Dva příklady endotermických procesů, které jsou spontánní

Spontánní reakce nastávají bez jakéhokoli čistého vstupu energie. Mnoho faktorů ovlivňuje, zda je reakce spontánní, včetně toho, zda je reakce exotermická nebo endotermická. Exotermické reakce, které vedou ke zvýšené poruše nebo entropii, budou vždy spontánní. Na druhou stranu endotermické reakce, které vedou ke zvýšení pořadí, nejsou nikdy spontánní. Řada reakcí, které zahrnují rozpuštění nebo smíchání určitých sloučenin, je spontánních i endotermických.

Změny entalpie a entropie jsou dvě veličiny, které ovlivňují spontánnost reakce. Změnu entalpie reakce lze obecně chápat jako změnu tepla reakce. Pokud je tato změna záporná, systém vydává tepelnou energii; reakce je exotermická. Pokud je změna entalpie pozitivní, systém absorbuje tepelnou energii; reakce je endotermická. Dalším faktorem, který ovlivňuje spontánnost, je změna entropie reakce. Entropie je termín používaný k popisu náhodnosti nebo poruchy. Pokud dojde ke zvýšení poruchy, je změna entropie pozitivní. Pokud dojde k poklesu poruchy, je změna entropie negativní.

Množství, které definuje, zda je reakce spontánní, se nazývá Gibbsova volná energie. Gibbsova volná energie se vypočítá odečtením součinu teploty systému a změny entropie od změny systému v entalpii. (Slovo „systém“ lze nahradit slovem „reakce.“) Pokud je tento výsledek negativní, reakce je spontánní. Proto, aby byla endotermická reakce spontánní, musí být produkt teploty a změny entropie větší než změna entalpie.

Když se sůl dusičnanu amonného rozpouští ve vodě, spotřebovává teplo ze svého okolí; toto je endotermický proces. V takovém případě může být obal a okolí velmi chladné na dotek. Z tohoto důvodu se dusičnan amonný používá ve studených obalech. V tomto procesu je změna entalpie pozitivní. Změna entropie je však také pozitivní; systém se stává neuspořádanějším. Tato změna entropie je dostatečně velká, aby matematický součin teploty a změny entropie v Gibbsově volné energetické rovnici byl větší než změna entalpie. Gibbsova volná energie je proto negativní a reakce je spontánní.

Reakce mezi pevným oktahydrátem hydroxidu barnatého a pevným thiokyanátem amonným je endotermická a spontánní. Dva z produktů této reakce jsou plynný amoniak a kapalná voda. Tyto fázové změny z pevné látky na plynnou i kapalnou dávají reakci pozitivní změnu entropie. Porucha systému se zvyšuje v důsledku těchto změn - plyny a kapaliny mají více poruch než pevné látky. Toto zvýšení poruchy opět překonává změnu entalpie a reakce je spontánní.