Alterações na entalpia e na entropia são duas grandezas que afetam a espontaneidade de uma reação. A mudança na entalpia de uma reação pode ser geralmente entendida como a mudança no calor de uma reação. Se esta mudança for negativa, o sistema libera energia térmica; a reação é exotérmica. Se a alteração na entalpia for positiva, o sistema absorve a energia térmica; a reação é endotérmica. Outro fator que afeta a espontaneidade é a mudança de uma reação na entropia. Entropia é um termo usado para descrever aleatoriedade ou desordem. Se houver um aumento na desordem, a mudança na entropia é positiva. Se houver uma diminuição na desordem, a mudança na entropia é negativa.

Energia Livre de Gibbs

A quantidade que define se uma reação é espontânea é chamada de energia livre de Gibbs. A energia livre de Gibbs é calculada subtraindo-se o produto da temperatura de um sistema e a mudança na entropia da alteração do sistema na entalpia. (A palavra "sistema" pode ser substituída pela palavra "reação".) Se esse resultado for negativo, a reação será espontânea. Portanto, para que uma reação endotérmica seja espontânea, o produto da temperatura e a mudança na entropia devem ser maiores que a mudança na entalpia.

Dissolvendo nitrato de amônio

Quando o sal nitrato de amônio dissolve-se em água, consome calor do ambiente; este é um processo endotérmico. O recipiente e o ambiente podem ficar muito frios ao toque quando isso acontece. Por esse motivo, o nitrato de amônio é usado em embalagens frias. Nesse processo, a mudança na entalpia é positiva. No entanto, a mudança na entropia também é positiva; o sistema se torna mais desordenado. Essa mudança na entropia é grande o suficiente para que o produto matemático da temperatura e a mudança na entropia na equação de energia livre de Gibbs seja maior do que a mudança na entalpia. Portanto, a energia livre de Gibbs é negativa, e a reação é espontânea.

Hidróxido de bário e tiocianato de amônio

A reação entre hidrato de bário sólido octa-hidratado e tiocianato de amônio sólido é endotérmica e espontânea. Dois dos produtos nesta reação são gás de amônia e água líquida. Essas mudanças de fase de sólido para gás e líquido dão à reação uma mudança positiva na entropia. O distúrbio do sistema aumenta devido a essas mudanças - gases e líquidos têm mais desordem do que sólidos. Novamente, esse aumento na desordem supera a mudança na entalpia e a reação é espontânea.