Kai kurie cheminiai veiksmai negrįžtamai vyksta viena kryptimi. Vienas iš pavyzdžių yra vandenilio (H) dujų deginimas deguonyje (O), kad susidarytų vanduo, kaip parodyta formulėje 2 H2 + O2 => 2 H2O. Priešinga reakcija, 2 H2O => 2 H2 + O2 tokiomis sąlygomis nevyksta, nesvarbu, kiek laiko praeina. Yra grįžtamųjų reakcijų, kaip 1803 m. atrado chemikas Claude’as-Louisas Berthollet. Grįžtamosios reakcijos vyksta viena kryptimi, kol atvirkštinės reakcijos tampa palankiausios, todėl susidaro pusiausvyra ir galima apskaičiuoti pusiausvyros konstantas.
Tokios pusiausvyros konstantos buvo gautos iš matematinių ryšių, laiku atskleistų daugelio mokslininkų pastangomis. Šie santykiai naudoja ištirpusių rūšių koncentracijų santykius reakcijos sistemoje. Vienas paprastas pavyzdys yra acto rūgšties jonizacija. Kitas yra grįžtamasis dujinio azoto tetroksido skilimas. Šiuose, kaip ir visuose pavyzdžiuose, pusiausvyros konstantos priklauso nuo sistemos sąlygų, tokių kaip temperatūra.
Acto rūgštis disocijuoja į teigiamą vandenilio joną ir neigiamą acetato joną. Reakcija grįžtama yra tai, kad šie jonai gali ir rekombinuotis į rūgšties molekules. Tada kitos acto rūgšties molekulės atsiskiria, kad pakeistų tas, kurios rekombinavosi. Rezultatas yra pusiausvyra, dėl kurios atsiranda matematinė išraiška. Jonų ir rūgščių koncentracijos yra susijusios su pusiausvyros konstanta pagal išraišką K = [H+][Ac-]/[HAc]. Logiškai mąstant, atvirkštinės reakcijos pusiausvyros konstanta yra atvirkštinė šio K, nes rūgšties koncentracija tampa skaitikliu, o jonų koncentracija – vardikliu.
Azoto tetroksidui, kuriame yra azoto (N) ir deguonies, cheminė reakcija rašoma N2O4 ⇆ 2 NO2. Bet koks šių dviejų rūšių proporcijos pokytis uždaroje sistemoje priklauso nuo sistemos slėgio pokyčio; kiekvienai skylančiai tetroksido molekulei susidaro dvi azoto dioksido molekulės, padidindamos slėgį. Tam reikia energijos ir, be taško, skilimas yra nepalankus. Lygtis yra tokia: K = [NO2][NO2]/[N2O4]. Kalbant apie acto rūgštį, atvirkštinės reakcijos pusiausvyros konstanta, kaip ir visų pusiausvyros konstantų visoms atvirkštinėms reakcijoms, yra atvirkštinė šiam K.
Negrįžtamos reakcijos paklūsta tiems patiems matematiniams ryšiams kaip ir grįžtamosios. Tačiau tokiais atvejais vardiklis tampa 0 arba begalybe, jei tiriama tiesioginė arba atvirkštinė reakcija. Tai rodo, kad pusiausvyros konstanta yra priešinga – begalybė arba 0. Tokia informacija yra nenaudinga. Taip pat įdomi galimybė paskatinti reakciją iki galo ir padaryti ją negrįžtama pašalinus vieną iš produktų iš sistemos, pavyzdžiui, per pusiau pralaidžią membraną, kuri sulaiko reagentus.