Nie wszystkie spontaniczne reakcje pojawiają się natychmiast ze względu na dostępność lub brak wolnej energii, którą reagujący gatunek musi przeprowadzić w reakcji. Ta energia znana jest jako wolna energia Gibbs.
Każda reakcja chemiczna wiąże się ze zmianą energii swobodnej Gibbs, oznaczonej jako delta G. Ta zmiana energii jest obliczana przez odjęcie całkowitej energii produktów reakcji od energii reagentów. Druga zasada termodynamiki stwierdza, że całkowity stan energetyczny układu zmierza w kierunku wzrostu entropii, co odpowiada zmniejszeniu energii składników układu obecnych po przeprowadzeniu reakcji.
Kiedy zmiana wolnej energii Gibbsa w reakcji jest ujemna, oznacza to, że energia produktów jest niższa niż energia reagentów, co oznacza, że reakcja jest spontaniczna, ponieważ jest ona posłuszna temu drugiemu prawu termodynamiki. Jednak to wielkość tej zmiany w wolnej energii Gibbs, a nie tylko jej znak, wskazuje, jak szybko reakcja prawdopodobnie nastąpi. Reakcje z większymi ujemnymi różnicami w wolnej energii Gibbsa zdarzają się szybciej niż reakcje o mniejszej skali swobodnej zmiany energii. Różnica energii w spontanicznej reakcji ulega rozproszeniu w różnych postaciach, takich jak ciepło ognia lub elektrony z baterii.
