Química neumática
La química que Lavoisier estudió como estudiante no fue un tema particularmente destacado por su claridad conceptual o rigor teórico. Aunque los escritos químicos contenían considerable información sobre las sustancias estudiadas por los químicos, existía poco acuerdo sobre la composición precisa de los elementos químicos o entre las explicaciones de los cambios en la composición. Muchos filósofos naturales todavía consideraban los cuatro elementos de la filosofía natural griega — tierra, aire, fuego y agua — como las sustancias primarias de toda la materia. Los químicos como Lavoisier centraron su atención en el análisis de «mezclas» (es decir, compuestos), como las sales formadas cuando los ácidos se combinan con los álcalis. Esperaban que al identificar primero las propiedades de las sustancias simples, pudieran luego construir teorías para explicar la propiedades de los compuestos.
Anteriormente se afirmó que los elementos se distinguían por ciertas propiedades físicas: el agua y la tierra eran incompresibles, el aire podía expandirse y comprimirse, mientras que el fuego no podía ser contenido ni medido. En la década de 1720, el clérigo y filósofo natural inglés Stephen Hales demostró que el aire atmosférico pierde su «resorte» (es decir, elasticidad) una vez que se «fija» en sólidos y líquidos. Quizás, sugirió Hales, el aire era en realidad un vapor como el vapor, y su resorte, en lugar de ser una propiedad esencial del elemento, fue creado por el calor. Los experimentos de Hales fueron un primer paso importante en el estudio experimental de aires o gases específicos, un tema que llegó a llamarse química neumática.
En la década de 1750, el químico escocés Joseph Black demostró experimentalmente que el aire fijado en ciertas reacciones es químicamente diferente del aire común. Black quería saber por qué la cal viva apagada (óxido de calcio hidratado) se neutraliza cuando se expone a la atmósfera. Descubrió que absorbía solo un componente de la atmósfera, el dióxido de carbono, al que llamó «aire fijo». El trabajo de Black marcó el comienzo de los esfuerzos de investigación dedicados a identificar aires químicamente distintos, un área de investigación que creció rápidamente durante la segunda mitad del siglo. Por lo tanto, la química neumática era un tema vivo en el momento en que Lavoisier se interesó en un conjunto particular de problemas. que involucraba el aire: los fenómenos vinculados de la combustión, la respiración y lo que los químicos del siglo XVIII llamaban calcinación (el cambio de metales a polvo, como el que se obtiene por la oxidación del hierro).