Neka kemijska djelovanja odvijaju se nepovratno u jednom smjeru. Jedan primjer toga je izgaranje plina vodika (H) u kisiku (O) kako bi se dobila voda, kao što je prikazano u formuli 2 H2 + O2 => 2 H2O. Suprotna reakcija, 2 H2O => 2 H2 + O2, ne događa se u ovim uvjetima, koliko god vremena prošlo. Postoje reverzibilne reakcije, kao što je kemičar Claude-Louis Berthollet otkrio 1803. Reverzibilne reakcije se odvijaju u jednom smjeru sve dok obrnute reakcije ne postanu omiljene, što rezultira ravnotežom i omogućava izračun konstanti ravnoteže.
Takve konstante ravnoteže izvedene su iz matematičkih odnosa otkrivenih u vremenu kroz napore mnogih znanstvenika. Ovi odnosi koriste omjere koncentracija otopljenih vrsta u reakcijskom sustavu. Jedan jednostavan primjer je ionizacija octene kiseline. Druga je reverzibilna razgradnja plinovitog dinitrogen tetroksida. U njima, kao iu svim primjerima, konstante ravnoteže ovise o uvjetima sustava kao što je temperatura.
Octena kiselina disocira u pozitivan vodikov ion plus negativan acetatni ion. Ono što reakciju čini reverzibilnom je to što se ti ioni mogu i hoće rekombinirati u molekule kiseline. Ostale molekule octene kiseline tada se disociraju kako bi zamijenile one koje su se rekombinirale. Rezultat je ravnoteža, što dovodi do matematičkog izraza. Koncentracije iona i kiselina odnose se na konstantu ravnoteže izrazom K = [H+][Ac-]/[HAc]. Logično, konstanta ravnoteže za obrnutu reakciju je inverzna od ovog K, jer koncentracija kiseline postaje brojnik, a koncentracije iona nazivnik.
Za didušikov tetroksid, koji sadrži dušik (N) i kisik, kemijska reakcija je zapisana N2O4 ⇆ 2 NO2. Svaka promjena udjela ovih dviju vrsta u zatvorenom sustavu ovisi o promjeni tlaka u sustavu; za svaku molekulu tetroksida koja se raspada nastaju dvije molekule dušikovog dioksida, povećavajući tlak. To zahtijeva energiju i, izvan točke, ne favorizira podjelu. Jednadžba glasi K = [NO2][NO2]/[N2O4]. Što se tiče octene kiseline, konstanta ravnoteže za obrnutu reakciju, kao i za sve konstante ravnoteže za sve obrnute reakcije, inverzna je ovom K.
Nepovratne reakcije podliježu istim matematičkim odnosima kao i one reakcije koje su reverzibilne. U takvim slučajevima, međutim, nazivnik postaje ili 0 ili beskonačnost, ako se ispita prednja ili obrnuta reakcija. To sugerira konstantu ravnoteže koja ima suprotnu vrijednost, beskonačnost ili 0. Takve informacije su beskorisne. Također je zanimljiva mogućnost pokretanja reakcije do završetka, čineći je ireverzibilnom uklanjanjem jednog od proizvoda iz sustava, na primjer kroz polupropusnu membranu koja zadržava reaktante.