アンリ・ルイ・ル・シャトリエ

アンリ・ルイ・ル・シャトリエ
生まれる	( 1850-10-08 )1850年10月8日 パリ、フランス
死亡	1936年9月17日(1936-09-17)（85歳） ミリベル レ ゼシェル、イゼール
知られている	ルシャトリエの原理 熱炎理論 爆発
父親	ルイ・ル・シャトリエ
親族	アルフレッド・ル・シャトリエ、兄弟
受賞歴	ForMemRS (1913) デイビーメダル (1916)
科学者としてのキャリア
フィールド	化学
機関	エコール・ポリテクニーク ・ソルボンヌ

アンリ・ルイ・ルシャトリエ^[1]（フランス語発音： [ɑ̃ʁi lwi lə ʃɑtəlje]、1850年10月8日 - 1936年9月17日）は、19世紀後半から20世紀初頭にかけてのフランスの化学者。彼はルシャトリエの原理を考案した。これは化学者や化学技術者が、化学平衡にある系に変化する条件が及ぼす影響を予測するために用いた。

ルシャトリエは、1850年10月8日にパリで、フランスの材料技術者ルイ・ルシャトリエとルイーズ・デュランの息子として生まれました。彼の父親は、フランスのアルミニウム産業の誕生、鉄鋼産業へのマーティン・シーメンス法の導入、鉄道輸送の台頭に重要な役割を果たした影響力のある人物でした。ルシャトリエの父親は、息子の将来に多大な影響を与えました。ヘンリー・ルイには、マリーという姉が1人、ルイ (1853–1928)、アルフレッド (1855–1929)、ジョージ (1857–1935)、アンドレ (1861–1929) という4人の兄弟がいました。ヘンリー・ルイスは、母親が子供たちを規律正しく育てたことを次のように述べている。「私は非常に厳しい規律に慣れていました。時間通りに起き、義務や授業の準備をし、皿に盛ったものをすべて食べることなどが必要でした。私は生涯を通じて秩序と法を尊重し続けました。秩序は文明の最も完璧な形の一つです。」^[2]

ルシャトリエは子供の頃、パリのロラン校に通った。19歳で、専門工学の教育を1年間受けた後、1869年10月25日に父の跡を継いでエコール・ポリテクニークに入学した。ポリテクニークの他の生徒同様、1870年9月にルシャトリエは少尉に任命され、後にパリ包囲戦に参加した。技術学校で輝かしい成績を収めた後、1871年にパリのエコール・デ・マイネスに入学した。

ルシャトリエは、家族の友人であり、工科大学の同級生 4 人の姉妹であるジュヌヴィエーヴ・ニコラと結婚した。2 人には 7 人の子供がおり、4 人の女の子と 3 人の男の子がいて、そのうち 5 人が科学分野に進み、2 人はルシャトリエの死の前に亡くなった。

ルシャトリエは、エンジニアとしての訓練を受け、産業問題にも興味があったにもかかわらず、産業界でのキャリアを追求するよりも化学を教える道を選びました。1887 年、パリのエコール・デ・マイネス予備課程の一般化学の責任者に任命されました。1884 年と 1897 年にエコール・ポリテクニークで化学を教える職を得ようとしましたが、失敗しました。

コレージュ・ド・フランスでは、ル・シャトリエがシュッツェンベルガーの後任として無機化学の教授に就任した。その後、ソルボンヌ大学でアンリ・モアッサンの後任として教鞭を執った。

コレージュ・ド・フランスで、ル・シャトリエは次のように教えました。

• 燃焼現象（1898年）
• 化学平衡の理論、高温測定、解離現象（1898-1899）
• 金属合金の特性（1899–1900）
• 鉄合金（1900～1901年）
• 分析化学の一般方法（1901–1902）
• 分析化学の一般法則（1901–1902）
• 化学力学の一般法則（1903）
• シリカとその化合物（1905–1906）
• 化学の基本原理のいくつかの実際的な応用（1906-1907）
• 金属およびいくつかの合金の特性（1907）

4度の選挙活動（1884年、1897年、1898年、1900年）の失敗の後、ルシャトリエは1907年に科学アカデミーに選出された。また、 1907年にはスウェーデン王立科学アカデミーにも選出された。1924年にはポーランド化学会の名誉会員となった。^[3]

化学において、ルシャトリエは化学平衡の原理、ルシャトリエの原理、および理想溶液中の塩の溶解度の変化に関する研究で最もよく知られています。彼は 1884 年から 1914 年の間にこれらのテーマに関する 30 本以上の論文を発表しました。化学平衡に関する彼の研究結果は 1884 年にパリの科学アカデミーで発表されました。

ルシャトリエは冶金学についても広範な研究を行い、技術新聞『La revue de métallurgie (冶金学評論)』の創刊者の一人でもありました。

ル・シャトリエの仕事の一部は産業に捧げられていました。例えば、彼はセメント会社、Société des chaux et ciments Pavin de Lafarge (現在はラファルジュ・セメントとして知られています) のコンサルタント エンジニアでした。1887 年の博士論文は、モルタルをテーマにした「 Recherches expérimentales sur la constitution des mortiers hydrauliques (水硬性モルタルの組成に関する実験的研究) 」でした。

