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 [Pdu Clv Pw(Cx Hy)z]2. Sobre ele são apresentados os seguintes dados:
a) Uma análise por espectrometria de massas mostrou que sua massa molar é 807 g / mol.
b) uma amostra submetida a análise elementar revelou que sua composição é 53,76 % de carbono e 3,74% de hidrogênio.
c) Uma amostra de 0,8070 g foi calcinada em excesso de oxigênio, produzindo 0,2440 g de PdO.
d) Uma amostra de 0,4035 g foi atacada com ácido nítrico. A solução resultante foi tratada com excesso de AgNO3, produzindo 0,1435 g de AgCl .
e) Uma amostra de 1,614 g foi tratada com ácido iodídrico, produzindo 1,662 g de PI3.
A partir desses dados, determine o valor de u, v, w, x, y e z e escreva a fórmula mínima do composto.

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado nos dá um catalisador na forma
l[Pdu Clv Pw ( CxHy )zr]2
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.

Passo 2

Determinar u (átomos de Pd por bloco):
  1. Massa molar do complexo (o “dímero”) é 807 g/mol, então cada unidade entre colchetes tem MM = 807/2 = 403,5 g/mol.
  2. 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):
  1. 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.
  2. Massa do(s) grupo(s) orgânico(s) = 403,5 − 172,84 = 230,66 g/mol.
  3. 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
    z,(12x + y)=230,66
  4. 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:
boxedl[PdClP(C6H5)3r]2

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