จากการศึกษาพบว่าสารประกอบบางชนิด เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงแล้ว อาจจะกลับคืนสู่สภาพเดิม ได้อีก เช่นน้ำซึ่งเป็นของเหลว เมื่อได้รับความร้อนจะกลายเป็นไอ และเมื่อไอน้ำไปกระทบกับความเย็น จะควบแน่นหรือกลั่นตัวกลับมาเป็นน้ำได้อีก อีกตัวอย่างหนึ่งคือกำมะถัน เมื่อให้ความร้อนแก่ผงกำมะถันที่อัดแน่นอยู่ในหลอดคะปิลลารี ณ อุณหภูมิหนึ่ง กำมะถันจะหลอมเหลว เมื่อปล่อยให้หลอด
คะปิลลารีมีอุณหภูมิลดลง กำมะถันที่หลอมเหลวนั้น จะกลับมาเป็นของแข็งอีก
จากตัวอย่างดังกล่าวจะเห็นได้ว่าสารบางชนิด สามารถจะเปลี่ยนสภาวะกลับไปกลับมาได้ เรียกว่า การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ ( Reversible change )
การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ จะประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้า และการเปลี่ยนแปลง
ย้อนกลับ เช่น การระเหยของน้ำ ถ้าถือว่าการระเหยของน้ำเป็นการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้า การกลั่นของไอน้ำ จะเป็นการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ โดยใช้เครื่องหมายลูกศรดังนี้
เครื่องหมายลูกศร → แทนการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้า
เครื่องหมายลูกศร ← แทนการเปลี่ยนย้อนกลับ
และเครื่องหมายลูกศร ⇋ แทนการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้
การระเหย
เช่น H2O (l) ⇋ H2O (g)
การควบแน่น
การหลอมเหลว
S (s) ⇋ S (l)
การแข็งตัว
การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ ต้องเกิดในระบบปิด จะมี 3 ลักษณะ ดังนี้
1. การเปลี่ยนสถานะ
2. การเกิดสารละลาย
3. การเกิดปฏิกิริยาเคมี
การเกิดปฏิกิริยาเคมีบางปฏิกิริยา สารตั้งต้นทำปฏิกิริยากันได้ผลิตภัณฑ์ และผลิตภัณฑ์สามารถ
ทำปฏิกิริยากันเปลี่ยนกลับมาเป็นสารตั้งต้นได้อีก แสดงว่าปฏิกิริยานั้น เป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้
เขียนแทนได้ดังนี้
สารตั้งต้น ⇋ ผลิตภัณฑ์
เช่น
2NO2(g) ⇋ N2O4(g)
2Fe2+(aq) + Ag+(aq) ⇋ Fe3+(aq) + Ag(s)
ส่วนปฏิกิริยาเคมีที่ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นไม่สามารถเปลี่ยนกลับมาเป็นสารตั้งต้นได้อีก เช่น
การเผากระดาษ ถือเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับไม่ได้
ดังนั้น ปฏิกิริยาผันกลับได้ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดไม่สมบูรณ์ สารตั้งต้นเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์
และผลิตภัณฑ์เปลี่ยนเป็นสาตั้งต้นได้อีก
ส่วน ปฏิกิริยาที่ผันกลับไม่ได้ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดอย่างสมบูรณ์ สารตั้งต้นเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์
แต่ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นสารตั้งต้น
วิธีทดสอบปฏิกิริยาผันกลับได้
สมมุติจะทดสอบปฏิกิริยา A + B ⇋ X + Y ผันกลับได้หรือไม่
1. ทดสอบโดย ถ้า A + B → X + Y และ X + Y → A + B
แสดงว่าปฏิกิริยาผันกลับได้
2. ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ จะต้องพบทั้งสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์
ปฏิกิริยาที่ผันกลับไม่ได้ ในระบบจะเหลือสารตั้งต้นเพียงบางชนิด หรือไม่มีเหลือเลย