約瑟夫·路易·蓋-呂薩克

約瑟夫·路易·蓋-呂薩克，法國化學家。1778年12月6日生於上維埃納省聖萊昂納德；1850年5月9日卒於巴黎。蓋呂薩克是一位法官的兒子。他年輕時在埃科爾工業大學在貝託萊、居頓·德莫沃和福爾克拉的指導下學習。蓋呂薩克在該校受到貝託來的特殊照顧和鼓勵，不久他就同貝託萊的兒子一道用氯漂白亞麻布製品的工廠工作。他的表現很快就證明他是完全無愧於貝託萊的友誼的。 1802年他證明，各種不同的氣體隨温度的升高都是以相同的數量膨脹的。查理比他早幾年也作出了同樣的發現，但他沒有公佈於眾，因此這一現象往往被稱做蓋呂薩克定律。這是一個極為重要的發現，阿伏伽德羅在10年後用它來表達他那個長期以來被人忽視的假説，這就是：在相同温度下各種不同氣體含有相同粒子數。 1804 年年輕的蓋呂薩克同比奧一起進行了一次氣球升空試驗，後來他自己又做了一次。這些試驗就是首批用於科學考察的氣球升空試驗。在一次這樣的飛行中，蓋呂薩克使氣球達到了4英里的高度，超過了阿爾卑斯山頂峯的高度。他發現在這樣的高度上無論是空氣的組成或地球的磁力都沒有變化。在當時英國是歐洲列強中繼續打算摧垮拿破崙的先鋒。英國也是在化學上取得驚人進展的中心， 這些進展是戴維*的功勞，他在1807年和1808年利用電的作用分離出許多新的元素。在法國革命的興起中，政府的民族主義變得相當強烈，他們有意識地打算利用科學來提高國家的威望。拿破崙為蓋-呂薩克和他的舊友、同事泰納漁產提供了資金，以建造一個大型電池，作為一巨大的電源，以便使法國可以填補上“元素空白點”。這個電池被證明是不必要的。蓋呂薩克和泰納洋利用戴維自己製出的一種元素鉀，在不用電的情況下從事填補元素空白的工作。他們用鉀來處理氧化硼時得到了硼，這是首次獲得的元素形態的硼。1808年6月21日他們宣佈了這項成果。戴維比他們晚九天，他是在6月30日宣稱他獨立地分離出硼。拿破崙取得了科學上的勝利，而蓋呂薩克被任命為索邦大學的物理教授，他任教授職一直到1832年。蓋呂薩克進一步又作出了許多更重要的發現。1809年他發現，幾種氣體形成化合物時，它們是按體積比化合的，而此體積比可以表示為很小的整數比。例如2份的氫同1份的氧化合成水；1份的氫同1份的氯化合氯化氫；3份的氫同1份的氮化合成氨。這個按體積比的化合（也是定經定律的一種形式---譯註）被研究出來，這項成果中包括有多才多藝的洪堡*的幫助。在化合物中的元素體積間的這種關係可以卓在成效地用來測定原子量，白則裏*就是這樣做的。然而，道爾頓*拒絕接受蓋呂薩克的成果，他堅持認為組成原理只能用於重，而且認為蓋呂薩克測出的原子量仍然是錯誤的。阿伏伽德羅假説被仍來解釋蓋呂薩克定律，但是這一定律仍然被忽視達半個世紀之久。以後蓋-呂薩克對各種氰化物進行了一列的研究，最後得出的結論證明氫氰酸或氰化氫不含有氧。這項研究終於證明酸是右以不含有氧的，而且至少證實了拉瓦錫*在這方面是錯誤的（據此，人們得出的結論是：氫是酸中的主要成分）。蓋呂薩克還進一步研究了庫圖瓦*所發現的碘，證明這是一種新元素。他為分析化學家的武器庫增加了一項新技術，這就是應用了鹼和滴定法（嚴格地按同泰納爾利用他們的分析技術首次測定了糖的元素組成。） 1831年蓋-呂薩克在路易·菲力普的機關報政權下被選為法國下院議員，1839年他又進入上院，作為一名立法委員度過了他的晚年。

