亨利·卡文迪许的化学研究

在卡文迪许漫长的一生中，他取得了一系列重大发现——其中，他是分离氢的第一人，把氢和氧化合成水的第一人。
二氧化碳的研究
卡文迪许指出收集固定空气（二氧化碳）必须用汞代替水；用物理方法测出了固定空气（二氧化碳）的密度是空气密度的1．57倍。从实验上证明了固定空气（二氧化碳）能溶解于同体积的水中，且与动物呼出的、木炭燃烧后产生的气体相同。他还发现在普通空气中，若固定空气（二氧化碳）的含量占到总体积的1/9，燃烧的蜡烛在其中就会媳灭。 他测出了酸从石灰石、大理石、珍珠灰等物质中排出固定空气的重量，计算出这些物质中固定空气的含量。这些实验研究使人们对二氧化碳的性质有了更多的了解。
卡文迪许1767年发表的论文介绍了他，关于水和固定空气的实验。将一个深水井的井水进行煮沸，发现有固定空气逸出，同时产生白色沉淀。他认为白色沉淀和固定空气原先都是溶于水的，它们可能是溶于水中的石灰质土。为了证明这一看法，他在清澈的石灰水中通入固定空气，开始时产生乳白色沉淀，继续通入固定空气后，沉淀复又溶解，溶液再次澄清透亮。这时他将这溶液煮沸，立刻就象井水那样释放出固定空气(二氧化碳)并产生白色沉淀。
卡文迪许的这一实验和他的解释使人们认清了一个常见的自然现象。在石灰岩遍布的地区，含有二氧化碳的雨水或泉水流经石灰岩地层、慢慢地溶解部分石灰石形成重碳酸盐溶液。这些溶液在石岩中缓慢下滴时，可能因温度变化或水汽蒸发，二氧化碳乘机逸去，碳酸钙结晶析出，日积月累，逐渐形成了石钟、石乳、石笋等奇特的景象。喀斯特地形构造有了科学的解释。
氢气的发现
卡文迪什于1781年采用铁与稀硫酸反应而首先制得“可燃空气”（即氢气）他使用了排水集气法并对产生的气体进行了多步干燥和纯化处理。随后他测定了它的密度，研究了它的性质。在卡文迪许之前，许多人曾制取过氢气，但是并没有认真研究它。
卡文迪许用稀硫酸或稀盐酸与金属锌或铁作用获得氢气，发现它点火即燃，不溶于水和碱，比普通空气轻11倍，与已知的其它气体都不一样，从而断定它是一种新的气体。他还发现，一定量的金属与稀酸作用所放出的氢气的多少，与酸的种类、浓度无关，而随金属不同而相异。他发现不管用什么酸来溶解同样重量的某种金属，都能得到相同质量的氢气。
1781年，卡文迪许用不同比例的氢气和空气的混合物进行爆鸣实验，他根据生成的液体的物理性质确定这种液体就是纯水。他又用氢气和氧气的混合物进行实验，得到同样的生成物。他使用燃素说来解释，认为在酸和铁的反应中，酸中的燃素被释放出来，形成了纯的燃素－“可燃空气”。之后当他得知普里斯特利发现在空气中存在“脱燃素气体”（即氧气），就将空气和氢气混合，用电火花引发反应，得出这样的结果“在不断的实验之后，我发现可燃空气可以消耗掉大约1/5的空气，在反应容器上有水滴出现。”他由此认定水是由氢和氧组成的，并测出氢气和氧气化合成水时的体积之比为2.02：1，从而证明了水不是元素而是化合物。
对于氢气在氧气中燃烧可以生成水这一点的发现权，当时曾引起了争论。因为普里斯特利，瓦特，卡文迪什都作过类似的实验。1785年瓦特被选为皇家学会会员，争论以当事人的和解而告终。
惰性气体的观察
卡文迪什敏锐地注到了，生成的水中有少量的硝酸存在。他认为这是反应用的氧气中含有新物质（主要是氮气）的原因。
1785年卡文迪什在氧气和空气混合物中引入电火花，使得空气中的氧气和氮气化合，然后用氢氧化钠溶液来吸收生成的氮氧化物，发现空气中残留下一小部分，大约1/120，无法与氧气反应生成化合物被氢氧化钠吸收。
经过几百次的实验和分析，他得出在今天看来都很精确的结论，空气中有20.833%的体积是脱燃素空气（测量值是氧气占20.95%）和79.167%的燃素空气，在燃素空气中有空气总体积的1/120的不易和其他气体反应的浊气。一直到1894年瑞利和拉姆赛发现稀有气体氩，才证实了卡文迪什的推测。
在拉瓦锡提出氧化说，卡文迪什赞成氧化说的简洁，认为这有利化学的发展，但也不愿轻易放弃自己一直采用的燃素说，随后他将自己的研究重点转向了物理学领域。
化学中的”牛顿“
由于卡文迪许在化学领域的杰出贡献，后人称他为“化学中的牛顿”。