ルシャトリエの論文によると、酸素とアセチレンを等量混合して燃焼させると炎の温度が3000℃以上になるという。^[4] 1899年、シャルル・ピカール（1872-1957）はこの現象の調査を始めたが、煤の堆積で失敗した。1901年、ピカールはエドモン・フーシェに相談し、2人で完全に安定した炎を実現し、酸素アセチレン産業が誕生した。^[5] 1902年、フーシェはフランス特許番号325,403のガス溶接工具を発明し、1910年にピカールはニードルバルブを開発した。^[6]

1901年、ルシャトリエは、金属鉄の存在下で、窒素と水素という2つのガスを圧力200気圧、600℃で直接混合しようと試みた。空気圧縮機がガス混合物を鋼鉄のベルテロボンベに送り込み、そこで白金の螺旋がガスと還元鉄触媒を加熱した。^[7]恐ろしい爆発が起こり、助手が危うく死亡するところだった。ルシャトリエは、爆発の原因が装置内に空気が存在したことにあることを突き止めた。こうして、テナール、サント・クレール・ドヴィル、さらにはベルテロを含む著名なフランス人化学者たちが失敗したところで、フリッツ・ハーバーが成功することになった。それから5年も経たないうちに、ハーバーとカール・ボッシュは商業規模でアンモニアを生産することに成功した。ルシャトリエは、晩年に「私はアンモニア合成の発見を逃した。それは私の科学者としてのキャリアにおける最大の失策だった」と書いている。^[8]

元軍人だった兄のアルフレッド・ル・シャトリエは、 1897年にヴェルサイユ近郊のグラティニー（ル・シェネ）の田舎にグラティニーの工房を開いた。工房では砂岩 陶器、高品質の磁器、ガラス製品を製造していた。1901年、評論家のアンリ・カザリス（別名ジャン・ラオール）は、この工房をフランスで最も優れたアール・ヌーヴォー陶器の製作者の一つに挙げている。 ^{[9]アンリ・ルイはアルフレッドの工房を奨励し、磁器の組成や石英含有物の反応に関する実験を手伝い、}窯内の温度を測定する熱電式 高温計も設計したようである。^[10]

ルシャトリエの原理は、システムは常に化学平衡の変化に対抗するように作用し、平衡を回復するために、システムは熱力学的平衡で再び安定するように、撹乱を軽減または排除する化学経路を好むと述べています。言い換えると、

平衡状態にある化学系で濃度、温度、または全圧の変化が発生すると、その変化を最小限に抑えるために平衡状態が変化します。

この定性的な法則により、化学反応の平衡の変位を想像することができます。

たとえば、次の式の平衡状態における反応の濃度の変化:

N ₂ ( g ) + 3 H ₂ (g) ⇌ 2 NH ₃ (g)

反応物の圧力を上げると、反応は生成物に向かって進み、反応の圧力は低下する傾向があります。

しかし、別の例を考えてみましょう。硫酸を製造する接触プロセスでは、第 2 段階は可逆反応です。

2 SO ₂ (g) + O ₂ (g) ⇌ 2 SO ₃ (g)

正反応は発熱反応で、逆反応は吸熱反応です。ルシャトリエの原理から見ると、システム内の熱エネルギー量が多いほど、吸熱逆反応が有利になります。これは、逆反応が増加エネルギーを吸収するためです。言い換えると、平衡は反応物側に移行し、追加された熱のストレスが除去されます。同様の理由から、温度が低いほど発熱正反応が有利になり、より多くの生成物が生成されます。この場合、エントロピーの損失により、温度が上昇すると反応の発熱が少なくなるため、この原理は有効です。ただし、温度が上昇すると発熱が増す反応は、この原理に違反しているように見えます。

当時、科学者や技術者が産業に対して非常に科学的な見方をするのは一般的でした。金属評論誌の創刊号で、ルシャトリエはこの問題に関する自身の信念を述べた記事を掲載し、^[11]フレデリック・ウィンスロー・テイラーの科学的管理理論について論じました。1928年にはテイラー主義に関する本を出版しました。

ルシャトリエは政治的には保守的だった。1934年、彼はブリュッセルの出版物「国際経済評論」にフランスの週40時間労働法に関する意見を発表した。しかし、反議会主義的な信念があったにもかかわらず、彼は過激派や急進派の運動からは距離を置いていた。^[要出典]

• Cours de chimie industrielle (1896; 第 2 版、1902)
• 高温測定、 GKバージェス訳（1901年、第2版、1902年）
• Recherches expérimentales sur la construction des mortiers 油圧装置(1904 年; 英語翻訳、1905 年)
• 炭素に関する講義(1908)
• 金属技術入門(1912)
• ラ・シリスとケイ酸塩(1914)

ルシャトリエは1887年にレジオンドヌール勲章の「シュヴァリエ」（騎士）に叙せられ、1908年に「オフィシエ」（将校）に、1919年に「コマンドゥール」（騎士指揮官）となり、最終的に1927年5月に「グランオフィシエ」（騎士大将校）の称号を授与された。1907年に科学アカデミーに入会した。

彼は1911年に英国鉄鋼協会のベッセマー金メダルを受賞し、1913年に王立協会の外国人会員に選ばれ、1916年にデービーメダルを受賞した。 ^[12]

• 「アンリ・ル・シャトリエ (1850–1936) Sa vie、son œuvre」。Revue de Métallurgie、特別版、1937 年 1 月 [1] (フランス語)