To eksempler på endotermiske processer, der er spontane

Spontane reaktioner opstår uden nogen nettotilførsel af energi. Mange faktorer påvirker, om en reaktion er spontan, herunder om reaktionen er eksoterm eller endoterm. Eksoterme reaktioner, der resulterer i øget forstyrrelse eller entropi, vil altid være spontane. På den anden side er endotermiske reaktioner, der resulterer i en stigning i orden, aldrig spontane. Ikke desto mindre er et antal reaktioner, der involverer opløsning eller blanding af visse forbindelser, både spontane og endotermiske.

Ændringer i entalpi og entropi er to størrelser, der påvirker spontaniteten af ​​en reaktion. Ændringen i entalpi af en reaktion kan generelt forstås som ændringen i varme ved en reaktion. Hvis denne ændring er negativ, afgiver systemet varmeenergi; reaktionen er eksoterm. Hvis ændringen i entalpi er positiv, absorberer systemet varmeenergi; reaktionen er endoterm. En anden faktor, der påvirker spontanitet, er en reaktions ændring i entropi. Entropi er et udtryk, der bruges til at beskrive tilfældighed eller lidelse. Hvis der er en stigning i uorden, er ændringen i entropi positiv. Hvis der er et fald i uorden, er ændringen i entropi negativ.

Den mængde, der definerer, om en reaktion er spontan, kaldes Gibbs fri energi. Gibbs fri energi beregnes ved at fratrække produktet af et systems temperatur og ændringen i entropi fra systemets ændring i entalpi. (Ordet "system" kan erstattes af ordet "reaktion.") Hvis dette resultat er negativt, er reaktionen spontan. Derfor, for at en endoterm reaktion skal være spontan, skal produktet af temperaturen og ændringen i entropi være større end ændringen i entalpi.

Når saltet ammoniumnitrat opløses i vand, forbruger det varme fra omgivelserne. dette er en endoterm proces. Beholderen og omgivelserne kan føles meget kold at røre ved, når dette sker. Af denne grund anvendes ammoniumnitrat i kolde pakninger. I denne proces er ændringen i entalpi positiv. Ændringen i entropi er imidlertid også positiv; systemet bliver mere uordnet. Denne ændring i entropi er stor nok til, at det matematiske produkt af temperaturen og ændringen i entropi i Gibbs-ligningen med fri energi er større end ændringen i entalpi. Derfor er Gibbs fri energi negativ, og reaktionen er spontan.

Reaktionen mellem fast bariumhydroxidoctahydrat og fast ammoniumthiocyanat er endoterm og spontan. To af produkterne i denne reaktion er ammoniakgas og flydende vand. Disse faseændringer fra fast til både gas og væske giver reaktionen en positiv ændring i entropi. Systemets forstyrrelse øges på grund af disse ændringer - gasser og væsker har mere uorden end faste stoffer. Igen overvinder denne stigning i uorden ændringen i entalpi, og reaktionen er spontan.