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 |
- Vm = = 0,007mol/l-1.min-1
- Exercício para o aluno da alínea b e c.
- 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.
- Qual é a concentração do NH3 no início da reacção?
- Quais são as concentrações de H2 e de NH3 5 minutos após o estabelecimento da reacção?
- 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 |
- 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;
- Compare as velocidades da reacção nos intervalos de 0 a 5, 5 a 10 e de 10 a 15. Qual é a conclusão?
- 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:
- Calcule a velocidade no instante t = 15s
- Calcule a velocidade no instante 30s
- Compare as velocidades e explica com base na inclinação da recta tangente a razão da diferença dos valores obtidos.
