่งในรูปแบบอารยธรรมที่สมบูรณ์แบบที่สุด” [ 2 ]
ในวัยเด็ก เลอ ชาเตลิเยร์ เข้าเรียนที่วิทยาลัยโรลลินในปารีส เมื่ออายุ 19 ปี หลังจากเรียนวิศวกรรมเฉพาะทางได้เพียงหนึ่งปี เขาก็เดินตามรอยบิดาโดยสมัครเข้าเรียนที่โรงเรียนโพลีเทคนิคเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 1869 เช่นเดียวกับนักเรียนคนอื่นๆ ของโรงเรียนโพลีเทคนิค ในเดือนกันยายน 1870 เลอ ชาเตลิเยร์ ได้รับแต่งตั้งเป็นร้อยโท และต่อมาได้เข้าร่วมในการล้อมกรุงปารีสหลังจากประสบความสำเร็จอย่างยอดเยี่ยมในการเรียนด้านเทคนิค เขาได้เข้าเรียนที่โรงเรียนเหมืองแร่ในปารีสในปี 1871
เลอ ชาเตลิเยร์ แต่งงานกับ เจเนวีฟ นิโคลัส เพื่อนของครอบครัวและน้องสาวของเพื่อนร่วมเรียนที่โพลีเทคนิคอีกสี่คน พวกเขามีลูกเจ็ดคน เป็นหญิงสี่คนและชายสามคน โดยห้าคนเข้าศึกษาในสาขาวิทยาศาสตร์ ส่วนอีกสองคนเสียชีวิตก่อนที่เลอ ชาเตลิเยร์จะเสียชีวิต
อาชีพ
แม้ว่าจะได้รับการฝึกฝนมาในฐานะวิศวกร และมีความสนใจในปัญหาทางอุตสาหกรรม แต่เลอ ชาเตลิเยร์เลือกที่จะสอนวิชาเคมีแทนที่จะประกอบอาชีพในภาคอุตสาหกรรม ในปี 1887 เขาได้รับการแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าวิชาเคมีทั่วไปในหลักสูตรเตรียมความพร้อมของโรงเรียนเหมืองแร่ในปารีส เขาพยายามที่จะได้รับตำแหน่งอาจารย์สอนวิชาเคมีที่โรงเรียนโพลีเทคนิคในปี 1884 และอีกครั้งในปี 1897 แต่ไม่ประสบความสำเร็จ

ที่วิทยาลัยแห่งฝรั่งเศส เลอ ชาเตลิเยร์ ได้รับตำแหน่งต่อจากชูทเซนเบอร์เกอร์ในฐานะประธานภาควิชาเคมีอนินทรีย์ ต่อมาเขาได้สอนที่ มหาวิทยาลัย ซอร์บอนน์โดยรับตำแหน่งต่อจากอองรี มัวส์ซอง
ที่วิทยาลัยเดอฟรองซ์ เลอ ชาเตอลิเยร์สอนว่า:
- ปรากฏการณ์การเผาไหม้ (1898)
- ทฤษฎีสมดุลทางเคมี การวัดอุณหภูมิสูง และปรากฏการณ์การแตกตัว (1898–1899)
- คุณสมบัติของโลหะผสม (ค.ศ. 1899–1900)
- โลหะผสมเหล็ก (ค.ศ. 1900–1901)
- วิธีการทั่วไปของเคมีวิเคราะห์ (1901–1902)
- กฎทั่วไปของเคมีวิเคราะห์ (ค.ศ. 1901–1902)
- กฎทั่วไปของกลศาสตร์เคมี (1903)
- ซิลิกาและสารประกอบของซิลิกา (พ.ศ. 2448–2449)
- ตัวอย่างการประยุกต์ใช้หลักการพื้นฐานทางเคมีในทางปฏิบัติ (ค.ศ. 1906–1907)
- คุณสมบัติของโลหะและโลหะผสมบางชนิด (1907)
หลังจากลงสมัครรับเลือกตั้งไม่สำเร็จ 4 ครั้ง (พ.ศ. 2427, พ.ศ. 2440, พ.ศ. 2441 และ พ.ศ. 2443) เลอ ชาเตลิเยร์ได้รับเลือกเป็นสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (Académie des sciences) ในปี พ.ศ. 2450 นอกจากนี้เขายังได้รับเลือกเป็น สมาชิก ราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน ในปี พ.ศ. 2450 อีกด้วย ในปี พ.ศ. 2467 เขาได้รับตำแหน่งสมาชิก กิตติมศักดิ์ของสมาคมเคมีแห่งโปแลนด์[ 3 ]
งานทางวิทยาศาสตร์