蓋-呂薩克1805年研究空氣的成分。在一次實驗中他證實：水可以用氧氣和氫氣按體積1∶2的比例製取。1808年他證明，體積的一定比例關係不僅在參加反應的氣體中存在，而且在反應物與生成物之間也存在。1809年12月31日蓋-呂薩克發表了他發現的氣體化合體積定律（蓋-呂薩克定律），在化學原子分子學説的發展歷史上起了重要作用。他1802年發現了氣體熱膨脹定律。1813年為碘命名。1815年發現氰，並弄清它作為一個有機基團的性質。1827年提出建造硫酸廢氣吸收塔，直至1842年才被應用，稱為蓋-呂薩克塔。

在他生活的時代，鍊金術的教條還對化學起巨大影響，蓋-呂薩克以勇敢無畏的科學精神，奮力探索，使人們擺脱了許多錯誤看法，推動了化學的進一步發展。 蓋-呂薩克首先發現了氣體化合體積定律，又發明了鹼金屬鉀、鈉等的新制備方法，繼而發現了硼、碘等新元素，在化學上取得了巨大成就。由於蓋-呂薩克的傑出成就，法國成了當時最大的科學中心。

約瑟夫·路易·蓋-呂薩克（Joseph Louis Gay-Lussac，1778—1850年），法國物理學家、化學家。他1778年12月6日出生在法國利摩日地區的聖·雷奧納爾鎮。蓋-呂薩克的父親是當地的一名檢察官，他們的家境在當地是比較富裕的。但是，在蓋-呂薩克11歲那年，法國爆發了1739年資產階級大革命。不久，革命的浪潮衝擊了這個家庭。1793年，其父困涉嫌而被捕。家庭的社會地位和經濟生活發生了重大變化。蓋-呂薩克在本地只受過初等教育，以後就到了巴黎。1797年，他進入巴黎工業學校學習。他之所以選擇這所學校，一是因為該校學生一律享受助學金，可以減輕家庭的負擔，二是該校學術水平較高，有不少著名的專家學者都在這裏任教。像貝託雷這樣的著名化學家，就在這裏講授有機化學課程。蓋-呂薩克由於勤奮好學，熱愛化學專業和實驗技術，深得貝託雷等一些教授的賞識。

1800年畢業於巴黎工藝學院，貝託雷留他給自己作助手。通過日常工作的接觸，老教授發現這個學生思維敏捷，實驗技巧很高，他深信自己發現了一個有培養前途的好苗子。於是，他放心地把自己的實驗室交給了年輕的蓋-呂薩克，讓這個青年協助自己進行科學研究工作。蓋-呂薩克非常重視科學觀察和實驗。他總是認真地把實驗數據及時地一一記錄下來，每當坐下來的時候，他就全神貫注地研究起那些實驗現象，分析實驗數據。經過認真的反覆思考，謹慎地得出自己的給論。他尊重事實而不迷信權威。因此，他能夠洞察人們所不知的奧秘。發現科學真理。當時，貝託雷正在同化學家普魯斯特圍繞着定比定律進行一場激烈的學術爭論。貝託雷讓蓋-呂薩克以實驗事實來證明自己的觀點，給對方以駁斥。然而，蓋-呂薩克經過反覆的實驗，所記錄到的事實都證明其導師的觀點是錯誤的。他毫不猶豫地將這個結果如實地彙報給老師。貝託雷看完他的實驗記錄之後，不禁露出了微笑。他對蓋-呂薩克説：“我為您而感到自豪。像您這樣有才能的人，沒有理由讓您當助手，哪怕是給最偉大的科學家當助手。您的眼睛能發現真理，能洞察人們所不知的奧秘，而這一點卻不是每一個人都能作到的。您應該獨立地進行工作。從今天起，您可以進行您認為必要的任何實階……”

他的老師高度讚賞他的敏捷思維、高超的實驗技巧和強烈的事業心，特將自己的實驗室讓給他進行工作，這對蓋-呂薩克的早期研究工作起了很大作用。1809年升任該校化學教授。1808～1832年兼任巴黎大學物理學教授，1832～1850年任巴黎國立自然史博物館化學講座教授。蓋-呂薩克在物理學、化學方面都做出了卓越的貢獻。

