Kas ir termodinamiskā stabilitāte?

Zinātnieki var izmērīt siltumenerģijas daudzumu, kas saražots ķīmiskās reakcijas rezultātā. Dažas ķīmiskās sistēmas, nonākot saskarē, automātiski reaģēs viena ar otru. Termodinamiskās reakcijas, kas notiek spontāni un izdala siltumu, sauc par eksotermiskām reakcijām. Lai gan šāda veida sistēmām ir iespējams pievienot siltumenerģiju, kas parasti darbojas, lai paātrinātu reakciju, pašos reaģentos ir pietiekami daudz enerģijas, lai pārveidotu reaģentus produktos. Kad reakcija ir pabeigta, tiek uzskatīts, ka ķīmiskais produkts, kas ir tā pati ķīmiskā sistēma, ko veidoja reaģenti, atrodas termodinamiskās stabilitātes stāvoklī.

Reaģentiem var būt nepieciešams patērēt enerģiju, lai tie pārvērstos produktos. Šāda veida ķīmiskajās sistēmās termodinamiskā stabilitāte rodas pirms enerģijas pievienošanas sistēmai. Ja nav papildu siltumenerģijas, sistēmā esošās ķīmiskās vielas nereaģēs viena ar otru. Viņi spēj pretoties pārveidošanai produktos. Šāda veida termodinamiskā stabilitāte rodas endotermiskās reakcijās.

Eksotermiskas ķīmiskas reakcijas, kuras rezultātā tiek iegūts termodinamiski stabils produkts, piemērs ir cukura un ūdens pārvēršana cukurūdenī. Kad ūdenim pievieno cukuru, reaģenti veido termodinamiski nestabilu sistēmu. Cukurs sāk automātiski šķīst ūdenī, process, kas turpinās, līdz viss cukurs ir pazudis. Šajā brīdī sistēma ir termodinamiski stabila, jo tai būtu nepieciešama enerģijas pievienošana sistēmā, lai mainītu ķīmisko procesu un atdalītu ūdeni un cukuru vienu no otra. Patiesi termodinamiskās stabilitātes stāvokļi ir reti, jo ķīmiskās sistēmas gandrīz vienmēr kaut kādā veidā reaģē.