สมดุลเคมีคือสถานะที่ปฏิกิริยาเคมีในระบบเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ปริมาณของสารเริ่มต้นและผลิตภัณฑ์ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป ทั้งนี้เพราะอัตราการเกิดปฏิกิริยาข้างหน้า (เปลี่ยนสารเริ่มต้นเป็นผลิตภัณฑ์) เท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ (เปลี่ยนผลิตภัณฑ์กลับเป็นสารเริ่มต้น)

อธิบายง่ายๆ:

ลองนึกภาพน้ำในขวดที่มีฝาปิดและมีท่อเล็กๆ เชื่อมต่อกับภาชนะอื่น ในตอนแรก น้ำจากขวด A อาจไหลไปที่ขวด B จนกว่าระดับน้ำในทั้งสองขวดจะเท่ากัน เมื่อระดับน้ำในทั้งสองขวดเท่ากันแล้ว น้ำอาจยังคงไหลไปมาระหว่างขวดทั้งสอง แต่ระดับน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลง

สมดุลเคมีทำงานคล้ายกับสถานการณ์นี้ สารต่างๆ จะเปลี่ยนแปลงไปมาอย่างต่อเนื่อง แต่ปริมาณรวมของสารในระบบจะคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง เพราะการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นเกิดขึ้นในอัตราที่สมดุลกันนั่นเอง

ตัวอย่างของสมดุลเคมีในชีวิตประจำวัน :

การทำอาหาร: เมื่อคุณใช้ยีสต์ในขนมปัง ยีสต์จะทำให้เกิดปฏิกิริยาการหมักซึ่งจะผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และแอลกอฮอล์ ในที่สุดปฏิกิริยาจะเข้าสู่สมดุลเมื่ออัตราการผลิตและการใช้สารในปฏิกิริยานั้นเสมอกัน

การละลายเกลือในน้ำ: เมื่อคุณละลายเกลือในน้ำจนถึงจุดที่ไม่สามารถละลายได้อีกต่อไป สารละลายนั้นจะเข้าสู่สถานะสมดุลที่เกลือจะละลายเท่ากับเกลือที่ตกตะกอน

การคาร์บอเนตในน้ำอัดลม: น้ำอัดลมมีการกดดันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำให้ละลาย เมื่อคุณเปิดขวด ปฏิกิริยาเข้าสู่สมดุลใหม่ โดยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะหลุดออกจากน้ำ จนกระทั่งความเข้มข้นในน้ำและอากาศสมดุลกัน

ปฏิกิริยาในระบบหายใจ: ในเลือดของเรา การขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดก็เป็นสมดุลเคมี คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกแปลงเป็นกรดคาร์บอนิกและในทางกลับกัน ขึ้นอยู่กับความดันของก๊าซในปอดและในเลือด

การรักษาความเป็นกรด-ด่างในร่างกาย: ร่างกายของเรารักษาค่าความเป็นกรด-ด่างในเลือดให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม (pH 7.35-7.45) ซึ่งเป็นผลมาจากสมดุลของสารละลายกรดและด่างในร่างกาย

น้ำหอมและกลิ่น: การระเหยของน้ำหอมเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับสมดุลเคมี เมื่อเราพ่นน้ำหอมลงบนผิว น้ำหอมจะระเหยและก๊าซที่เกิดขึ้นจะเข้าสู่สมดุลกับของเหลวที่ยังคงอยู่ การระเหยจะค่อย ๆ ลดลงจนสมดุลระหว่างก๊าซและของเหลวถูกทำให้เสมอกัน

การบำบัดน้ำเสีย: ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย การใช้สารเคมีในการปรับค่า pH ของน้ำเข้าสู่จุดสมดุลเพื่อให้สามารถกำจัดสารมลพิษหรือแบคทีเรียได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การบูรและลูกเหม็น: ลูกเหม็นที่ทำจากแนพธาลีน (naphthalene) เมื่อวางในห้องจะระเหิดจากของแข็งกลายเป็นก๊าซ การระเหิดจะเข้าสู่สมดุลเมื่อความเข้มข้นของก๊าซในอากาศรอบๆ ไม่เปลี่ยนแปลง

เครื่องดื่มแอลกอฮอล์: การผลิตแอลกอฮอล์ เช่น เบียร์หรือไวน์ เป็นกระบวนการหมักที่เกี่ยวข้องกับสมดุลเคมี ปฏิกิริยาการหมักจะเข้าสู่สมดุลเมื่ออัตราการผลิตแอลกอฮอล์และการใช้น้ำตาลเท่ากัน

การหายใจของพืช (photosynthesis and respiration): ในเวลากลางวัน พืชจะสร้างสมดุลระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ ในการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจน ส่วนในกระบวนการหายใจพืชจะใช้ออกซิเจนและปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกันและเข้าสู่สมดุลในช่วงต่าง ๆ ของวัน

การเกิดสนิมของเหล็ก: สนิมเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างเหล็ก (Fe) กับออกซิเจน (O₂) และน้ำ (H₂O) ในสภาพแวดล้อม ปฏิกิริยานี้เรียกว่า ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งทำให้เกิดสารประกอบที่เราเรียกว่าสนิม (เหล็กออกไซด์หรือเหล็กไฮดรอกไซด์)