Velocidade das reações químicas

A velocidade de uma reação química é uma taxa de consumo ou formação de um participante em um intervalo de tempo específico. Por isso, em termos práticos, essa velocidade é chamada de velocidade média, que leva em conta a variação da concentração do participante, dividido pelo tempo que essa variação demora a ocorrer.

A velocidade de uma reação química pode ser calculada tanto em função de um reagente quanto de um produto. Além disso, por meio da estequiometria da reação, é possível relacionar as velocidades reacionais. Vale lembrar que fatores diversos são capazes de alterar a velocidade de uma reação química, tais como a concentração dos participantes, a superfície de contato, a pressão, a temperatura e a presença de um catalisador.

Leia também: Cinética química — área que estuda a velocidade das reações químicas

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre a velocidade das reações químicas
• 2 - O que é a velocidade das reações químicas?
• 3 - Como calcular a velocidade das reações químicas?
• 4 - Fatores que influenciam a velocidade das reações químicas
  • 1) Concentração
  • 2) Superfície de contato
  • 3) Pressão
  • 4) Temperatura
  • 5) Catalisador
• 5 - Exercícios resolvidos sobre a velocidade das reações químicas

Resumo sobre a velocidade das reações químicas

• A velocidade de uma reação química apresenta a taxa de consumo ou formação de um determinado participante da reação em um intervalo de tempo.
• Em termos práticos, utiliza-se a velocidade média, que calcula a variação da concentração de um participante dividida pelo tempo que essa variação leva para ocorrer.
• A velocidade de uma reação química pode ser calculada tanto em função de dados de reagente quanto de dados do produto.
• É possível, por meio da estequiometria da reação, utilizar os dados de velocidade de um participante para determinar a velocidade de outro participante.

O que é a velocidade das reações químicas?

A velocidade de uma reação química consiste na taxa de consumo de um reagente ou na taxa de obtenção de um produto em um intervalo de tempo específico. Em termos práticos, usamos a velocidade média de uma reação química, que é, na verdade, a variação da concentração de um participante (reagente ou produto) dividida pelo tempo que essa variação leva para ocorrer.

Como calcular a velocidade das reações químicas?

Para uma reação hipotética:

R → P

A variação da concentração do reagente (R) é simbolizada por Δ, enquanto a variação da concentração do produto é simbolizada por Δ. Dessa forma, a velocidade média em relação ao reagente é:

Velocidade média de consumo de 

Note que existe um sinal de negativo no começo da expressão. Contudo, como é sabido, não existem valores negativos para velocidade. O sinal negativo na frente da expressão é justamente para impedir a formação de um valor negativo, uma vez que, como os reagentes são consumidos, a variação da concentração é negativa.

Já a velocidade média em relação ao produto é:

Velocidade média de formação de

A estequiometria da reação permite, ainda, utilizar uma velocidade média de um participante para se determinar a velocidade média de outro participante da reação. É o caso, por exemplo, da reação:

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

Repare que, para cada 1 mol de N₂, são usados 3 mols de H₂ e são formados 2 mols de NH₃. Assim, dessa forma, a velocidade média de consumo de H₂ é o triplo da velocidade média de consumo de N₂:

V_H2 = 3 × V_N2

Da mesma forma, a velocidade de formação de NH₃ é o dobro da velocidade de consumo de N₂.

V_NH3 = 2 × V_N2

Leia também: Teoria das Colisões — fator fundamental para a ocorrência de uma reação química

Fatores que influenciam a velocidade das reações químicas

As reações químicas têm a sua velocidade influenciada por alterações nas condições em que elas ocorrem. Dessa forma, são fatores que influenciam na velocidade das reações químicas:

1) Concentração

A velocidade de uma reação química é diretamente proporcional à concentração dos participantes, ou seja, quanto maior a concentração, maior a velocidade da reação, uma vez que a frequência de colisão entre as moléculas acaba sendo maior.

2) Superfície de contato

Aumentar a superfície de contato entre os participantes significa expor mais moléculas ou íons reagentes no mesmo intervalo de tempo. Dessa forma, como existem mais moléculas ou íons participando da reação, mais rapidamente ela irá se desencadear. Portanto, dividir finamente os participantes, por exemplo, aumenta a velocidade da reação química por aumento da superfície de contato.

