No todas las reacciones espontáneas ocurren instantáneamente debido a la disponibilidad o ausencia de energía libre que las especies que reaccionan necesitan para llevar a cabo la reacción. Esta energía se conoce como la energía libre de Gibbs.
Cada reacción química implica un cambio en la energía libre de Gibbs, indicada como delta G. Este cambio de energía se calcula restando la energía total de los productos de reacción de la de los reactivos. La segunda ley de la termodinámica establece que el estado energético total de un sistema tiende hacia un aumento de la entropía, lo que corresponde a una disminución de la energía de los componentes del sistema presentes después de que se haya llevado a cabo la reacción.
Cuando el cambio en la energía libre de Gibbs de una reacción es negativo, esto indica que la energía de los productos es menor que la energía de los reactivos, lo que significa que la reacción es espontánea, porque obedece a esta segunda ley de la termodinámica. Sin embargo, es la magnitud de este cambio en la energía libre de Gibbs, y no solo su signo, lo que indica qué tan rápido es probable que la reacción proceda. Las reacciones con mayores diferencias negativas en la energía libre de Gibbs ocurren más rápido que aquellas con una magnitud menor de cambio de energía libre. La diferencia de energía en la reacción espontánea se disipa en diferentes formas, como el calor de un incendio o los electrones de una batería.
