Encyclopædia Britannica, Inc.Katso kaikki tämän artikkelin videot
Normaaleissa laboratorio-olosuhteissa tapahtuvissa reaktioissa ainetta ei synny eikä tuhoa, eivätkä alkuaineet muutu toisiksi alkuaineiksi. Siksi reaktioita kuvaavien yhtälöiden on oltava tasapainossa, eli yhtälön vastakkaisilla puolilla on oltava sama määrä kunkin lajin atomeja. Rauta-rikki -reaktion tasapainoyhtälö osoittaa, että yksi rauta-atomi voi reagoida yhden rikkiatomin kanssa, jolloin saadaan yksi kaavayksikkö rautasulfidia.
Kemistit työskentelevät tavallisesti alkuaineiden ja yhdisteiden punnittavien määrien kanssa. Esimerkiksi rauta-rikki-yhtälössä symboli Fe edustaa 55,845 grammaa rautaa, S edustaa 32,066 grammaa rikkiä ja FeS edustaa 87,911 grammaa rautasulfidia. Koska kemiallisessa reaktiossa ei synny tai tuhoudu ainetta, reagoivien aineiden kokonaismassa on sama kuin tuotteiden kokonaismassa. Jos rautaa käytetään jokin muu määrä, esimerkiksi kymmenesosa siitä (5,585 grammaa), rikkiä kuluu vain kymmenesosa siitä (3,207 grammaa) ja rautasulfidia syntyy vain kymmenesosa siitä (8,791 grammaa). Jos 32,066 grammaa rikkiä oli alun perin 5,585 grammaa rautaa, niin 28,859 grammaa rikkiä jäisi jäljelle, kun reaktio on päättynyt.
Metaanin (CH4, maakaasun pääkomponentti) reaktio molekyylisen hapen (O2) kanssa hiilidioksidiksi (CO2) ja vedeksi voidaan kuvata kemiallisella yhtälöllä CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) Tässä tulee esiin eräs toinenkin kemiallisiin yhtälöihin liittyvä ominaisuus. O2:n ja H2O:n edessä oleva luku 2 on stoikiometrinen tekijä. (CH4:n ja CO2:n edellä oleva numero 1 on implisiittinen.) Tämä osoittaa, että yksi metaanimolekyyli reagoi kahden happimolekyylin kanssa tuottaen yhden hiilidioksidimolekyylin ja kaksi vesimolekyyliä. Yhtälö on tasapainossa, koska yhtälön molemmilla puolilla on sama määrä atomeja kustakin alkuaineesta (tässä yksi hiili-, neljä vety- ja neljä happiatomia). Analogisesti rauta-rikki -esimerkin kanssa voidaan sanoa, että 16 grammaa metaania ja 64 grammaa happea tuottaa 44 grammaa hiilidioksidia ja 36 grammaa vettä. Toisin sanoen 80 grammaa reaktantteja johtaa 80 grammaan tuotteita.
Kemiallisen reaktion reaktanttien ja tuotteiden suhdetta kutsutaan kemialliseksi stoikiometriaksi. Stoikiometria perustuu siihen, että aine säilyy kemiallisissa prosesseissa, ja massasuhteita antavat laskelmat perustuvat moolikäsitteeseen. Yksi mooli mitä tahansa alkuaineita tai yhdisteitä sisältää saman määrän atomeja tai molekyylejä kuin yksi mooli mitä tahansa muuta alkuaineita tai yhdisteitä. Kansainvälisen sopimuksen mukaan hiilen yleisimmän isotoopin (hiili-12) yhden moolin massa on täsmälleen 12 grammaa (tätä kutsutaan moolimassaksi) ja se edustaa 6,022140857 × 1023 atomia (Avogadron luku). Yksi mooli rautaa sisältää 55,847 grammaa, yksi mooli metaania sisältää 16,043 grammaa, yksi mooli happea vastaa 31,999 grammaa ja yksi mooli vettä 18,015 grammaa. Kukin näistä massoista edustaa 6,022140857 × 1023 molekyyliä.