蓋－呂薩克在物理學方面主要從事分子物理和熱學研究，在氣體性質、蒸汽壓、温度和毛細現象等問題的研究中都作出了出色的貢獻，對於氣體熱膨脹性質的研究成果尤為突出。1801年他與J.道爾頓各自獨立地發現了氣體體積隨温度改變的規律，發現了一切氣體在壓強不變時的熱膨脹係數都相同。這個熱膨脹係數經歷半世紀後由英國物理學家開爾文確定了它的熱力學意義，建立了熱力學温標。蓋－呂薩克研究了前人測定不同氣體熱膨脹係數很不一致的原因後指出：必須使實驗氣體充分乾燥。他通過多種不同氣體的反覆實驗，精確地計算後得出氣體膨脹係數的數值是0.00375或1/266.6，現代理想值為1/273.15。

蓋－呂薩克於1802年發表了有關的論文《氣體熱膨脹》文中記敍道：“我的實驗都是以極大的細心進行的。它們無可爭辯地證明，空氣、氧氣、氫氣、氮氣、一氧化氮、蒸汽、氨氣，粗鹽酸、亞硫酸、碳酸的氣體，都在相同的温度升高下有着同樣的膨脹……我能夠得出這個結論：一切普通氣體，只要置於同樣條件下，就可以在同樣温度下進行同樣的膨脹……各氣體在冰點與沸點之間所增加的體積，根據一百分度的温度計，是等於原體積的100/26666。”後來把氣體質量和壓強不變時體積隨温度作線性變化的定律叫蓋-呂薩克定律。1807年蓋-呂薩克還率先測出氣體的比定壓熱容cp和比定容熱容cv的比值y=cp/cv=1.372。同年他發現了空氣膨脹時温度降低，壓縮時（無熱交換）温度升高。

而蓋-呂薩克在化學上的貢獻，首先在氣體化學方面，他發現了氣體化合體積定律。他的工作始於對空氣組成的研究。他為了考察不同高度的空氣組成是否一樣，冒險乘坐氣球升入高空進行觀察與實驗。1804年8月2日，天氣晴朗，萬里無雲，炎熱的天氣，不見一絲微風。他和自己的好友、法國化學家比奧用浸有樹脂的密織綢布做成一個巨大的氣球，裏面充進氫氣。膨脹的氣球在陽光下閃閃發光，蓋-呂薩克與比奧坐進了氣球下面懸掛的圓形吊籃裏。氣球徐徐上升，他們揮手同歡呼的送行者們告別。貝託雷教授親臨現場，隨着大家呼喊着：“一路平安”。他們在緩慢上升的氣球吊籃裏，忙着進行空氣樣品的採集，不斷測量着地磁強度。緊張的工作使他們顧不上由於高空反應帶來的頭昏、耳痛等身體的 不適。凍得渾身發抖，仍頑強地堅持這次考察活動，終於取得了大量第一手資料。但是，蓋-呂薩克對首次探險的收穫並不滿足。一個半月以後，他單身進行了第二次升空探索。為了減輕負荷，提高升空高度，他儘量輕裝。當氣球升至7016米時，他毅然把椅子等隨身物件扔了下來，使氣球繼續上升。正在田間勞作的人們看到天上紛紛落下許多東西，都不清楚究竟發生了什麼事。而蓋-呂薩克卻創造了當時世界上乘氣球升空的最高記錄。兩次探測的結果表明，在所到的高空領域，地磁強度是恆定不變的；所採集的空氣樣品，經分析證明，空氣的成分基本上相同，但在不同高度的空氣中，含氧的比例是不一樣的。

1808年發表了今天以他名字命名的蓋-呂薩克氣體反應體積比定律，這對以後化學發展影響很大。此時他被選入法國研究院。他還發現了硼，還有其他多種貢獻。特別值得一提的是他的愛國主義精神。他總是把自己的研究工作和祖國榮譽聯繫在一起。1813年法國兩位化學家在海草灰裏發現了一種新元素，但在尚未分離出來時無意地把原料都給了戴維，蓋-呂薩克知道後十分激動地説：“不可原諒的錯誤！空前嚴重的錯誤！居然傾其所有，拱手送給了外國人。戴維會發現這種元素，並把研究成果公之於世。這樣，發現新元素的光榮就會屬於英國，而不屬於法國了。”於是他和兩位化學家一起立即動手，從頭做起，晝夜不停，終於與戴維同時確證了新元素──碘，為祖國爭得了榮譽。

