Toutes les réactions spontanées ne se produisent pas instantanément en raison de la disponibilité ou de l'absence d'énergie libre dont les espèces réagissantes ont besoin pour effectuer la réaction. Cette énergie est connue sous le nom d'énergie libre de Gibbs.
Chaque réaction chimique implique une variation de l'énergie libre de Gibbs, notée delta G. Cette variation d'énergie est calculée en soustrayant l'énergie totale des produits de réaction de celle des réactifs. La deuxième loi de la thermodynamique stipule que l'état énergétique total d'un système tend vers une augmentation de l'entropie, ce qui correspond à une diminution de l'énergie des constituants du système présents après la réalisation de la réaction.
Lorsque la variation de l'énergie libre de Gibbs d'une réaction est négative, cela indique que l'énergie des produits est inférieure à l'énergie des réactifs, ce qui signifie que la réaction est spontanée, car elle obéit à cette deuxième loi de la thermodynamique. Cependant, c'est l'ampleur de ce changement dans l'énergie libre de Gibbs, et pas seulement son signe, qui indique à quelle vitesse la réaction est susceptible de se dérouler. Les réactions avec des différences négatives plus importantes dans l'énergie libre de Gibbs se produisent plus rapidement que celles avec une plus petite amplitude de changement d'énergie libre. La différence d'énergie dans la réaction spontanée est dissipée sous différentes formes, telles que la chaleur d'un incendie ou les électrons d'une batterie.
