Poprvé publikoval svůj Zákon definitivních poměrů (neboli Zákon stálého složení) v roce 1794.
Zákon definitivních poměrů
Jeden ze základních postřehů moderní chemie, zákon definitivních poměrů, říká, že v čisté sloučenině se prvky navzájem kombinují v definitivních poměrech.
Evivalentním tvrzením je zákon stálého složení, který říká, že všechny vzorky dané chemické sloučeniny mají stejné prvkové složení.
Například kyslík tvoří 8/9 hmotnosti jakéhokoli vzorku čisté vody, zatímco vodík tvoří zbývající 1/9 hmotnosti.
Společně se zákonem násobného poměru tvoří tento zákon základ stechiometrie.
Toto pozorování poprvé učinil francouzský chemik Joseph Proustna základě několika pokusů provedených v letech 1797 až 1804. Ve většině těchto experimentů reagovalo Proust několik prvků s kyslíkem a pozoroval, že obsah kyslíku v produktu těchto reakcí byl vždy fixován na jednu nebo dvě hodnoty, místo aby vykazoval široký rozsah možných hodnot. Proust například změřil, že produkt reakce železa a kyslíku může obsahovat 27 % nebo 48 % kyslíku, ale nikoliv mezisložení, nebo že produkt reakce mědi a kyslíku může obsahovat 18 % nebo 25 % kyslíku, ale nikoliv mezisložení.
Na základě těchto pozorování Proust v roce 1797 učinil prohlášení, jako je toto:
Na závěr z těchto pokusů vyvodím zásadu, kterou jsem stanovil na začátku těchto pamětí, totiž že železo stejně jako mnoho jiných kovů podléhá přírodnímu zákonu, který platí při každé skutečné kombinaci, tj. že se spojuje se dvěma konstantními poměry kyslíku. V tomto ohledu se neliší od cínu, rtuti a olova, zkrátka od téměř všech známých hořlavin.
Ačkoli se modernímu chemikovi může zdát zákon určitých poměrů triviálně pravdivý, neodmyslitelný od samotné definice chemické sloučeniny, na konci 18. století, kdy pojem chemické sloučeniny ještě nebyl plně rozvinut, tomu tak nebylo. V době, kdy byl poprvé navržen, se jednalo o kontroverzní tvrzení, proti němuž se postavili jiní chemici, především Proustův francouzský kolega Claude Louis Berthollet, který tvrdil, že prvky se mohou kombinovat v jakémkoli poměru. Právě existence této diskuse zdůrazňuje, že v té době ještě nebyl plně vyvinut rozdíl mezi čistými chemickými sloučeninami a směsmi.
Zákon o určitých poměrech přispěl k atomové teorii, kterou od roku 1803 prosazoval John Dalton a která vysvětlovala hmotu jako složenou z oddělených atomů, že pro každý prvek existuje jeden typ atomu a že sloučeniny jsou tvořeny kombinacemi různých typů atomů v pevnýchpoměrech.
Lze poznamenat, že ačkoli je zákon definitivních poměrů velmi užitečný pro základy moderní chemie, neplatí univerzálně. existují nestechiometrické sloučeniny, jejichž prvkové složení se může lišit vzorek od vzorku. Příkladem je oxid železitý wüstit, který může obsahovat 0,83 až 0,95 atomu železa na každý atom kyslíku, a tedy obsahovat 23 až 25 % kyslíku. Obecně platí, že Proustova měření nebyla dostatečně přesná, aby takové rozdíly odhalila.