Se va întâmpla o reacție de la sine? Aceasta este întrebarea la care răspunde energia liberă Gibbs. Ea combină entalpia și entropia într-o singură mărime care prezice spontaneitatea. Ecuația este delta G = delta H minus T delta S. Dacă delta G este negativ, reacția este spontană. Dacă este pozitiv, reacția este nespontană. Dacă este zero, sistemul este la echilibru. Energia liberă Gibbs este forța motrice termodinamică.

Conceptul a fost dezvoltat de Josiah Willard Gibbs în anii 1870. El a arătat că, la temperatură și presiune constante, direcția schimbării spontane este spre o energie liberă mai mică. Energia liberă este energia disponibilă pentru a efectua lucru util. O parte din energia totală este legată de entropie și nu poate fi utilizată. Restul este liberă.

Energia liberă Gibbs explică multe observații. O reacție exotermă cu entropie crescătoare este întotdeauna spontană. O reacție endotermă cu entropie descrescătoare nu este niciodată spontană. O reacție exotermă cu entropie descrescătoare este spontană la temperaturi scăzute. O reacție endotermă cu entropie crescătoare este spontană la temperaturi ridicate. Dependența de temperatură provine din termenul T delta S.

Energia liberă Gibbs este utilizată pentru a prezice fezabilitatea reacțiilor, a calcula constantele de echilibru și a proiecta procese chimice. De asemenea, este utilizată în biologie pentru a înțelege metabolismul. Hidroliza ATP are un delta G negativ, motiv pentru care stimulează munca celulară. Domeniul bioenergeticii este construit pe energia liberă Gibbs.