Reacțiile sunt clasificate ca exergonice sau endergonice prin modificarea unei cantități numite „Energie liberă Gibbs"Spre deosebire de reacțiile endergonice, o reacție exergonică poate să apară spontan, fără a fi nevoie să lucreze. Asta nu înseamnă că o reacție va apărea neapărat pur și simplu pentru că este exergonică - viteza la care apare reacția ar putea fi atât de lentă încât nu se va întâmpla niciodată într-un interval de timp care vă interesează.
Energia liberă Gibbs nu se numește „energie liberă”, deoarece nu există nici un preț, ci pentru că măsoară cât de mult poate lucra un mecanic un sistem. Dacă reactanții dintr-un proces au energie liberă Gibbs mai mare decât produsele, procesul se numește exergonic, ceea ce înseamnă că eliberează energie. Un alt mod de a spune acest lucru este să descrieți reacția ca fiind spontană termodinamic, ceea ce înseamnă că nu trebuie să faceți eforturi pentru ca reacția să se întâmple.
Multe, dar nu toate, reacțiile exergonice sunt exoterme, ceea ce înseamnă că eliberează căldură. O reacție poate fi de fapt exergonică și totuși poate absorbi căldura sau poate fi endotermă. În consecință, exotermic și exergonic nu merg neapărat împreună. Diferența cheie dintre ele constă în diferența dintre muncă și căldură; un proces exergonic eliberează energie prin muncă, în timp ce un proces exoterm eliberează energie prin căldură. Mai mult, un proces poate fi exergonic la unele temperaturi, dar nu la altele.
Chimiștii din secolul al XIX-lea au găsit reacții endotermice spontane destul de nedumeritoare; au argumentat că o reacție ar trebui să fie spontană dacă eliberează căldură. Ceea ce le lipsea era rolul entropiei, care este o măsură a cantității de energie indisponibilă pentru munca într-un sistem. Dacă luăm în considerare sistemul, precum și împrejurimile sale, un proces va fi exergonic dacă provoacă o creștere netă a entropiei. Eliberarea de căldură în împrejurimi determină creșterea entropiei, dar o astfel de reacție poate absorbi încă căldura și poate fi exergonică dacă entropia sistemului crește cu o cantitate și mai mare.
Evaporarea - procesul prin care un lichid se transformă într-un gaz - este asociat cu o schimbare pozitivă foarte mare a entropiei. Reacțiile exergonice care absorb căldura sunt adesea reacții care eliberează un gaz ca unul dintre produse. Pe măsură ce temperatura crește, aceste reacții vor deveni mai exergonice. O reacție exotermă care eliberează căldură, în schimb, va fi mai exergonică la temperaturi mai scăzute decât la temperaturi mai ridicate. Toate aceste considerații joacă un rol în determinarea dacă o reacție va fi spontană.