Nem todas as reações espontâneas ocorrem instantaneamente devido à disponibilidade ou ausência de energia livre de que as espécies reagentes precisam para realizar a reação. Essa energia é conhecida como energia livre de Gibbs.
Cada reação química envolve uma mudança na energia livre de Gibbs, denotada como delta G. Essa mudança de energia é calculada subtraindo a energia total dos produtos da reação daquela dos reagentes. A segunda lei da termodinâmica afirma que o estado de energia total de um sistema tende a um aumento da entropia, o que corresponde a uma diminuição da energia dos constituintes do sistema presentes após a realização da reação.
Quando a variação da energia livre de Gibbs de uma reação é negativa, isso indica que a energia dos produtos é inferior à energia dos reagentes, o que significa que a reação é espontânea, pois obedece a esta segunda lei da termodinâmica. No entanto, é a magnitude dessa mudança na energia livre de Gibbs, e não apenas seu sinal, que indica a rapidez com que a reação provavelmente ocorrerá. As reações com maiores diferenças negativas na energia livre de Gibbs acontecem mais rápido do que aquelas com uma magnitude menor de mudança de energia livre. A diferença de energia na reação espontânea é dissipada em diferentes formas, como o calor de um incêndio ou os elétrons de uma bateria.