蓋－呂薩克還為探明高空與地面的空氣成分及磁現象的差別做出了開拓性貢獻。1804年8月23日他和好友畢奧攜帶實驗器具乘氣球上升，在6500英尺（約2000米）的高度開始實驗，並繼續實驗直到13000英尺（約4000米）的高度。同年他又單獨乘氣球上升到7016米高空進行實驗。實驗結果表明，6300米高處的空氣和地球表面附近的空氣組成成份相同，地磁強度幾乎也沒有變化。1805年3月他與亞歷山大·馮·洪堡一起為準確地測定地球磁極位置進行了歷時一年的考察工作。兩人在一起還利用各種方法計算了空氣中氧的比例。蓋－呂薩克對原子論的發展也作出了貢獻。1808年他總結提出在相同温度和相同壓強下相同體積的不同氣體的原子數目相同的假説，後來經過阿伏加德羅的修正，這個假説更為完善，成為阿伏加德羅定律。

在氣體的實驗中，蓋-呂薩克發現，氧與氫化合時，氧氣的體積差不多，總是氫氣體積的一半。於是，他想到這簡單的體積關係，可能同物質的原子結構有關。據此，他進而想到，其它氣體在化合反應中可能都具有類似情況。但當時由於他的導師布里松教授的逝世，他不得不暫時中斷了實驗工作，返回巴黎。1806年，在法國科學院的慶祝大會上，蓋-呂薩克當選為該院正式院士。其後，他繼續自己對氣體化學反應的研究。他往容器裏充滿等體積的氮和氧，然後讓混和物通過電火花。於是就產生了新的氣體一氧化氮。

他發現： 一體積的氧和一體積的氮，經化合得到了兩體積的一氧化氮。 進一步研究許多不同氣體間的化學反應，使他注意到，在所有參加反應的氣體體積和反應後生成的氣體體積之間，總是存在着簡單的比例關係。由此發現了一個重要的基本化學定律——氣體化合體積定律，這個定律的發現，本來是從氣體化學反應的角度，對道爾頓的原子論做了有力的證明，受到了化學界不少專家的重視。但唯獨道爾頓本人難以理解和接受這一成果。他認為這會導致原子的破裂，從而違揹他關於原子不可分割的基本思想。於是一場曠日持久的學術爭論開始了。雖然，1811年意大利化學家阿佛加德羅提出的分子概念，有助於統一這一矛盾，然而化學家們普遍受着形而上學思維方式的支配， 致使分子論的觀點被冷落了近半個世紀。直到1860年分子論被普遍接受後，隨着這場爭論的平息，蓋-呂薩克的氣體化合體積定律，才得到了理論上的正確解釋。

發明製備鹼金屬的新方法，是蓋-呂薩克在無機化學中的又一貢獻。當蓋-呂薩克埋頭於氣體化學研究之際，英國化學家戴維以電解法製得了金屬鉀和鈉，而震動了整個科學界。鹼金屬鉀和鈉像石蠟一樣柔軟，輕得能漂浮於水面之上，在常温下能與水發生激烈反應，產生火焰。消息傳到巴黎，拿破崙就命令蓋-呂薩克及其密友泰納，用電解法制取金屬鉀和鈉，提供給他們電力很強的電池。

工作開始後，他倆發現，以電解法制得的新金屬量很少。有沒有別的簡便方法呢？他們就此轉入了新制備方法的摸索工作。他們拋開了電池，而把鐵屑分別同苛性鉀（KOH）和苛性鈉（NaOH）混合起來，放在一個密封的彎曲玻璃管內加熱。結果，在高温下熔化的苛性鹼與紅熱的鐵屑起化學反應，生成了金屬鉀和鈉。這種方法既簡單又經濟，而且可以製出大量的鉀和鈉。然而，這種方法卻有較大的危險性。在實驗中曾幾次發生爆炸事故，差點奪去了這兩位科學家的生命，蓋·呂薩克曾被炸傷，卧牀40多天。但他們還是堅持用新方法制得的鉀和鈉進行實驗，研究它們的各種性質與實際用途。他們測得鉀的比重為0．874 （現代值：0℃時為0．859），比戴維測的（0，6左右）更精確。他們的工作立即受到戴維本人的讚賞，新方法也很快被推廣。

