Di alam, adalah umum untuk mengamati proses fisik dan kimia di mana suatu sistem berkembang dalam arti tertentu secara spontan hingga mencapai keadaan akhir.
Kami dapat memberikan ribuan contoh dalam hal ini; Dengan cara ini, gas mengembang secara spontan sampai menempati semua ruang yang dimilikinya, tetapi tidak berkontraksi untuk mengurangi volumenya; kopi panas dalam cangkir menghasilkan panas ke lingkungan dan suhu kopi menurun tetapi, setelah dingin, kopi tidak mendapatkan kembali suhu awalnya; Dalam reaksi kimia yang terjadi antara seng dan asam klorida, hidrogen dan seng klorida diperoleh, tetapi reaksi dalam arah yang berlawanan tidak terjadi; butana, ketika korek api didekatkan, bergabung dengan oksigen di udara menyebabkan karbon dioksida dan air, tetapi karbon dioksida dan air yang terbentuk tidak secara spontan bergabung membentuk butana, dan seterusnya mereka dapat menemukan banyak kasus.
Fakta bahwa prosesnya spontan tidak berarti itu terjadi, atau terjadi dengan cepat. Dengan demikian kita dapat menemukan proses spontan yang cepat, seperti yang menangani netralisasi asam-basa, dan lainnya yang jauh lebih lambat, seperti yang berhubungan dengan oksidasi besi oleh aksi gas dan zat yang ditemukan di atmosfer.
The Prinsip pertama Termodinamika menentukan konservasi energi melalui proses kimia fisik, tetapi tidak menjelaskan kepada kami apa yang rasa di mana proses ini berkembang.
Jadi, apa atau apa yang bisa menjadi penyebab yang menentukan bahwa proses berkembang ke arah tertentu dan tidak secara spontan berkembang ke arah yang berlawanan?
Dalam semua contoh yang telah kita diskusikan sebelumnya, sistem kehilangan energi, dan merupakan fakta umum di alam dan di sebagian besar reaksi kimia bahwa sistem cenderung mencapai energi minimum. Situasi ini terpenuhi, misalnya, dalam reaksi berikut:
Zn (s) + 2 H + (aq) → H2 (g) + Zn2 + (aq), Hº = – 152,5 kJ
C4H10 (g) + 13/2 O2 (g) → 4 CO2 (g) + 5 H2O ( l), Hº = -2,878,5 kJ
Kedua reaksi tersebut bersifat spontan dan eksotermik, dimana terjadi perpindahan kalor ke lingkungan, sehingga kandungan energi produk lebih rendah dari pada kandungan energi reaktan, dalam kedua kasus premium bahwa Hº <0. Menganalisis reaksi ini dan banyak lainnya, selalu eksotermik dan spontan, dapat dianggap bahwa proses spontan adalah proses yang terjadi dengan pelepasan panas. Namun, meskipun benar bahwa sebagian besar reaksi kimia eksotermik biasanya spontan, ada proses endotermik yang juga spontan, seperti pelarutan beberapa garam dalam air, proses penguapan cairan, serta beberapa reaksi dekomposisi. Kami melihat beberapa reaksi yang dikutip di bawah ini:
NH4Cl (s) → NH4 + (aq) + Cl- (aq); Hº = 14,7 kJ
H2O (l) → H2O (g), Hº = 44,0 kJ
Dalam proses terakhir ini, entalpi sistem meningkat, yaitu lebih besar dari nol, sehingga penurunan entalpi tidak boleh menjadi satu-satunya faktor yang menentukan spontanitas atau non-spontanitas dari proses fisika-kimia.