Qual a diferença entre velocidade média e velocidade média única de uma reação?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a diferença entre velocidade média e velocidade média única de uma reação química. O conteúdo envolve cinética química, em particular os conceitos de taxa de reação média num intervalo de tempo qualquer e a taxa média “global” ou “única” que descreve toda a reação do início ao fim. Para resolver, vamos usar a definição de avanço da reação
e as fórmulas de taxa média.
Passo 2
Definimos o avanço da reação
de modo que, para uma reação genérica
tenhamos
A velocidade instantânea de reação é
Passo 3
A velocidade média num intervalo de tempo
é a variação de
nesse intervalo dividida pelo comprimento do intervalo:
Em termos de concentração de
, por exemplo, fica
Note que esse valor depende de quais
e
escolhemos.
Passo 4
Como
depende do intervalo
, ao mudarmos esses instantes obteremos em geral diferentes valores de velocidade média. Isso reflete que a reação costuma acelerar ou desacelerar com o tempo (variação de concentrações, temperatura, etc.).
Passo 5
Já a velocidade média única é a taxa média calculada uma única vez para toda a reação, desde o instante inicial
até o instante final
em que ela se completa (ou até uma conversão desejada). Nesse caso:
É uma única grandeza que resume o comportamento global da reação, sem detalhar variações internas.
Passo 6
Em resumo:
- Velocidade média
refere-se a qualquer intervalo e varia conforme escolhemos esse intervalo. - Velocidade média única
é o valor obtido usando sempre o mesmo intervalo, do início ao fim da reação, fornecendo um único número que caracteriza a taxa global.
Resposta
A velocidade média
é calculada em qualquer intervalo de tempo
e varia conforme esse intervalo. A velocidade média única
é a taxa média avaliada uma só vez para toda a reação, de
até
, resultando num único valor que representa o comportamento global da reação.