揭开燃烧之谜
普利斯特利发现氧气时，正在英国舍尔伯恩伯爵的图书馆里工作。两个月后—1774年10月，他随着舍尔伯恩伯爵到欧洲各国去旅行。
当他们经过法国首都巴黎的时候，普利斯特利应邀拜访了好客的法国著名化学家安托万-洛朗·拉瓦锡。他们在吃饭的时候，普利斯特利谈起自己两个月前的新发现。饭后，他在拉瓦锡的邀请下，把自己的实验表演了一遍。
拉瓦锡看了这个实验，深受启发。当普利斯特利告辞以后，拉瓦锡回到自己的实验室里，马上动手来做关于三仙丹的分解实验。
拉瓦锡于1743年8月26日诞生在巴黎一个富裕的家庭里。他的父亲是巴黎有名的律师。拉瓦锡靠着阔绰的父亲，20岁时，便从巴黎的马萨林学院毕业，然后又念完了法律系，取得律师的头衔。
拉瓦锡是一个博学的人，精通好几门学科。从1769年开始，拉瓦锡把注意力转移到化学上来。
1774年，也就是在罗蒙诺索夫校核波义耳的实验18年之后，拉瓦锡又重复做了这个实验。他同样发现了：如果把容器密闭起来，加热后容器和金属的总质量没有增加；但是，如果敞着口加热，那么，容器和金属的总质量就会增加。
拉瓦锡很想寻找敞着口加热时，金属质量会增加的原因，但是，一直没有找到。
拉瓦锡重复做了普利斯特利的实验以后，又做了这样的一个实验：他在那个弯颈的玻璃瓶—曲颈甑里，倒进一些水银。然后，再把曲颈甑的一端，通到一个倒置在水银槽中的玻璃罩里。
普利斯特利在实验中，是利用凸透镜聚集太阳光进行加热的。这样加热，一来火力不强，二来只能在中午加热一阵，不能长时间地连续加热，因此，拉瓦锡改用炉子来加热。拉瓦锡把水银加热到将近沸腾，并且一直保持这样的温度，日夜不停地和他的助手轮班，加热了20个昼夜！
在加热后的第2天，那镜子般发亮的水银液面上，开始漂浮着一些红色的“渣滓”。接着，这些红色的“渣滓”一天多似一天，一直到第12天，每天都在增加着。然而，第12天以后，红色的“渣滓”就增加得很少了。到了后来，甚至几乎没有增加。
拉瓦锡感到有点诧异。他仔细地观察了一番，发现玻璃罩中原先的大约50立方英寸（1立方英寸约等于16.38立方厘米）的空气，这时差不多减少了7~8立方英寸，剩下的气体体积为42~43立方英寸。换句话说，空气的体积大约减少了六分之一。
剩下来的是些什么气体呢？拉瓦锡把点着的蜡烛放进去，立即熄灭了；把小动物放进去，几分钟内便窒息而死了。显然，在这些气体中，没有或者很少有普利斯特利所谓的“失燃素的空气”。
接着，拉瓦锡小心地把水银面上那些红色的“渣滓”取出来，称了一下，重为45克。他把这45克红色“渣滓”分解了，产生大量的气体，同时瓶里出现泛着银光的水银—“戏法”又变回来了！
拉瓦锡称了一下所剩的水银，重41.5克。他又收集了所产生的气体，共7~8立方英寸—恰恰和原先空气所减少的体积一样多！
这又是些什么气体呢？
拉瓦锡把蜡烛放进这些被收集起来的气体中，蜡烛猛烈地燃烧起来，发出白炽炫目的亮光；他在收集气体的容器中投进火红的木炭，木炭猛烈燃烧，以至吐着火焰，亮到眼睛不能久视。很明显，拉瓦锡断定这种气体就是普利斯特利所谓的“失燃素的空气”了，而那红色的“渣滓”便是三仙丹。
尽管拉瓦锡所做的实验，是受普利斯特利的启发而进行的，但是他的可贵之处，在于勇敢地摒弃了燃素学说那种陈腐的观点。拉瓦锡决心用崭新的观点解释这一自然现象。他说：
“我觉得这注定要在物理学和化学上引发一次革命。我感到必须把以前人们所做的一切实验看作只是建议性质的。为了把我们关于空气化合或者空气从物质中释放出来的知识，同其他已取得的知识联系起来，从而形成一种理论，我曾经建议用新的保证措施来重复所有的实验。”
在漫长又仔细的实验中，拉瓦锡终于得出了这样的结论：空气是由两种气体组成的。一种是能够帮助燃烧的，称为“氧气”（也就是普利斯特利所称的“失燃素的空气”）。氧气大约占空气总体积的六分之一至五分之一。另一种是不能帮助燃烧的，他称之为“窒息空气”—“氮气”。氮气大约占空气总体积的五分之四至六分之五。[14]
更重要的是，拉瓦锡由此终于揭开了燃烧之谜，找到了真正的谜底：燃烧，并不是像燃素学说所说的那样，是燃素从燃烧物中分离的过程，而是燃烧物质和空气中的氧气相化合的过程。