硼元素的發現，是蓋·呂薩克研究金屬鉀的用途時派生出來的另一成果。19世紀初，硼酸的化學成分還是一個謎。1808年6月，蓋-呂薩克和泰納宣佈，他們曾把鉀作為試劑去分解硼酸，實驗中，當把鉀作用於熔化的硼酸時，得到了一種橄欖灰色的新物質。經過了5個月的深入研究後，他們肯定了這是一種新的單質，取名為硼（bore）。還提出了發現新元素的專利申請。同年11月30日，他們在《理化年報》上撰文，豪邁地宣稱：“硼酸的組成如何，現在已不成問題了。實際上，我們已經能夠把硼酸隨意地進行分解或 重新合成了。”

1809年，蓋-呂薩克與泰納開始研究鹵族元素。氯是1774年由瑞典化學家舍勒最早發現的。但當時誤認為這種黃綠色的氣體是化合物，1785年貝託雷則把它視為鹽酸與氧的化合物，稱之為“氧化鹽酸”。1809年2月，蓋·呂薩克根據他們反覆實驗的結果，在阿爾庫伊學會的會議上，大膽地提出，‘氧化鹽酸”是單質，不是化合物。這一見解引起了戴維的高度重視。1810年11月，他在英國皇家學會宣讀論文時，正式提出“氧化鹽酸”是一種元素，命名為氯。

碘是1811年由法國人庫特瓦首先發現的。他曾從海草灰中提取鉀鹽，但在製取過程中發現了一種未知的新物質，這種物質能腐蝕銅鍋和實驗器皿，給鉀鹽生產帶來很大困難。庫特瓦成功地分離出這種物質，把它交給化學家克萊曼和德索爾姆進行研究。但這兩位化學家沒有發表任何研究成果，就把這種新物質交給了英國化學家戴維去研究。得知此事後，蓋·呂薩克非常着急，為了給自己的祖國爭得榮譽，他日以繼夜地工作着，要爭取時間先於戴維宣佈這一新的科學成果。他成功了，幾天後他終於製得了這一新元素，並將它命名為碘，他還研究了碘的一些住質，並證明在氫碘酸中無氧。不久，戴維關於碘的研究報告也發表了，但蓋-呂薩克為國爭光的宏願已經實現。

氟化物的研究，也曾是蓋·呂薩克同泰納合作的題目之一。吸入氟化氫蒸氣曾給他們的身體帶來過巨大痛苦，但這並沒有動搖蓋·呂薩克獻身化學的決心。1809年，他們把氟化鈣與硼酸混和加熱；企圖製備純“氟酸”，以研究其性質。實驗的結果卻意外地製成了一種所謂的氟酸氣”。後來證明，這種氣體是硼的氟化物，即氟化硼（BF3）。同年，他製成了無水氫氟酸（HF）。

除了上述研究，蓋-呂薩克還探討了氰化物並首次製得了氰。1811年，他將氰化汞與濃鹽酸一起蒸餾，製成無水氫氰酸，開創了氫氰酸的組成、性質的系統研究。同年，他加熱分解氰化汞，發現生成一種可燃氣體，經研究確定其組分為碳、氮二元素，他命名該氣體為“氰”。

在從事科研和教學的同時，蓋-呂薩克還積極參加由貝託雷等化學家舉辦的學術會議，由此結識了很多著名的專家學者，拉普拉斯、洪堡德、泰納等人都是他的摯友與合作者。在學術交流中，他虛心求教於人，又不迷信古今的權威，善於獨立思考。1809年，蓋-呂薩克被任命為工業學校的化學教授和索爾蓬納的物理學教授。他與泰納合作，以充分的實驗事實證明鉀和鈉都是元素，糾正了認為這兩種金屬都是氫的化合物的傳統觀念。又如，自拉瓦錫之後，形成一個傳統的錯誤觀點，認為一切酸中都必含有氧。硫化氫具有酸性，因此硫磺也含有氧。蓋-呂薩克通過實驗證明，硫、磷等物質中都不含氧，它們是元素，不是化合物。同樣，氯化氫的水溶液是酸但不含氧。所以酸類可分為含氧酸和無氧酸兩類，並非所有的酸都含氧。

