Velocidade média (Vm): é a variação da concentração de qualquer dos reagentes ou produtos de uma reacção química numa unidade de tempo.

Vm =

aA + bBcC

Vm =- ou

O sinal negativo deve-se o consumo dos reagentes durante a reacção.

Os coeficientes a, b e c no denominador da expressão permite ter o mesmo valor da velocidade independentemente da substância considerada no cálculo.

Ex: Dada a equação química a baixo e as variações da concentração molar do ácido Clorídrico em função do tempo, determine a velocidade média nos intervalos: a)1 a 5 min, b)1 a 9 min e c)5 a 9 min. Fe + 2HCl               FeCl2 + H2

 

Tempo em minutos Concentração de HCl (mol)
1 0,115
5 0,060
9 0,033
  1. Vm = = 0,007mol/l-1.min-1
  2. Exercício para o aluno da alínea b e c.
  3. Na indústria obteve-se o amoníaco segundo a equação da reacção: N2 + 3H2 2NH3
  • No início as concentrações de N2 e H2 são respectivamente 0,4mol/l e 1,2mol/l;
  • 5 minutosapos o estabelecimento da reacção, a concentração de N2 é de 0,2mol/l;
  • 10 minutosapos o inicio da reacção, a concentração de H2 é 0,3mol/l;
  • Finalmente, decorridos 15 minutos após o início da reacção, a concentração de NH3 é de 0,7mol/l.
  1. Qual é a concentração do NH3 no início da reacção?
  2. Quais são as concentrações de H2 e de NH3 5 minutos após o estabelecimento da reacção?
  3. Preencha a tabela que se segue.
Tempo (min) N2 (mol/l) H2 (mol/l) NH3 (mol/l)
0 0.4 1.2 0
D [c]      
5 0.2    
D [c]      
10   0.3  
D [c]      
15     0.7
  1. Calcula a velocidade média da reacção nos intervalos de 0 a 5, de 5 a 10, de 10 a 15 e de 0 a 15minutos;
  2. Compare as velocidades da reacção nos intervalos de 0 a 5, 5 a 10 e de 10 a 15. Qual é a conclusão?
  3. Construa, nos eixos, o gráfico da concentração de N2, H2 e NH3 em função do tempo.
Tempo (min) N2 (mol/l) 3H2 (mol/l) 2NH3 (mol/l)
0 0,4 1,2 0
D [c] 0,2 0.6 0.4
5 0,2 0.6 0.4
D [c] 0.1 0.3 0.2
10 0.1 0,3 0.6
D [c] 0.05 0.15 0.1
15 0.05 0.15 0,7

Velocidade instantânea ou velocidade: é igual ao coeficiente angular, o declive ou inclinação da recta tangente ao gráfico da concentração em função do tempo.

Para calcular a velocidade instantânea, num dado instante traça-se uma recta tangente ao gráfico da concentração e calcula-se o declive ou inclinação da recta através dos valores de dois pontos quaisquer da recta. E quanto maior for o declive ou inclinação da recta maior é a velocidade.

O gráfico representa a variação da concentração do produto AB (g) da reacção:

  1. Calcule a velocidade no instante t = 15s
  2. Calcule a velocidade no instante 30s
  3. Compare as velocidades e explica com base na inclinação da recta tangente a razão da diferença dos valores obtidos.