Le reazioni sono classificate come esergoniche o endergoniche dal cambiamento di una quantità chiamata "energia libera di Gibbs". A differenza delle reazioni endergoniche, una reazione esergonica può avvenire spontaneamente, senza bisogno di inserire lavoro. Ciò non significa che una reazione si verificherà necessariamente semplicemente perché è esergica - la velocità con cui avviene la reazione potrebbe essere così lenta che non accadrà mai in un lasso di tempo a cui tieni.

Energia libera di Gibbs

L'energia libera di Gibbs non si chiama "energia libera" perché non c'è un prezzo, ma perché misura il lavoro non meccanico che un sistema può fare. Se i reagenti in un processo hanno una maggiore energia libera di Gibbs rispetto ai prodotti, il processo si chiama esergonico, ovvero rilascia energia. Un altro modo per dire questo è descrivere la reazione come termodinamicamente spontanea, nel senso che non devi fare il lavoro per far accadere la reazione.

Esotermico vs. Exergonico

Molti, ma non tutti le reazioni esergoniche sono esotermiche, il che significa che rilasciano calore. Una reazione può effettivamente essere esergica, tuttavia, e tuttavia assorbire calore, o essere endotermica. Di conseguenza, esotermico ed esergico non vanno necessariamente insieme. La differenza fondamentale tra loro risiede nella differenza tra lavoro e calore; un processo esergico rilascia energia attraverso il lavoro, mentre un processo esotermico rilascia energia attraverso il calore. Inoltre, un processo può essere esergico ad alcune temperature ma non ad altre.

Entropia vs Entalpia

I chimici ottocenteschi hanno trovato sconcertanti reazioni endotermiche spontanee; hanno ragionato che una reazione dovrebbe essere spontanea se rilascia calore. Quello che mancava era il ruolo dell'entropia, che è una misura della quantità di energia non disponibile per il lavoro in un sistema. Se consideriamo il sistema e l'ambiente circostante, un processo sarà esergico se causerà un aumento netto dell'entropia. Il rilascio di calore nell'ambiente circostante fa aumentare l'entropia, ma tale reazione può ancora assorbire calore ed essere esergica se l'entropia del sistema aumenta di una quantità ancora maggiore.

Considerazioni

Evaporazione - - il processo mediante il quale un liquido si trasforma in un gas - è associato a un grandissimo cambiamento positivo nell'entropia. Le reazioni esogene che assorbono il calore sono spesso reazioni che rilasciano un gas come uno dei prodotti. All'aumentare della temperatura, queste reazioni diventeranno più esergiche. Una reazione esotermica che rilascia calore, al contrario, sarà più esergica a temperature più basse che a temperature più elevate. Tutte queste considerazioni hanno un ruolo nel determinare se una reazione sarà spontanea