Reacties worden geclassificeerd als exergonisch of endergonisch door de verandering in een hoeveelheid die "Gibbs-vrije energie" wordt genoemd. In tegenstelling tot endergonische reacties kan een exergonische reactie spontaan optreden, zonder dat er input nodig is. Dat betekent niet dat een reactie noodzakelijkerwijs zal plaatsvinden, simpelweg omdat het exergonisch is - de snelheid waarmee de reactie plaatsvindt, zou zo langzaam kunnen zijn dat het nooit zal gebeuren op een tijdschaal waar je om geeft.

Gibbs Free Energy

Gibbs vrije energie wordt niet "gratis energie" genoemd omdat er geen prijskaartje is, maar omdat het meet hoeveel niet-mechanisch werk een systeem kan doen. Als de reactanten in een proces hogere Gibbs-vrije energie hebben dan de producten, wordt het proces exergonisch genoemd, wat betekent dat het energie vrijmaakt. Een andere manier om dit te zeggen, is om de reactie te beschrijven als thermodynamisch spontaan, wat betekent dat je geen werk hoeft te doen om de reactie te laten plaatsvinden.

Exotherm versus exergetisch nieuws

Veel, maar niet alle , zijn exergonische reacties exotherm, wat betekent dat ze warmte afgeven. Een reactie kan echter exergonisch zijn en toch warmte absorberen, of endotherm zijn. Daarom gaan exotherm en exergonic niet noodzakelijkerwijs samen. Het belangrijkste verschil tussen hen ligt in het verschil tussen werk en warmte; een exergonisch proces geeft energie vrij via werk, terwijl een exothermisch proces energie vrijgeeft via warmte. Bovendien kan een proces bij sommige temperaturen exergonisch zijn, maar niet bij andere.

Entropy vs. Enthalpy

Negentiende-eeuwse scheikundigen vonden spontane endotherme reacties nogal verwarrend; ze redeneerden dat een reactie spontaan zou moeten zijn als het warmte afgeeft. Wat ze misten, was de rol van entropie, die een maat is voor de hoeveelheid energie die niet beschikbaar is voor werk in een systeem. Als we zowel het systeem als de omgeving in ogenschouw nemen, zal een proces exergonisch zijn als het een netto toename van entropie veroorzaakt. Door warmte af te geven aan de omgeving neemt de entropie toe, maar een dergelijke reactie kan nog steeds warmte absorberen en exergonisch zijn als de entropie van het systeem met een nog grotere hoeveelheid toeneemt.

Overwegingen

Verdamping - - het proces waarbij een vloeistof in een gas verandert - hangt samen met een zeer grote positieve verandering in entropie. Exergonische reacties die warmte absorberen zijn vaak reacties die een gas afgeven als een van de producten. Naarmate de temperatuur stijgt, zullen deze reacties meer exergonisch worden. Een exotherme reactie die warmte afgeeft, is daarentegen exergonisch bij lagere temperaturen dan bij hogere temperaturen. Al deze overwegingen spelen een rol bij het bepalen of een reactie spontaan zal zijn.