Proběhne reakce sama od sebe? Na tuto otázku odpovídá Gibbsova volná energie. Spojuje entalpii a entropii do jedné veličiny, která predikuje spontánnost. Rovnice je delta G = delta H mínus T delta S. Pokud je delta G záporná, reakce je spontánní. Pokud je kladná, reakce není spontánní. Pokud je nulová, systém je v rovnováze. Gibbsova volná energie je termodynamická hnací síla.

Tuto koncepci rozvinul Josiah Willard Gibbs v 70. letech 19. století. Ukázal, že při konstantní teplotě a tlaku směřuje spontánní změna k nižší volné energii. Volná energie je energie dostupná pro vykonání užitečné práce. Část celkové energie je vázána v entropii a nelze ji využít. Zbytek je volný.

Gibbsova volná energie vysvětluje mnoho pozorování. Exotermická reakce s rostoucí entropií je vždy spontánní. Endotermická reakce s klesající entropií není nikdy spontánní. Exotermická reakce s klesající entropií je spontánní při nízkých teplotách. Endotermická reakce s rostoucí entropií je spontánní při vysokých teplotách. Teplotní závislost vychází z členu T delta S.

Gibbsova volná energie se používá k predikci proveditelnosti reakcí, výpočtu rovnovážných konstant a návrhu chemických procesů. Používá se také v biologii k pochopení metabolismu. Hydrolýza ATP má negativní delta G, a proto pohání buněčnou práci. Oblast bioenergetiky je postavena na Gibbsově volné energii.