In einer die Verkalkung betreffenden, an Boyle anknüpfenden quantitativen Arbeit vom Jahre 1772 hatte Lavoisier seine Untersuchung auch auf Phosphor und Schwefel ausgedehnt und für diese Körper eine analoge, mit ihrer Verbrennung Hand in Hand gehende Vermehrung des Gewichtes festgestellt. Was lag näher, als diese Vermehrung gleichfalls auf eine Vereinigung mit dem Sauerstoff zurückzuführen? Lavoisier brachte deshalb in eine durch Quecksilber abgesperrte Luftmenge Phosphor, den er zum Teil verbrannte. Nach Beendigung dieser Verbrennung ließ sich der übrige Phosphor schmelzen und ins Sieden bringen, ohne daß wieder eine Entzündung eingetreten wäre. Letztere erfolgte erst, wenn von neuem Luft unter die Glocke gelangt war.
Abb. 29. Die Verbrennung von Phosphor unter einer Glasglocke.
(Lavoisier, Oeuvres. Tome I. Pl. IV, Fig. 3).
Die Verbrennung des Phosphors in reinem Sauerstoff bewerkstelligte Lavoisier folgendermaßen: Er füllte eine Glasglocke von etwa 6 Litern Inhalt mit Sauerstoff und brachte 61¼ Gran Phosphor hinein. Das Quecksilber stand in der Glocke auf der Höhe EF. Darauf entzündete Lavoisier den Phosphor mit einem gebogenen, erhitzten Eisen. Die Verbrennung vollzog sich sehr rasch unter bedeutender Entwicklung von Wärme und Licht. Im ersten Augenblicke fand infolge der Erwärmung eine beträchtliche Ausdehnung des Sauerstoffes statt; bald aber stieg das Quecksilber über sein früheres Niveau hinaus, und es trat eine beträchtliche Abnahme ein. Gleichzeitig bedeckte sich das ganze Innere der Glocke mit weißen Flocken.
Die Menge des Sauerstoffs betrug unter Berücksichtigung aller Korrekturen zu Beginn des Versuches 162 Kubikzoll; am Ende desselben waren nur noch 23¼ Kubikzoll vorhanden; die absorbierte Menge betrug also 138¾ Kubikzoll oder 69,375 Gran. Der Phosphor war nicht gänzlich verbrannt, es verblieben in dem Schälchen einige Stücke, die gewaschen wurden, um sie von den entstandenen weißen Flocken zu trennen. Sie ergaben getrocknet ein Gewicht von etwa 16¼ Gran.
Die Menge des verbrannten Phosphors ergab sich demnach gleich 45 Gran. Bei diesem Versuch hatten sich also 45 Gran Phosphor mit 69,375 Gran Sauerstoff verbunden. Da nichts Wägbares durch das Glas entweichen konnte, so mußte das Gewicht der Substanz, welche bei dieser Verbrennung entstanden war und sich in weißen Flocken abgesetzt hatte, gleich der Summe der Gewichte des Sauerstoffs und des Phosphors sein, also gleich 114,375 Gran.
Diese Beispiele zeigen uns, wie Lavoisier bestrebt war, jeden Vorgang qualitativ und quantitativ zu verfolgen. Die erhaltenen Ergebnisse weichen allerdings oft von den heutigen Werten nicht unbeträchtlich ab. Über die qualitative Seite des zuletzt geschilderten Vorgangs berichtet Lavoisier folgendes: »Der Phosphor verwandelt sich infolge seiner Verbrennung, mag sie in gewöhnlicher Luft oder in Sauerstoff stattfinden, wie erwähnt, in eine weiße, flockige Substanz und erhält ganz neue Eigenschaften. Er wird nicht nur löslich in Wasser, während er vorher darin unlöslich war, sondern er zieht auch die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit erstaunlich schnell an und wird zu einer Flüssigkeit von viel größerem spezifischem Gewicht als Wasser. Vor seiner Verbrennung ist der Phosphor fast geschmacklos; durch seine Vereinigung mit Sauerstoff nimmt er einen stark sauren Geschmack an. Er geht endlich aus der Klasse der brennbaren Substanzen in diejenige der unverbrennlichen über und wird das, was man eine Säure nennt.«
Da sich bei der Vereinigung von Phosphor und Schwefel mit Sauerstoff die Anhydride von Phosphorsäure und schwefliger Säure bilden, von denen das letztere durch weitere Oxydation und Zutritt von Wasser in Schwefelsäure übergeht, so wurde das bisher als reine Luft bezeichnete Gas von Lavoisier als säurebildendes Prinzip angesprochen. Diese Ansicht, welche später, als man in der Salz- und in der Blausäure sauerstofffreie Verbindungen kennen lernte, eine wesentliche Einschränkung erfuhr, fand durch Lavoisiers Untersuchung der Salpetersäure[267] eine wesentliche Stütze. Lavoisier löste eine abgewogene Menge Quecksilber in Salpetersäure (HNO3) auf; dabei entwickelte sich das von Priestley als Salpeterluft (NO2) bezeichnete Gas. Wurde die nach dem Eindampfen erhaltene Verbindung (Hg[NO3]2) erhitzt, so fand eine weitere Entwicklung von Salpeterluft statt, und es blieb rotes Quecksilberoxyd zurück[268], das beim Glühen in Sauerstoff und ein der angewandten Menge gleiches Quantum Quecksilber zerfiel. Da das Quecksilber völlig wieder erhalten wurde, konnten der Sauerstoff und die Salpeterluft nur der Salpetersäure entstammen. Durch die Vereinigung dieser beiden Gase mit Wasser gelang es Lavoisier, auch die Salpetersäure wiederherzustellen und so durch die Synthese seinen Schlüssen doppeltes Gewicht zu verleihen.
Völlig aufgeklärt wurde die chemische Natur der Salpetersäure durch das Hinzutreten einer wichtigen, von dem Phlogistiker Cavendish herrührenden Entdeckung. Ausgehend von Priestleys Beobachtung, daß die Luft durch fortgesetzte Einwirkung des elektrischen Funkens eine chemische Veränderung erleidet, zeigte Cavendish, daß sich hierbei die Gemengteile der Luft zu Salpetersäure verbinden[269]. Durch diesen synthetischen Versuch und die von Lavoisier herrührende Analyse war die hinsichtlich der Salpetersäure gestellte Aufgabe gelöst. Daß der durch Sättigen von Salpetersäure mit Alkali erhaltene Salpeter gleichfalls Sauerstoff enthält, wies Lavoisier dadurch nach, daß sich beim Erhitzen von Salpeter mit Kohle fixe Luft (CO2) entwickelt.