蓋-呂薩克是近代的一位偉大化學家，同時還是一位多才多藝的人。他的科學生涯始於物理學。1805年與洪堡德合作，曾周遊歐洲各地，詳細地考察過地磁的分佈及其規律。1322年，他研究氣體的熱膨脹問題，發現了一條重要的定律：一定質量的氣體，在壓強不變的條件下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或減少）的體積，等於它在0℃時體積的100/26666（現今為1/273）。這就是著名的蓋-呂薩克定律。1826年，他被選為彼得堡科學院的名譽院士。

他特別重視把科學理論成果轉化為生產力。他對硫酸製造工藝的改進，就是他對硫化物研究成果的重要應用。19世紀初流行鉛室法制硫酸工藝，但氧化氮不能回收，造成嚴重污染。1827年，他建議在鉛室後面，安裝一個淋灑冷硫酸的“吸硝塔”，解決了工藝吸收氧化氮消除污染、降低硫酸成本的難題。為此，人們稱吸收塔為“蓋-呂薩克塔”。

蓋-呂薩克不僅是傑出的科學家，也是一位社會活動家。1830年，他被任命為巴黎植物園的化學教授，同時當選為國民議會的議員。長期的繁忙和危險的工作，潮濕的實驗室，使他身患嚴重的關節炎，健康狀況日益惡化，但他頑強地同病魔博鬥，堅持研究工作。1850年5月9日，這位著名化學家在巴黎逝世。這對當時世界科學中心的法國，無疑是個巨大的損失。

兩位化學家正在進行一場激烈的學術爭論。

“既然我們誰也説服不了誰，那就讓實驗事實説話吧。”貝託雷對普魯斯特説。

“應該如此”。普魯斯特回答。

貝託雷回到他的實驗室，看見他的助手蓋·呂薩克正疲倦地坐在椅子上。

“怎麼樣，我讓你實驗的結果出來了嗎?”貝託雷親切地問。

“出來了。”蓋-呂薩克抖擻精神站了起來。

“拿給我看!”

“但是，老師，”蓋-呂薩克猶豫了一下，還是説道，“是您錯了”。

“哦?”貝託雷皺起了眉頭，接過實驗報告，看了起來，臉上顯出深深地失望。

但是，對於大科學家來説，真理比自尊心更可貴，貝託雷看完蓋-呂薩克反覆實驗做出的報告後，臉上露出了微笑，他站起來，用手拍拍這位助手的肩膀，説道：“我為您感到自豪，像您這樣有才能的人，沒有理由讓您當助手，哪怕是給最偉大的科學家當助手，您的眼睛能發現真理，能洞察人們所不知的奧秘，而這一點卻不是每一個人都能作到的。您應該獨立地進行工作，從今天起，您可以進行您認為必要的任何實驗。如果您願意的話，請留在我的實驗室裏工作吧，如果有一天，我能自稱是像您這樣的研究家的導師的話，將十分高興。祝您幸福，蓋-呂薩克。”

貝託雷走了，他連自己的失敗也忘了，因為他非常高興地看到：世界上又出現了一位偉大的化學家!法國將為有這樣一位驕子而自豪!

1804年8月2日，天氣晴朗而炎熱，萬里無雲，沒有一絲微風。人們往巨大的氣球裏填充着氫氣，用樹脂浸過的密織綢布在陽光下閃閃發光。

為了研究大氣現象和地磁現象的有關問題，蓋-呂薩克和他的好友，另一位科學家比奧決定要升到高空去採集樣品了。

氣球逐漸膨脹起來，幾個小時後，氣球離開了地面，平穩地上升。

蓋-呂薩克和比奧坐在圓形吊籃裏。“一路平安!”貝託雷教授高聲地為他們送行。

“祝你們成功!”另一位教授布里松也跟着大聲祝賀。但很快，他的聲音被聚集在一起的教授、科學工作者和大學生們的歡呼聲淹沒了。

這真是罕見的場面，氣球越升越高，孩子們高聲歡叫着。

送行的人羣逐漸消失在他們下面無邊無際的深淵中。“咱們開始工作吧，”比奧説道。

“我正在觀察磁針的偏差。”

“我們升起多高了?”

