Una reazione reversibile è una reazione chimica che può procedere sia in direzione avanti che indietro, producendo così una miscela di prodotti e reagenti. La miscela forma un equilibrio chimico in cui prodotti e reagenti vengono prodotti e consumati a velocità costanti. Vari fattori come le concentrazioni dei vari reagenti, la temperatura e la presenza o assenza di catalizzatori possono far spostare l’equilibrio a favore di un lato dell’equilibrio o dell’altro. L’equilibrio di una reazione reversibile dipende anche da una costante di equilibrio denominata “K” nelle equazioni di equilibrio. Questa costante determina la direzione che un equilibrio tenderà a favorire in un dato insieme di condizioni.
Le reazioni chimiche veramente irreversibili sono piuttosto rare. Quando una reazione chimica dà luogo a prodotti che hanno un’energia significativamente inferiore ai reagenti e sono quindi molto più stabili dei reagenti, a volte è considerata irreversibile. In realtà, però, la reazione è generalmente una reazione reversibile che favorisce notevolmente i prodotti rispetto ai reagenti; in teoria, i reagenti dovrebbero essere ancora presenti in quantità molto piccole. In alcune reazioni, uno dei prodotti può lasciare la reazione sotto forma di gas. Quando ciò si verifica, potrebbe essere impossibile riformare i reagenti; tali reazioni possono essere giustamente considerate irreversibili.
L’equilibrio raggiunto quando il rapporto tra reagenti e prodotti in una reazione reversibile si stabilizza è chiamato equilibrio dinamico. È “dinamico” perché i prodotti e i reagenti vengono ancora prodotti e consumati, ma lo fanno a un ritmo costante che non cambia il rapporto complessivo prodotto-reagente. Una volta raggiunto l’equilibrio in una reazione reversibile, molti diversi cambiamenti alle condizioni interne o esterne possono alterare la reazione per favorire reagenti o prodotti. È spesso importante nella scienza e nell’industria stabilire condizioni che garantiscano che una reazione favorisca i prodotti il più possibile.
Il principio di Le Chatelier è un concetto utilizzato dai chimici per prevedere il cambiamento che una data perturbazione delle condizioni di reazione avrà sull’equilibrio di una reazione reversibile. Il principio afferma che se qualche aspetto delle condizioni di reazione viene modificato, l’equilibrio della reazione si sposterà per compensare il cambiamento, formando così una nuova concentrazione diversa. Se, ad esempio, una particolare reazione reversibile richiede un elevato apporto di energia per procedere, un aumento della temperatura sposterà la reazione nella direzione dei prodotti perché il calore fornirà energia per la reazione.