ในวิชาเคมี เลอ ชาเตลิเยร์เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดจากผลงานเกี่ยวกับหลักการสมดุลทางเคมี หรือหลักการของเลอ ชาเตลิเยร์และเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายของเกลือในสารละลายอุดมคติ เขาตีพิมพ์บทความไม่น้อยกว่าสามสิบฉบับในหัวข้อเหล่านี้ระหว่างปี 1884 ถึง 1914 ผลงานของเขาเกี่ยวกับสมดุลทางเคมีได้รับการนำเสนอในปี 1884 ที่สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งปารีส
นอกจากนี้ เลอ ชาเตลิเยร์ยังทำการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับโลหะวิทยา และเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งหนังสือพิมพ์ทางเทคนิคชื่อLa revue de métallurgie (วารสารโลหะวิทยา)
ส่วนหนึ่งของงานของเลอ ชาเตลิเยร์นั้นเกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น เขาเป็นวิศวกรที่ปรึกษาให้กับบริษัทปูนซีเมนต์Société des chaux et ciments Pavin de Lafargeซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อLafarge Cement วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขาในปี 1887 นั้นอุทิศให้กับเรื่องปูนก่อ: Recherches expérimentales sur la constitution des mortiers hydrauliques (การวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับองค์ประกอบของปูนก่อไฮดรอลิก)
จากคำแนะนำในเอกสารของเลอ ชาเตลิเยร์ที่ระบุว่าการเผาไหม้ของส่วนผสมของออกซิเจนและอะเซทิลีนในปริมาณเท่ากันทำให้เกิดเปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 3,000 องศาเซลเซียส[ 4 ]ในปี 1899 ชาร์ลส์ ปิการ์ด (1872-1957) เริ่มทำการวิจัยปรากฏการณ์นี้แต่ไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากมีเขม่าสะสม ในปี 1901 เขาได้ปรึกษากับเอ็ดมอนด์ ฟูเช่และร่วมกันสร้างเปลวไฟที่เสถียรอย่างสมบูรณ์ และ อุตสาหกรรมออก ซีอะเซทิลีนจึงถือกำเนิดขึ้น[ 5 ]ในปี 1902 ฟูเช่ได้ประดิษฐ์เครื่องเชื่อมแก๊สโดยได้รับสิทธิบัตรของฝรั่งเศสหมายเลข 325,403 และในปี 1910 ปิการ์ดได้พัฒนาวาล์วเข็ม[ 6 ]
ในปี ค.ศ. 1901 เลอ ชาเตลิเยร์ พยายามผสมก๊าซไนโตรเจนและไฮโดรเจนโดยตรงที่ความดัน 200 บรรยากาศและอุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส โดยมีเหล็กโลหะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา คอมเพรสเซอร์อากาศบังคับให้ส่วนผสมของก๊าซเข้าไปในระเบิดเบอร์เธล็อตที่ทำจากเหล็ก ซึ่งมีขดลวดแพลทินัมให้ความร้อนแก่ก๊าซและตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กที่ถูกรีดิวซ์[ 7 ]เกิดการระเบิดอย่างรุนแรงซึ่งเกือบทำให้ผู้ช่วยเสียชีวิต เลอ ชาเตลิเยร์ พบว่าการระเบิดเกิดจากการมีอากาศอยู่ในอุปกรณ์ที่ใช้ และด้วยเหตุนี้ฟริตซ์ ฮาเบอร์จึงประสบความสำเร็จในสิ่งที่นักเคมีชาวฝรั่งเศสที่มีชื่อเสียงหลายคน รวมถึงเธนาร์ด แซงต์แคลร์ เดอวิลล์ และแม้แต่เบอร์เธล็อต ล้มเหลว ไม่ถึงห้าปีต่อมา ฮาเบอร์และคาร์ล บอชก็ประสบความสำเร็จในการผลิตแอมโมเนียในเชิงพาณิชย์ ใกล้สิ้นชีวิต เลอ ชาเตลิเยร์ เขียนว่า "ผมปล่อยให้การค้นพบการสังเคราะห์แอมโมเนียหลุดมือไป มันเป็นความผิดพลาดครั้งใหญ่ที่สุดในอาชีพนักวิทยาศาสตร์ของผม" [ 8 ]
