Kemisk jämvikt avser ett stabilt förhållande mellan reaktanter och produkter i en reversibel kemisk reaktion. I en reversibel reaktion omvandlas inte reaktanter helt till produkter; snarare kommer de långsamt att sluta reagera när kemisk jämvikt uppnås. Reaktionshastigheten påverkas av många faktorer, inklusive temperatur, materiens fas och närvaron av en katalysator. Många reaktioner kräver en initial tillförsel av energi för att börja reagera.
Mer fundamentalt är en kemisk reaktion att skapa eller bryta kemiska bindningar. En kemisk bindning uppstår när elektromagnetiska krafter mellan atomer eller molekyler orsakar en attraktion mellan dem. En jonbindning är när två joner – motsatt laddade atomer – direkt attraherar varandra. En kovalent bindning innebär delning av elektronpar mellan atomer. Dessa kemiska bindningar bildar nya ämnen med sina egna kemiska egenskaper.
Begreppet kemisk jämvikt är relaterat till idén om en reversibel reaktion. Faktum är att alla kemiska reaktioner till viss del är reversibla, så det finns ingen grundläggande skillnad mellan reaktanter och produkter. Vissa reaktioner har dock en icke försumbar grad av reversibilitet – det är i dessa reaktioner som den kemiska jämvikten blir viktig. När reversibilitet betonas i vetenskaplig notation ersätts den ursprungliga pilen mellan reaktanter och produkter med ett par krokade pilar. Dessa indikerar att reaktionen sker i båda riktningarna.
Den hastighet med vilken kemisk jämvikt uppnås kan variera enormt. Vissa reaktioner är fullständiga efter mindre än en sekund, medan andra tar många år. Även om det inte finns någon enskild metod för att förutsäga en reaktionshastighet, är många faktorer kända för att ha viktiga roller.
En sådan faktor är temperaturen. Högre temperaturer tillåter mer energi att komma in i ett system, vilket vanligtvis resulterar i snabbare reaktioner. Materiens fas – fast, flytande eller gas – kan också påverka hur snabbt ämnen når kemisk jämvikt. Slutligen kan närvaron av en katalysator avsevärt påskynda en reaktion. Ett enzym är en typ av katalysator som är viktig för att reglera metabolismen av levande varelser.
Vissa reaktioner sker inte trots att de inte är i kemisk jämvikt. Detta beror på att många reaktioner kräver en aktiveringsenergi. Flytande väte och syre kan till exempel förbli i fysisk kontakt utan att reagera. En liten mängd energi kan dock få reaktanterna att i huvudsak explodera och frigöra en hel del energi. Samma fenomen ses vid eldning av ved – även om trä kan frigöra mycket energi när det bränns, krävs alltid en första gnista eller låga för att få igång processen.