La stabilità termodinamica è un termine usato in chimica per descrivere un sistema chimico che non consuma né rilascia energia termica. In assenza di variazione di energia termica, la sostanza non subisce una reazione chimica ed è quindi stabile. Nelle miscele termodinamicamente stabili, lo stato stabile si verifica prima che uno qualsiasi dei reagenti chimici sia stato trasformato in prodotti chimici o dopo che il processo è completo. Se un sistema chimico è termodinamicamente stabile, non c’è movimento di calore all’interno di un sistema o tra un sistema e l’ambiente circostante.
Gli scienziati possono misurare la quantità di energia termica prodotta o immessa in una reazione chimica. Alcuni sistemi chimici reagiscono automaticamente tra loro quando entrano in contatto. Le reazioni termodinamiche che si verificano spontaneamente e sprigionano calore sono note come reazioni esotermiche. Sebbene sia possibile aggiungere energia termica a questo tipo di sistema, un atto che di solito funziona per accelerare la reazione, c’è abbastanza energia all’interno dei reagenti stessi per trasformare i reagenti in prodotti. Una volta completata la reazione, il prodotto chimico, che è lo stesso sistema chimico che un tempo erano costituiti i reagenti, si dice che si trovi in uno stato di stabilità termodinamica.
I reagenti possono aver bisogno di consumare energia per essere trasformati in prodotti. In questi tipi di sistemi chimici, la stabilità termodinamica si verifica prima che l’energia venga aggiunta al sistema. In assenza di ulteriore energia termica, le sostanze chimiche nel sistema non reagiranno tra loro. Sono in grado di resistere alla trasformazione in prodotti. Questo tipo di stabilità termodinamica si verifica nelle reazioni endotermiche.
Un esempio di una reazione chimica esotermica che si traduce in un prodotto termodinamicamente stabile è la trasformazione di zucchero e acqua in zucchero-acqua. Quando lo zucchero viene aggiunto all’acqua, i reagenti formano un sistema termodinamicamente instabile. Lo zucchero inizia a dissolversi automaticamente nell’acqua, un processo che continua fino a quando tutto lo zucchero non è sparito. A questo punto, il sistema è termodinamicamente stabile perché ci vorrebbe l’aggiunta di energia nel sistema per invertire il processo chimico e separare l’acqua e lo zucchero l’uno dall’altro. I veri stati di stabilità termodinamica sono rari perché i sistemi chimici sono quasi sempre in procinto di reagire in qualche modo.