พี่ชายของเขาอัลเฟรด เลอ ชาเตลิเยร์อดีตทหาร ได้เปิดโรงงาน Atelier de Glatigny ในพื้นที่ชนบทของ Glatigny ( Le Chesnay ) ใกล้กับแวร์ซายส์ ในปี 1897 โรงงานแห่งนี้ผลิตเครื่องเซรามิ กจากหินทราย เครื่องลายครามคุณภาพสูงและเครื่องแก้ว ในปี 1901 นักวิจารณ์อองรี กาซาลิส (นามแฝง ฌอง ลาฮอร์) ได้จัดให้โรงงานแห่งนี้เป็นหนึ่งในผู้ผลิต เครื่องเซรามิกอาร์ตนูโวที่ดีที่สุดในฝรั่งเศส[ 9 ]ดูเหมือนว่าเฮนรี หลุยส์ จะสนับสนุนโรงงานของอัลเฟรดและช่วยเหลือในการทดลองเกี่ยวกับองค์ประกอบของเครื่องลายครามและปฏิกิริยาของสารเจือปนควอตซ์ และยังออกแบบเครื่องวัดอุณหภูมิแบบเทอร์ โมอิเล็กทริก เพื่อวัดอุณหภูมิในเตาเผาอีก ด้วย [ 10 ]
หลักการของเลอชาเตลิเยร์
หลักการของเลอชาเตลิเยร์กล่าวว่า ระบบจะพยายามต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในสมดุลทางเคมี เสมอ เพื่อให้สมดุลกลับคืนมา ระบบจะเลือกเส้นทางทางเคมีเพื่อลดหรือกำจัดสิ่งรบกวน เพื่อให้กลับสู่สมดุลทางอุณหพลศาสตร์อีกครั้ง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ
หากระบบเคมีที่อยู่ในสภาวะสมดุลประสบกับการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นอุณหภูมิหรือความดัน รวม สมดุลจะเปลี่ยนแปลงไปเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงนั้นให้น้อยที่สุด
กฎเชิงคุณภาพนี้ทำให้เราสามารถมองเห็นการเปลี่ยนแปลงสมดุลของปฏิกิริยาเคมีได้
ตัวอย่างเช่น: การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของปฏิกิริยาที่อยู่ในสภาวะสมดุลสำหรับสมการต่อไปนี้:
หากเพิ่มความดันของสารตั้งต้น ปฏิกิริยาจะ cenderung เคลื่อนไปทางด้านผลิตภัณฑ์เพื่อลดความดันของปฏิกิริยาลง
อย่างไรก็ตาม ลองพิจารณาตัวอย่างอื่น: ในกระบวนการสัมผัสเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริกขั้นตอนที่สองเป็นปฏิกิริยาผันกลับได้:
ปฏิกิริยาไปข้างหน้าเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน และปฏิกิริยาย้อนกลับเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน เมื่อพิจารณาตามหลักการของเลอชาเตลิเยร์ พลังงานความร้อนในระบบที่มากขึ้นจะเอื้อต่อปฏิกิริยาย้อนกลับที่เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน เนื่องจากปฏิกิริยาย้อนกลับจะดูดซับพลังงานที่เพิ่มขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ สมดุลจะเปลี่ยนไปทางสารตั้งต้นเพื่อลดความเครียดจากความร้อนที่เพิ่มเข้ามา ด้วยเหตุผลที่คล้ายกัน อุณหภูมิที่ต่ำกว่าจะเอื้อต่อปฏิกิริยาไปข้างหน้าที่เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน และทำให้เกิดผลิตภัณฑ์มากขึ้น หลักการนี้ใช้ได้ในกรณีนี้ เนื่องจากเอนโทรปีลดลง ทำให้ปฏิกิริยาคายความร้อนน้อยลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาที่คายความร้อนมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นดูเหมือนจะขัดแย้งกับหลักการนี้
