I følgende eksperimenter kunne Black også samle opp den produserte gassen og undersøke den. Han fant at den var tyngre enn vanlig luft og at en flamme ville dø ut i den. Ved å lede den ned i kalkvann, ble den klare væsken melkefarvet. På den måten kunne han påvise gassen i vårt åndedrett. «Fiksert luft» hadde derfor helt spesielle egenskaper og måtte betraktes som et nytt stoff. Disse resultatene samlet han i avhandlingen som ble publisert i 1756. Samme år overtok han professoratet til Cullen ved Universitetet i Glasgow.