O catalisador de Sonogashira (publicado por K. Sonogashira, Y. Tohda e N. Nagihara, Tetrahedron Lett., 1975, 4467) é um dos mais ativos catalisadores utilizados para a reação de
acoplamento entre moléculas contendo iodo e alcenos, formando moléculas com atividade biológica. Sua fórmula é
. Sobre ele são apresentados os seguintes dados:
a) Uma análise por espectrometria de massas mostrou que sua massa molar é
.
b) uma amostra submetida a análise elementar revelou que sua composição é
de carbono e 3,74% de hidrogênio.
c) Uma amostra de
foi calcinada em excesso de oxigênio, produzindo
de PdO.
d) Uma amostra de
foi atacada com ácido nítrico. A solução resultante foi tratada com excesso de
, produzindo
de AgCl .
e) Uma amostra de
foi tratada com ácido iodídrico, produzindo
.
A partir desses dados, determine o valor de
e
e escreva a fórmula mínima do composto.
acoplamento entre moléculas contendo iodo e alcenos, formando moléculas com atividade biológica. Sua fórmula é
a) Uma análise por espectrometria de massas mostrou que sua massa molar é
b) uma amostra submetida a análise elementar revelou que sua composição é
c) Uma amostra de
d) Uma amostra de
e) Uma amostra de
A partir desses dados, determine o valor de
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado nos dá um catalisador na forma
com massa molar 807 g/mol, análise elementar (53,76 %C e 3,74 % H) e três experimentos:
a) calcinação → PdO,
b) AgNO₃ → AgCl,
c) HI → PI₃.
O objetivo é achar u, v, w, x, y e z usando este lance de estequiometria e porcentagem. Vamos precisar de cálculos de mol, porcentagem e balanço de massa.
a) calcinação → PdO,
b) AgNO₃ → AgCl,
c) HI → PI₃.
O objetivo é achar u, v, w, x, y e z usando este lance de estequiometria e porcentagem. Vamos precisar de cálculos de mol, porcentagem e balanço de massa.
Passo 2
Determinar u (átomos de Pd por bloco):
- Massa molar do complexo (o “dímero”) é 807 g/mol, então cada unidade entre colchetes tem MM = 807/2 = 403,5 g/mol.
- No experimento ©, 0,8070 g de complexo formam 0,2440 g de PdO.
- M(PdO) ≃ 106,42 + 16,00 = 122,42 g/mol
- mol PdO = 0,2440 / 122,42 = 0,001993 mol → 0,001993 mol de Pd
- mol de complexo em 0,8070 g = 0,8070 / 807 = 0,001000 mol de dímero
- cada mol de dímero tem 2u átomos de Pd, logo
→ u = 1
Passo 3
Determinar v (átomos de Cl por bloco):
No experimento (d), 0,4035 g de complexo dá 0,1435 g de AgCl.
- M(AgCl) = 107,87 + 35,45 = 143,32 g/mol
- mol Cl⁻ = mol AgCl = 0,1435 / 143,32 = 0,001001 mol
- mol de dímero em 0,4035 g = 0,4035 / 807 = 0,000500 mol
- total de Cl por dímero = 0,001001 / 0,000500 = 2,002 ≈ 2 = 2v
→ v = 1
Passo 4
Determinar w (átomos de P por bloco):
No experimento (e), 1,614 g de complexo vira 1,662 g de PI₃.
- M(PI₃) = 30,97 + 3×126,90 = 411,67 g/mol
- mol PI₃ = 1,662 / 411,67 = 0,004038 mol → mol P presente
- mol de dímero em 1,614 g = 1,614 / 807 = 0,002000 mol
- total de P por dímero = 0,004038 / 0,002000 = 2,019 ≈ 2 = 2w
→ w = 1
Passo 5
Determinar x, y, z (o fragmento orgânico):
- MM do bloco = 403,5 g/mol e já sabemos Pd+Cl+P = 1·106,42 + 1·35,45 + 1·30,97 = 172,84 g/mol.
- Massa do(s) grupo(s) orgânico(s) = 403,5 − 172,84 = 230,66 g/mol.
- Pela análise elementar, em 403,5 g temos
- C: 53,76 % → 0,5376×403,5 = 217,0 g ⇒ 217,0/12 ≃ 18,08 átomos de C
- H: 3,74 % → 0,0374×403,5 = 15,1 g ⇒ 15,1/1 ≃ 15,1 átomos de H
Logo o total de átomos de C no bloco é x·z ≃ 18 e H é y·z ≃ 15, e ao mesmo tempo
- A única combinação inteira compatível é x=6, y=5 e z=3, pois
- xz=6×3=18
- yz=5×3=15
- z(12x+y)=3(72+5)=3×77=231 ≈230,66 (pequeno desvio por arredondamento)
Resposta
u = 1, v = 1, w = 1, x = 6, y = 5, z = 3
Fórmula mínima do dímero: