[Experiments upon magnesia alba, quicklime, and other alcalline substances]. Memoria publicada en Edimburgo en 1755.
Antes de Black se consideraba que en la calcinación de la caliza (carbonato de calcio) ésta absorbía calor y que tratando con caliza calcinada la sosa y la potasa (consideradas, como la caliza, sustancias simples), el calor pasaba de aquélla a éstas. Black demuestra que en la calcinación, tanto de la magnesia blanca (carbonato de magnesia) como de la caliza, hay pérdida de peso. De la magnesia quemada, preparada por calcinación de la magnesia blanca, cuya efervescencia comprueba con los ácidos, obtiene con espíritu de vitriolo (ácido sulfúrico) una solución que, con álcali fijo (carbonato de potasio) vuelve a precipitar en magnesia blanca.
De este ciclo de transformaciones deduce que el álcali fijo devuelve a la magnesia blanca el fluido aeriforme que había perdido por calcinación; recoge este fluido que actúa con efervescencia en la disolución en ácidos de la magnesia blanca, de la caliza y de los álcalis fijos, y lo llama «aire fijo» (hoy anhídrido carbónico); observa que el aire fijo es absorbido por los álcalis cáusticos y por el agua de cal sobre cuya superficie se forma una película que impide la respiración de los animales, y que se produce en los carbonatos y también en las fermentaciones y en la respiración.
Comprueba, también, que las fuerzas que unen al aire fijo a los álcalis son mayores que aquellas que le unen con las tierras alcalinas, pues de los primeros puede ser separado por calentamiento, pero no de las tierras alcalinas. Con estas investigaciones clásicas se aportó una gran contribución al desarrollo de la química. Black, seguidor de la teoría del fíogisto, dio a ésta, inconscientemente, un golpe decisivo, abriendo el camino a las inminentes teorías de Lavoisier. A las mismas se adhirió Black, entre los primeros, en 1791.
G. Speroni