Podstawy termodynamiczne Wyjaśnienie zjawiska sprzężenia reakcji umożliwia termodynamika chemiczna. Wartości stałych równowagi (K) dwóch przykładowych reakcji elementarnych ze wspólnym reagentem A i reakcji sumarycznej: reakcja 1: A + B = M reakcja 2: A + C = N reakcja 3: 2 · A + B + C = M + N
wynoszą:
gdzie: [A], [B], [C], [M], [N] – stężenia molowe reagentów.
Wartości standardowych entalpii swobodnych (ΔG0) tych reakcji, świadczące o możliwości samorzutnego ich zajścia we wskazanym kierunku, opisują zależności: ΔG0(1) = – RT ln K1 ΔG0(2) = – RT ln K2 ΔG0(3) = – RT ln K3
Porównanie równań prowadzi do wniosku, że: ΔG0(3) = – RT ln K3 = – RT ln K1·K2 = – RT (ln K1 + ln K2) = ΔG0(1) + ΔG0(1)
Reakcja złożona 3 może więc przebiegać samorzutnie (spełniać warunek ΔG0(3) < 0) nawet wówczas, gdy samorzutny przebieg elementarnej reakcji 2 nie jest możliwy (ΔG0(2) > 0). Warunkiem jest, aby bezwzględna wartość entalpii swobodnej reakcji egzoenergetycznej (reakcja pierwotna) była większa od analogicznej wartości dla reakcji endoenergetycznej (reakcja wtórna).