Se conosciamo la variazione di entropia del sistema e quella dell’ambiente possiamo sapere se una reazione è o meno spontanea. Si può arrivare alla stessa conclusione considerando un’altra grandezza termodinamica che è l’energia libera, più facile da calcolare perchè è legata solo al sistema di reazione, quindi non tiene conto dell’ambiente esterno.
L’energia libera (G), detta anche energia libera di Gibbs, nello specifico è quella grandezza termodinamica che dipende dall’entalpia, dalla temperatura assoluta e dall’entropia del sistema. Inoltre ha le proprietà di un’energia potenziale
L’equazione che definisce tale energia è:
G =H -TS
L’unità di misura di G è Kj\mol.
Possiamo dire che poichè è un’energia potenziale e quindi tende a raggiungere un minimo, qualsiasi trasformazione chimica o fisica risulta spontanea se la variazione di energia libera è negativa
Le condizioni di entropia ed entalpia che di devono avere affinchè una reazione sia spontanea sono:
,
, con
, ,con
Se l’energia libera dei reagenti è maggiore di quella dei prodotti, la reazione porterà alla formazione dei prodotti. In caso contrario avremo la trasformazione inversa, quindi i prodotti si trasformeranno in reagenti.