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Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), com a descoberta experimental de que os fenômenos de combustão, amplamente estudados até então, estavam ligados à presença de um componente do ar levou os químicos ao abandono da teoria do flogisto e total revisão de conceitos seculares arraigados. Lavoisier, era um aristocrata rico, que tinha vida pública muito intensa, de esmerada educação científica, e extremamente bem informado das descobertas e trabalhos europeus.
Utilizava em seus estudos um enfoque conceitual e experimental típico dos físicos, dando ênfase aos aspectos quantitativos das experiências. O uso da balança foi fundamental para o sucesso das suas descobertas e a eclosão das novas idéias químicas. Recomendava o uso da balança para determinar a massa dos reagentes e dos produtos obtidos, evitando-se perdas. No seu Traité Élémentaire de Chimie (1789) recomenda o uso de cinco tipos diferentes de balanças e dá uma descrição completa dos equipamentos de um laboratório químico e seu uso. Suas experiências eram planejadas para estudar os aspectos fundamentais dos fenômenos e fornecer respostas concretas às perguntas formuladas. Em 1772 começou seus estudos de combustão e calcinação utilizando uma lente grande para concentrar raios solares nos materiais de interêsse.
Do mesmo modo que outros químicos da época mostrou que o diamante podia ser fundido, desta forma, no ar. Passou a estudar os produtos de combustão do fósforo e do enxofre mostrando que ambos se combinavam com o ar produzindo compostos ácidos. Passou a estudar metais, como o chumbo e o estanho e iniciou um projeto de repetir e variar todas as experiências de Black e de Priestley. Mostrou que o aumento de pêso na combustão não era provocado pela absorção de fogo. Esta idéia, defendida por químicos famosos como Boyle e outros, foi mostrada ser errônea. Lavoisier mostrou quantitativamente que o aumento de pêso se dava devido à formação de um "cal" (óxido) com o ar. Mostrou, também, que o "cal" aquecido com carvão vegetal liberava o metal. Este era acompanhado de um gas idêntico ao "gas sylvestre " de van Helmont ou ao "gas fixado", (CO2), estudado por John Black.
Em 1775 passou a estudar o "precipitado vermelho" (óxido de mercúrio), já estudado por Priestley, mostrando por aquecimento, com sua lente, que ele se decompunha em mercúrio e um novo gas, contido no ar. Mostrou que o ar continha dois componentes, um inerte, que denominou "azote" ( ou nitrogenio, mais tarde) e o outro, " ar respirável" (mais tarde chamado de oxigênio). Muitas experiências levaram-no à conclusão que o "ar respirável" era responsável pela produçao de calor na respiração dos seres vivos.