termodinamika, kemijska, grana termodinamike koja se bavi energijskim transformacijama tijekom kemijskih reakcija. Njezin je primarni cilj da na temelju energijskih promjena definira uvjete koji određuju smjer spontane kemijske reakcije i njezin doseg, jer konverzija reaktanata u produkte najčešće nije potpuna, pa kemijske reakcije napreduju samo do kemijske ravnoteže, tj. do stupnja u kojem se omjer koncentracija reaktanata i produkata više ne mijenja. Da bi se opisalo stanje sustava, promjene stanja i uvjeti pri kojima proces nastaje, primjenjuju se zakoni → termodinamike. Promjena unutarnje energije sustava funkcija je topline i rada. U sustavu u kojem nastaje neka promjena, a volumen se sustava pritom ne mijenja, nastala toplina jednaka je promjeni unutarnje energije, dok se toplina nastala u sustavu tijekom promjene pri konstantnom tlaku definira kao promjena → entalpije, a jednaka je razlici entalpije konačnog i početnoga stanja. Sve spontane promjene u izoliranom sustavu dovode do porasta → entropije sustava, koju je također moguće izračunati kao razliku entropije konačnog i početnoga stanja.
Na temelju prvog i drugoga zakona termodinamike, → J. W. Gibbs je definirao principe matematičkog i grafičkoga prikaza termodinamičke ravnoteže kemijskih reakcija te mogućnosti njihova zbivanja i napredovanja. Zbog najčešće pretpostavke da se proces zbiva pri konstantnoj temperaturi (T) i tlaku, kao funkcija stanja od primarnoga je interesa → slobodna energija (Gibbsova energija, G). Ona se definira kao energija sustava koja je slobodna za obavljanje rada, a njezina se promjena određuje iz izraza G = dH – TdS i računa na jednak način kao i za entalpiju (H) i entropiju (S). Pri konstantnoj temperaturi i tlaku, bilo kakva spontana promjena odvija se u smislu smanjenja slobodne energije; ona se smanjuje sve dok reakcija ne postigne ravnotežno stanje. U stanju ravnoteže, termodinamičke funkcije, uz konstantne odgovarajuće parametre, imaju minimalan iznos (osim entropije, koja je maksimalna). U praksi se kao kriterij ravnoteže obično uzima slobodna energija, jer je uvjet konstantnosti temperature i tlaka najčešće ostvariv. (→ termodinamika; termokemija)
