La stabilité thermodynamique est un terme utilisé en chimie pour décrire un système chimique qui ne consomme ni ne libère d’énergie thermique. En l’absence de changement d’énergie thermique, la substance ne subit pas de réaction chimique et est donc stable. Dans les mélanges thermodynamiquement stables, l’état stable se produit soit avant que l’un des réactifs chimiques n’ait été transformé en produits chimiques, soit après la fin de ce processus. Si un système chimique est thermodynamiquement stable, il n’y a pas de mouvement de chaleur à l’intérieur d’un système ou entre un système et le milieu environnant.
Les scientifiques peuvent mesurer la quantité d’énergie thermique produite par ou mise dans une réaction chimique. Certains systèmes chimiques réagiront automatiquement entre eux lorsqu’ils entreront en contact. Les réactions thermodynamiques qui se produisent spontanément et dégagent de la chaleur sont appelées réactions exothermiques. Bien qu’il soit possible d’ajouter de l’énergie thermique à ce type de système, un acte qui fonctionne généralement pour accélérer la réaction, il y a suffisamment d’énergie dans les réactifs eux-mêmes pour transformer les réactifs en produits. Une fois la réaction terminée, le produit chimique, qui est le même système chimique que les réactifs une fois constitués, est dit dans un état de stabilité thermodynamique.
Les réactifs peuvent avoir besoin de consommer de l’énergie pour être transformés en produits. Dans ces types de systèmes chimiques, la stabilité thermodynamique se produit avant que l’énergie ne soit ajoutée au système. En l’absence d’énergie thermique supplémentaire, les produits chimiques du système ne réagiront pas les uns avec les autres. Ils sont capables de résister à la transformation en produits. Ce type de stabilité thermodynamique se produit dans les réactions endothermiques.
Un exemple de réaction chimique exothermique qui aboutit à un produit thermodynamiquement stable est la transformation du sucre et de l’eau en eau sucrée. Lorsque le sucre est ajouté à l’eau, les réactifs forment un système thermodynamiquement instable. Le sucre commence à se dissoudre automatiquement dans l’eau, un processus qui se poursuit jusqu’à ce que tout le sucre soit parti. À ce stade, le système est thermodynamiquement stable car il faudrait ajouter de l’énergie dans le système pour inverser le processus chimique et séparer l’eau et le sucre les uns des autres. Les véritables états de stabilité thermodynamique sont rares car les systèmes chimiques sont presque toujours en train de réagir d’une manière ou d’une autre.