“距海平面5800米。”

“我覺得耳朵很疼，頭暈。”

高空反應使比奧的狀況越來越不好，最後，他們勉強採集了一些空氣樣品，不得不着陸了。

這兩位勇敢的研究家忘我升空的消息引起了極強烈的反應，到處都在談論着這兩位航行家，當人們第一次飛行的談論還沒有平息時，蓋-呂薩克就已決定再次進行升空試驗了。

一個半月以後，他單身進行了第二次升空探索。為了減輕負荷，提高升空高度，他儘量輕裝。當氣球升至7016米時，他毅然把坐着的椅子等隨身物件仍了下來，使氣球繼續上升。 正在田間勞作的人們看到天上紛紛落下許多東西，還以為是出現了妖怪呢。

蓋-呂薩克創造了當時世界上乘氣球升空的最高記錄。兩次探測的空氣樣品證明，在高空領域，地磁強度是恆定不變的，空氣的成分也基本相同，只有氧氣的含量隨着高度而減少。

英國人漢弗裏·戴維用電流成功地分解了氫氧化鉀和氫氧化鈉，製得了兩種新的金屬。它們像蠟一樣柔軟，並能漂浮在水面，與水發生激烈反應，冒出火焰。

法國科學院為此授予戴維一枚勳章。同時也給本國的科學家提出任務：提煉出這兩種金屬，任務最終交給了蓋-呂薩克和另一位年輕科學家泰納。在工業學校下面騰出兩大間房，製作了大功率的電池組，一切就緒，蓋-呂薩克和泰納開始工作了。

泰納從爐子上拿下坩堝，熔化的苛性鉀在坩堝裏閃閃發光，泰納小心地把溶液倒入安有電極的容器裏，蓋-呂薩克點着燈，然後接上電源，電極周圍立刻出現很多小的氣泡。這表明反應開始了。

“我覺得，分離鉀進行得很慢。”泰納一面觀察着反應過程，一面説道。

“需要算出來一個小時能析出多少鉀，然後算出生產率是多少。”蓋-呂薩克答道。

“數量不會大的。”

“這種方法看來不行。這樣製得鉀會比金子還要貴一倍!”

“應該探索出一個花費較少的方法。”

“是不是改用化學上常用的鹽類?”蓋-呂薩克若有所思。

他們改用了另一種方法，把帶鐵屑的苛性鉀和苛性鈉放進封閉容器里加熱，這種方法比以前好多了，可以製備出大量的金屬鉀和金屬鈉。但是，這個方法很危險，有幾次發生了猛烈爆炸，這兩位科學家差點因此喪命。

雖然如此，這兩位年輕的科學家並未停止工作，他們陸續製備了大量的鉀和鈉，可以隨便用來進行各項實驗了。

“鉀是化學反應能力特別強的元素，它能從化合物中置換出許多元素，能不能利用鉀提取硼酸中所含有的元素呢?”蓋-呂薩克對泰納説。

“這個建議很高明。”泰納高興地説道，“如果把硼酸加熱必定得到氧化物，但是，目前誰也不能把含在氧化物裏的那個元素提取出來。”

他們決定試一試。

他們把硼酸加熱，得到了硼酸的晶體，把晶體研碎之後，放入瓷坩堝中。再從礦物油(鉀必須貯存在礦物油中)中取出一塊鉀，仔細撩淨，然後用刀子切成極小的塊，也放入瓷坩堝中。把蓋子蓋緊，就開始加熱。激烈的反應開始了，淡黃綠色的火苗呼呼地從坩堝和坩堝蓋之間的縫隙中冒出來，幾分鐘後，坩堝和坩堝蓋被燒得通紅。

反應結束後，蓋·呂薩克小心地揭下坩堝蓋，坩堝裏滿是深褐色的粉末。他們開始對這種粉末進行分析，幾個星期後，他們確定它是一種新的物質——一種新元素。他們把它叫做硼。

1809年，蓋-呂薩克同時被任命為工業學校化學教授和索爾蓬納的物理學教授，但是，他仍然和泰納一起搞實驗工作，他們決定測定金屬鉀中氫和鉀的數量比，以及金屬鈉中氫和鈉的數量比。

因為，在當時，這兩種金屬都被認為是氫的化合物，原因是這兩個金屬在酸中溶解時均能放出氫氣。

他們的實驗是這樣的，將純淨的氧氣充滿圓柱形的筒裏，然後拿一塊稱過重量的鉀或鈉放進去，再點燃氧氣。當氧氣燒完後，由於金屬中氫和氧的作用，將會生成水，把水乾燥以後，收集起來，就能測出水的數量，進而測出氫的含量。但是奇怪，實驗做完了。居然一滴水也沒有。

“真是不可思議，難道是我們錯了?”

