Chimica pneumatica
La chimica studiata da Lavoisier non era una materia particolarmente nota per la chiarezza concettuale o il rigore teorico. Sebbene gli scritti chimici contenessero informazioni considerevoli sulle sostanze studiate dai chimici, esisteva poco accordo sulla composizione precisa degli elementi chimici o tra le spiegazioni dei cambiamenti nella composizione. Molti filosofi naturali consideravano ancora i quattro elementi della filosofia naturale greca – terra, aria, fuoco e acqua – come le sostanze primarie di tutta la materia. Chimici come Lavoisier focalizzarono la loro attenzione sullanalisi di “miscele” (cioè composti), come i sali che si formano quando gli acidi si combinano con gli alcali. Speravano che identificando prima le proprietà di sostanze semplici sarebbero stati in grado di costruire teorie per spiegare proprietà dei composti.
In precedenza era stato affermato che gli elementi erano distinguibili da determinate proprietà fisiche: lacqua e la terra erano incomprimibili, laria poteva essere sia espansa che compressa, mentre il fuoco non poteva essere né contenuto né misurato. Negli anni Venti del Settecento il religioso e filosofo naturale inglese Stephen Hales dimostrò che laria atmosferica perde la sua “molla” (cioè elasticità) una volta “fissata” nei solidi e nei liquidi. Forse, suggerì Hales, laria era in realtà solo un vapore come il vapore, e la sua sorgente, piuttosto che essere una proprietà essenziale dellelemento, fu creata dal calore. Gli esperimenti di Hales furono un primo passo importante nello studio sperimentale di arie o gas specifici, un argomento che venne chiamato chimica pneumatica.
Negli anni 50 del 1750 il chimico scozzese Joseph Black dimostrò sperimentalmente che laria fissata in certe reazioni è chimicamente diversa dallaria comune. Black voleva sapere perché la calce viva spenta (ossido di calcio idrato) veniva neutralizzata quando esposta allatmosfera. Ha scoperto che ha assorbito solo un componente dellatmosfera, lanidride carbonica, che ha chiamato “aria fissa”. Il lavoro di Black segnò linizio degli sforzi investigativi dedicati allidentificazione di arie chimicamente distinte, unarea di ricerca che crebbe rapidamente durante la seconda metà del secolo. Pertanto, la chimica pneumatica era un argomento vivace nel momento in cui Lavoisier si interessò a una particolare serie di problemi. che coinvolgeva laria: i fenomeni collegati di combustione, respirazione e ciò che i chimici del XVIII secolo chiamavano calcinazione (il cambiamento dei metalli in polvere, come quella ottenuta dalla ruggine del ferro).