As reações são classificadas como exergônicas ou endergônicas pela mudança em uma quantidade chamada "energia livre de Gibbs". Ao contrário das reações endergônicas, uma reação exergônica pode ocorrer espontaneamente, sem a necessidade de entrada no trabalho. Isso não significa necessariamente que uma reação ocorra simplesmente porque é exergônica - a taxa na qual a reação ocorre pode ser tão lenta que nunca acontecerá em uma escala de tempo que você se preocupa.

Gibbs Free Energy

A energia livre de Gibbs não é chamada de "energia livre" porque não há preço, mas porque mede quanto trabalho não-mecânico um sistema pode fazer. Se os reagentes em um processo tiverem maior energia livre de Gibbs do que os produtos, o processo é chamado de exergônico, o que significa que libera energia. Outra maneira de dizer isso é descrever a reação como termodinamicamente espontânea, o que significa que você não precisa trabalhar para fazer a reação acontecer.

Exotérmica versus Exergônica

Muitos, mas não todos , as reações exergônicas são exotérmicas, o que significa que elas liberam calor. Uma reação pode, na verdade, ser exergônica, e ainda absorver calor, ou ser endotérmica. Consequentemente, exotérmica e exergônica não necessariamente andam juntas. A principal diferença entre eles está na diferença entre trabalho versus calor; um processo exergônico libera energia através do trabalho, enquanto um processo exotérmico libera energia através do calor. Além disso, um processo pode ser exergônico em algumas temperaturas, mas não em outros.

Entropia versus Entalpia

Químicos do século XIX acharam reações endotérmicas espontâneas bastante intrigantes; eles raciocinaram que uma reação deveria ser espontânea se liberasse calor. O que eles estavam perdendo era o papel da entropia, que é uma medida da quantidade de energia indisponível para o trabalho em um sistema. Se considerarmos o sistema bem como seu entorno, um processo será exergônico se causar um aumento líquido na entropia. A liberação de calor para o ambiente faz com que a entropia aumente, mas essa reação ainda pode absorver calor e ser exergônica se a entropia do sistema aumentar em quantidade ainda maior.

Considerações

Evaporação - - o processo pelo qual um líquido se transforma em gás - está associado a uma mudança positiva muito grande na entropia. Reações exergônicas que absorvem calor são freqüentemente reações que liberam um gás como um dos produtos. À medida que a temperatura aumenta, essas reações se tornarão mais exergônicas. Uma reação exotérmica que libera calor, em contraste, será mais exergônica em temperaturas mais baixas do que nas mais altas. Todas essas considerações desempenham um papel em determinar se uma reação será espontânea.