他們又重複了一次實驗，結果依然沒有生成水。

“也許整套裝置沒很好地吹淨?”

又換了一套裝置，一次，兩次……十次實驗做完了，結果仍然一樣。

“那就只好看看生成的氧化物究竟發生了什麼變化吧。”

對氧化物的分析表明：其中也不含有一點水份。

這個觀察結果成為以後許多重大的新發現的起點，那種關於金屬的錯誤認識被拋棄了。鉀和鈉的原形被揭示出來了，新的認識也由此建立。

1811年，法國人庫特瓦在從海草灰中製取鉀鹽的過程中，發現了一種未知的新物質，庫特瓦成功地分離出這種物質，並把它交給化學家克萊曼和德索爾姆進行研究，但這位化學家沒有發表任何研究成果，就把這種新物質交給了英國化學家戴維。

蓋-呂薩克得知這個消息後，非常着急，他對克萊曼説：“你們太輕率了，法國人可以研究出這種新物質，可你們把它交給了一個英國人，這回戴維將會發現這個新元素，為他的祖國掙得榮譽。”

為了為自己的祖國爭光，蓋-呂薩克決心要和戴維比賽一下，他從庫特瓦那裏取回了偶爾留下的一點那種新物質，開始了夜以繼日的研究。

幾天以後，蓋-呂薩克成功地得到了這種純淨的元素。一些小小的鱗片般的東西，像金屬一樣閃閃發亮，加熱時它們很快便蒸發，沉甸甸的深紫色的蒸氣充滿了燒瓶。

“我們把這種元素叫做碘吧。”蓋-呂薩克自豪地看着這些紫色的精靈，碘(iode)的意思是紫羅蘭。

不久，戴維的研究報告也發表了，他們的競爭促進了科學的發展。蓋-呂薩克也實現了為國爭光的宏願。

蓋-呂薩克在化學和物理學各個領域裏富有成果的工作，受到歐洲科學的公認，1829年他當選為彼得堡科學院名譽院士。

就在這個時候，一些生產硫酸的工廠主向蓋-呂薩克提出了請求。為了把二氧化硫氧化為三氧化硫，在含有二氧化硫的空氣中加入二氧化氮，就會生成三氧化硫和一氧化氮。用水把三氧化硫吸收後，剩餘的氣體通過高大的煙囱排到大氣中去，但是，當這些氣體和空氣混合在一起時，其中的一氧化氮立即就轉變為二氧化氮。二氧化氮是有毒的棕褐色氣體，這種棕褐色煙霧從煙囱裏冒出，不僅毒害着周圍的生物，而且也毒害着工廠裏的工作人員，硫酸工廠附近的植物全部被毒死。這些硫酸廠就像在荒漠上的一座座兇險惡毒的火山，永不停息地升騰着毒性的煙團。必須採取緊急措施解決這個問題。

蓋-呂薩克投入了緊急的研究之中。他查明，氮的幾種氧化物能鎔解在硫酸裏，他將這種溶液叫做含硝硫酸，它是沒毒的。

“不要讓這種廢氣從煙囱中排出，”蓋-呂薩克對廠主解釋道：“應當設法化廢為利。為此，要建造一座吸收塔，塔高10—15米，塔內有耐酸的材料作襯裏，廢氣從塔的底部進入，將硫酸從塔的上部噴淋下來，當氮的氧化物遇到硫酸時便和它化合，成為含硝硫酸，含硝硫酸向下流去，可以收集起來重新利用，而排向大氣的就只有無毒的氣體。”

1840年，蓋-呂薩克的想法在實踐中被採用，在生產硫酸的工廠裏出現了吸收塔，這種塔至今仍然被稱作“蓋-呂薩克塔”。

長期的繁忙和危險的工作，潮濕的實驗室使他身患嚴重的關節炎，身體狀況日益惡化，但他頑強地同病魔鬥爭，堅持研究工作，1850年5月9日，這位著名的化學家在巴黎逝世。