3) Pressão

Para sistemas gasosos, o aumento da pressão acarreta uma diminuição do volume do sistema, forçando os participantes da reação a colidirem com mais frequência. Dessa forma, quanto maior a pressão, maior a velocidade de propagação da reação.

4) Temperatura

O aumento da temperatura também faz com que a reação se desenvolva mais rapidamente. O motivo está no fato de que, com uma maior temperatura, maior a energia cinética das partículas. Dessa forma, as colisões, além de mais frequentes, são também mais energéticas, fazendo com que esses choques tenham mais chance de superar a energia de ativação da reação.

5) Catalisador

Catalisadores são substâncias colocadas no sistema para aumentar a velocidade da reação química. Os catalisadores são capazes de prover uma nova rota reacional para os participantes lá presentes, sendo que essa rota necessitará de menos energia para ocorrer e, por isso, é mais rápida. Além disso, os catalisadores são sempre regenerados ao fim do processo e, por conta disso, não são quimicamente consumidos.

Exercícios resolvidos sobre a velocidade das reações químicas

Questão 1 (UERJ/2026) Observe no gráfico os resultados de um estudo comparativo da concentração de glicose no sangue de um indivíduo, em função do consumo, em momentos diferentes, de dois dissacarídeos, sacarose e palatinose, ao longo de um período de duas horas:

Sabe-se que a palatinose apresenta digestão e absorção mais lentas, fator que contribui para que ela seja utilizada por pessoas diabéticas e por praticantes de exercícios físicos prolongados.

Admita que toda a glicose formada pelo consumo de sacarose e de palatinose seja imediatamente absorvida pelo sangue.

Nos primeiros 30 minutos, a menor velocidade média de formação de glicose, em mol/L.min,

é igual a:

1. 2,5 × 10^-5
2. 4,1 × 10^-5
3. 6,3 × 10^-5
4. 8,0 × 10^-5

Resposta: Letra A.

Pelo gráfico, a menor formação de glicose ocorre por meio da ingestão de palatinose, fazendo com que a concentração de glicose no sangue seja de 7,5 x 10^-4 mol/L. No período de tempo citado (30 minutos), a velocidade média de formação de glicose é:

Velocidade média de formação de glicose = Δ/Δt.

Velocidade média de formação de glicose = (7,5 x 10^-4)/30.

Velocidade média de formação de glicose = 2,5 x 10^-5 mol/L.min.

Questão 2 (UEA – Específico Biológicas/2025) Em um experimento de cinética química, o consumo de amônia (NH₃) foi monitorado na reação com o oxigênio (O₂). Essa reação ocorre conforme representado na equação:

4 NH₃ (g) + 5 O₂ (g) → 4 NO (g) + 6 H₂O (g)

A tabela apresenta a variação da concentração de amônia ao longo do tempo nesse experimento.

Considerando o intervalo de 0 a 30 s, a velocidade de consumo de oxigênio nesse experimento, em mol ⋅ L^–1 ⋅ s^–1, é

1. 1,0 × 10^–2.
2. 8,0 × 10^–1.
3. 3,2 × 10^–2.
4. 4,0 × 10^–1.
5. 5,0 × 10^–1.

Resposta: Letra A.

Deve-se utilizar os dados da concentração de NH₃ para pensar em como adquirir a velocidade de O₂. Para tal, podemos nos aproveitar da estequiometria da reação. Como para cada 4 mols consumidos de NH₃ são necessários 5 mols de O₂, é possível afirmar que o consumo de O₂ é 1,25 vezes maior que de NH₃. Assim:

Velocidade média de consumo de O₂ = 1,25 x Velocidade média de consumo de NH₃

Velocidade média de consumo de O₂ = 1,25 x [ –(0,080-0,320)]/30 s

Velocidade média de consumo de O₂ = 1,25 x [0,008]

Velocidade média de consumo de O₂ = 0,01 = 1,0 × 10^–2 mol ⋅ L^–1 ⋅ s^–1.

Fontes:

DO CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: Questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

FRANCISCO, F. M.; DO CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano. 5ª ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 2009.

USBERCO, J.; SPITALERI, P.; SALVADOR, E. Química 2: conecte live. 3ª ed. vol. 2. São Paulo: Saraiva, 2018.

REIS, M. Química: ensino médio. 2ª ed. vol. 2. São Paulo: Ática, 2016.