例如，水银的加热实验便是这样：水银受热时，水银和氧气化合，变成了红色的“渣滓”—氧化汞。由于玻璃罩里的氧气渐渐地都和水银化合了，所以加热到第12天以后，氧化汞的量就很少再增加了。然而，当猛烈地加热氧化汞时，它又会分解，放出氧气，而瓶中析出水银。
在1774—1777年，拉瓦锡做了许多关于燃烧的实验。像磷、硫、木炭的燃烧，有机物质的燃烧，锡、铅、铁的燃烧，氧化铅、硝酸钾的分解等，而后他提出了燃烧学说：燃烧就是燃烧物和空气中的氧气化合的过程，在这一过程中同时产生光和热。
拉瓦锡终于阐明了燃烧的本质，彻底粉碎了荒谬的燃素学说；新学说就像一把扫帚似的，把这些陈旧的错误学说从化学领域中扫了出去。
恩格斯高度评价了拉瓦锡的功绩，指出——当时在巴黎的普利斯特利立刻把他的发现告诉了拉瓦锡，拉瓦锡就根据这个新事实研究了整个燃素说化学，方才发现：这种新气体是一种新的化学元素；在燃烧的时候，并不是神秘的燃素从燃烧物体中分离出来，而是这种新元素与燃烧物体化合。这样，他才使过去在燃素说形式上倒立着的全部化学正立过来了。即使不是像拉瓦锡后来硬说的那样，他与其他两人同时和不依赖他们而析出了氧气，然而真正发现氧气的还是他，而不是那两个人，因为他们只是析出了氧气，但甚至不知道自己所析出的是什么。[15]恩格斯在为《资本论》写的序言中，以化学史上的这个著名的事例为证，来说明“在剩余价值理论方面，马克思与他的前人的关系，正如拉瓦锡与普利斯特利和舍勒的关系一样”[16]。
在这里，应该补充说明一下的是，燃素学说尽管就其本质来说，是荒谬的、反科学的，但是，它是化学史上第一个比较统一的理论，在18世纪初叶，对化学的发展仍有一定的贡献—它曾把化学从混乱的状态中拯救出来，使当时凌乱如麻的化学知识系统化了。
这正如我们之前说的那个民间故事一样：年老的农民快要死了，他故意对自己三个懒惰的儿子说，葡萄地里埋着黄金。在他死后，儿子们天天到葡萄地里去挖黄金，虽然黄金没有挖到，但因此翻松了土地，而获得了丰收。燃素学说在化学上也起过类似的作用：人们为了提取那种神秘的要素（它正像那地里并不存在的黄金一样），忙着在实验室里，用各种巧妙的方法进行实验，想提取成功，结果虽然没有提取到什么燃素，但是，倒因此而发现了许多新的元素、化学反应和化学规律。
也正因为这样，恩格斯历史地、辩证地评价了燃素学说的作用：在化学中，燃素说经过百年的实验工作，提供了这样一些材料。借助于这些材料，拉瓦锡才能在普利斯特利制出的氧中发现了幻想的燃素的真实对立物，因而推翻了全部的燃素说。但是燃素说者的实验结果并不因此而完全被排除。相反地，这些实验结果仍然存在，只是它们的公式被倒过来了，从燃素说的语言翻译成了现今通用的化学的语言，因此它们还保持着自己的有效性。[17]1789年，拉瓦锡出版了他的名著《化学概论》。在《化学概论》中，拉瓦锡讲述了自己的实验，清楚地、令人信服地说明了燃烧的本质，批判了燃素学说。
拉瓦锡把自己的燃烧理论，归纳成这样四点：
燃烧时放出光和热。
物质只在氧气中燃烧。[18]
氧气在燃烧时被消耗；燃烧物在燃烧后所增加的质量，等于所消耗的氧气的质量。
燃烧后，燃烧物往往变成酸性氧化物，而金属则变成残渣。
在这本名著中，拉瓦锡以大量的实验为依据，用更精确的科学语言，阐述了物质不灭定律。拉瓦锡写道：“物质虽然能够变化，但是不能消失或凭空产生。”拉瓦锡还用数学的形式，严格地表达了物质不灭定律，他说：
如果我把硫酸和一种盐一起加热，而得到硝酸和硫酸钾，那么，我完全可以确信这所用的盐是硝石[19]。因为根据物质不灭定律，我可以把这场化学反应写成下列的方程式：
设x为生成那种盐的酸；y为生成那种盐的碱。那么
所以x=硝酸，y=钾的碱。
这样，那种盐就必定是硝石（硝酸钾）了。
在化学上，拉瓦锡是第一个根据物质不灭定律，用化学方程式来表示化学反应的人，成为化学方程式的首创者。
新生事物在一开始，常常会遭到旧势力的非难。尽管在当时，拉瓦锡已经十分明白地揭示了燃烧的秘密，但是，仍然有一些化学家还不相信拉瓦锡的实验，固执地抱住燃素学说不放，连著名的普利斯特利在临死时还坚持燃素学说，罗维兹在1786年还企图用实验证明燃素的存在。但“一时强弱在于力，千秋胜负在于理”，真理不怕时间的考验。当时拉瓦锡的学说虽然未被普遍承认，燃素学说仍占上风，可是到了18世纪末，拉瓦锡的学说终于被化学界普遍承认，燃素学说终于被推翻了。