O composto
é usado na produção de silício de alta pureza e sílica para aplicações comerciais. Considerando que, na natureza, o cloro é constituído de
de
e
de
e o silício é constituído de
de
de
e
de
, responda:
a) Quantos e quais picos
seriam observados no espectro de massa do íon molecular?
b) Qual é a massa atômica média do silício na natureza?
a) Quantos e quais picos
b) Qual é a massa atômica média do silício na natureza?
Passo 1
Beleza, o exercício manda a gente analisar o
na espectrometria de massas e também calcular a massa atômica média do silício.
Conteúdo: isótopos, distribuição isotópica, massa molecular na espectrometria e média ponderada de massas.
O que vamos precisar:
Conteúdo: isótopos, distribuição isotópica, massa molecular na espectrometria e média ponderada de massas.
O que vamos precisar:
- Saber que cada átomo de Cl pode ser 35 ou 37 e que temos 4 cloros no composto.
- Saber que o Si pode ser 28, 29 ou 30.
- Montar todas as combinações de massas para o íon molecular e extrair os picos únicos.
- Calcular média ponderada (massa atômica média) usando as abundâncias.
Passo 2
Teoria rápida de espectrometria isotópica:
- O espectro de massa do íon molecular de
mostra picos em valores de massa que são simplesmente a soma das massas dos átomos que formam o íon (a razão carga/masa aqui é 1). - Como Cl tem dois isótopos,
(35 u) e (37 u), e Si tem três isótopos, , e , cada combinação dá uma massa diferente. - Para o cálculo da massa atômica média do Si, a gente usa a fórmula
onde
Passo 3
Vamos achar os possíveis
do íon molecular.
- Massas principais:
,
. - No total de 4 cloros, se
for o número de cloros-37, os outros são cloros-35. - Massa dos 4 cloros =
. - A massa total do íon = massa do isótopo de Si +
.
Passo 4
Agora, para cada isótopo de Si (28, 29, 30) e para
, calculamos:
- Se
: → 168, 170, 172, 174, 176 - Se
: → 169, 171, 173, 175, 177 - Se
: → 170, 172, 174, 176, 178
Percebe que alguns valores se repetem entre diferentes isótopos, então os picos únicos (sem repetições) são:
168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177 e 178.
168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177 e 178.
Passo 5
Massa atômica média do silício:
Usamos as abundâncias: 92% de 28, 5% de 29, 3% de 30.
Usamos as abundâncias: 92% de 28, 5% de 29, 3% de 30.
Calculando:
0,92×28 = 25,76
0,05×29 = 1,45
0,03×30 = 0,90
Somando: 25,76 + 1,45 + 0,90 = 28,11 u
Resposta
a) Seriam observados 11 picos de
: 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177 e 178.
b) A massa atômica média do silício na natureza é 28,11 u.
b) A massa atômica média do silício na natureza é 28,11 u.