การเมือง
เป็นเรื่องปกติที่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจะมีวิสัยทัศน์ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอุตสาหกรรม ในฉบับแรกของLa revue de métallurgieเลอ ชาเตลิเยร์ได้ตีพิมพ์บทความที่อธิบายถึงความเชื่อมั่นของเขาในเรื่องนี้[ 11 ]โดยกล่าวถึง ทฤษฎี การจัดการเชิงวิทยาศาสตร์ของเฟรเดอริก วินสโลว์ เทย์เลอร์ในปี พ.ศ. 2461 เขาได้ตีพิมพ์หนังสือเกี่ยวกับเทย์เลอร์ริซึม
เลอ ชาเตลิเยร์มีแนวคิดทางการเมืองแบบอนุรักษ์นิยม ในปี 1934 เขาได้ตีพิมพ์ความเห็นเกี่ยวกับกฎหมายกำหนดชั่วโมงทำงาน 40 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ของฝรั่งเศสในวารสารRevue économique internationale ที่ตีพิมพ์ในบรัสเซลส์ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีทัศนคติต่อต้านรัฐสภาอยู่บ้าง แต่เขาก็หลีกเลี่ยงการเคลื่อนไหวสุดโต่งหรือหัวรุนแรงใดๆ
ผลงาน
- Cours de chimie industrielle (1896; ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง, 1902)
- การวัดอุณหภูมิสูงแปลโดยจี.เค. เบอร์เจส (1901; ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง 1902)
- Recherches expérimentales sur la constitution des mortiers hydrauliques (1904; แปลภาษาอังกฤษ, 1905)
- Leçons sur le carbone (1908)
- บทนำ à l'étude de la métallurgie (1912)
- ลาซิลิซและเลสซิลิเกต (1914)
เกียรติยศและรางวัล
เลอ ชาเตลิเยร์ ได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์ "เชวาลิเยร์" (อัศวิน) แห่งเครื่องราชอิสริยาภรณ์เลฌียงดอเนอร์ในปี 1887 ต่อมาได้รับยศ "ออฟฟิซิเยร์" (นายทหาร) ในปี 1908 "คอมมานเดอร์" (อัศวินผู้บัญชาการ) ในปี 1919 และในที่สุดก็ได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์ "แกรนด์ออฟฟิซิเยร์" (อัศวินชั้นสูงสุด) ในเดือนพฤษภาคม ปี 1927 นอกจากนี้เขายังได้รับการแต่งตั้งเป็นสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสในปี 1907 อีกด้วย
เขาได้รับรางวัลเหรียญทองเบสเซเมอร์จากสถาบันเหล็กและเหล็กกล้า แห่งอังกฤษ ในปี พ.ศ. 2454 ได้รับการยอมรับเป็นสมาชิกต่างชาติของราชสมาคมในปี พ.ศ. 2456 และได้รับรางวัลเหรียญเดวีในปี พ.ศ. 2459 [ 12 ]เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของสมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกาในปี พ.ศ. 2460 [ 13 ]
แหล่งที่มา
- Arthur, Paul (2017), "Alfred Le Chatelier et l'Atelier de Glatigny" (PDF) , Sèvres (ในภาษาฝรั่งเศส) (26), เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2018-01-16 ดึงข้อมูลเมื่อ 25-02-2018
ลิงก์ภายนอก
- อองรี เลอ ชาเตลิเยร์ (1850–1936) ซาวี ลูกชาย OEuvre Révue de Métallurgieฉบับพิเศษ มกราคม พ.ศ. 2480(ในภาษาฝรั่งเศส)