Las reacciones se clasifican en exergónicas o endergónicas por el cambio en una cantidad llamada "energía libre de Gibbs". A diferencia de las reacciones endergónicas, una reacción exergónica puede ocurrir espontáneamente, sin necesidad de ingresar el trabajo. Eso no significa que una reacción necesariamente ocurrirá simplemente porque es exergónica: la velocidad a la que ocurre la reacción podría ser tan lenta que nunca ocurrirá en una escala de tiempo que te interese.

Gibbs Free Energy

La energía libre de Gibbs no se llama "energía gratuita" porque no tiene precio, sino porque mide cuánto trabajo no mecánico puede hacer un sistema. Si los reactivos en un proceso tienen una mayor energía libre de Gibbs que los productos, el proceso se denomina exergónico, lo que significa que libera energía. Otra forma de decir esto es describiendo la reacción como termodinámicamente espontánea, lo que significa que no tiene que trabajar para que suceda la reacción.

Exotérmico vs. Exergónico

Muchos, pero no todos , las reacciones exergónicas son exotérmicas, lo que significa que liberan calor. Sin embargo, una reacción puede ser realmente exergónica y, sin embargo, absorber calor o ser endotérmica. En consecuencia, exotérmico y exergónico no necesariamente van de la mano. La diferencia clave entre ellos radica en la diferencia entre trabajo versus calor; un proceso exergónico libera energía a través del trabajo, mientras que un proceso exotérmico libera energía a través del calor. Además, un proceso puede ser exergónico a algunas temperaturas, pero no a otras.

Entropía vs. Entalpía

Los químicos del siglo XIX encontraron reacciones endotérmicas espontáneas bastante desconcertantes; razonaron que una reacción debería ser espontánea si libera calor. Lo que les faltaba era el papel de la entropía, que es una medida de la cantidad de energía no disponible para el trabajo en un sistema. Si consideramos el sistema y su entorno, un proceso será exergónico si provoca un aumento neto de la entropía. Liberar calor a los alrededores hace que la entropía aumente, pero tal reacción puede aún absorber calor y ser exergónica si la entropía del sistema aumenta en una cantidad aún mayor.

Consideraciones

Evaporación - - el proceso por el cual un líquido se convierte en un gas - se asocia con un gran cambio positivo en la entropía. Las reacciones exergónicas que absorben calor son a menudo reacciones que liberan un gas como uno de los productos. A medida que la temperatura aumenta, estas reacciones serán más exergónicas. Una reacción exotérmica que libera calor, por el contrario, será más exergónica a temperaturas más bajas que en las más altas. Todas estas consideraciones juegan un papel para determinar si una reacción será espontánea.