Spontanelik (kimya)

Bir sürecin spontaneliği, bir reaksiyonun Gibbs serbest enerjisi değeri nedeniyle, bir enerji girişi olmadan meydana gelip gelmeyeceğini ifade eder.

Gibbs serbest enerjisi şu şekilde verilir:

$\mathrm{\Delta }G=\mathrm{\Delta }H-T\mathrm{\Delta }S$

$\mathrm{\Delta }G$ = Gibbs serbest enerjisi

$\mathrm{\Delta }H$ = entalpi değişimi

$T$ = sıcaklık (Kelvin cinsinden)

$\mathrm{\Delta }S$ = entropi değişimi

Gibbs serbest enerji değişimi 0 veya negatif ise, reaksiyonun kendiliğinden olduğu ve sisteme bir enerji girişi olmadan gerçekleşebileceği ifade edilir. Gibbs serbest enerjisi 0'ın üzerinde ise, reaksiyon kendiliğinden olmaz ve ilerlemesi için bir enerji girişi gerekir.

Denge reaksiyonlarında, bir reaksiyonun bir yönü kendiliğinden olurken, ters reaksiyon kendiliğinden olmayacaktır. Bu nedenle, denge için genel bir formül kullanarak:

$\mathrm{A}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{B}+\mathrm{C}$

Eğer $A$'dan $B$ ve $C$ oluşumu spontane ise, $B$ ve $C$'den $A$ oluşumu spontane olmayacaktır.

Spontane bir sürece örnek, elmasın grafite dönüştürülmesidir, çünkü grafit daha termodinamik olarak kararlı bir yapıya sahiptir. Spontane olmayan bir sürecin bir örneği ise sistemin dışından bir enerji girişi gerektirdiğinden, karbondioksit ve su oluşturmak için metanın oksijende yanması olabilir.