A constante de velocidade de formação do complexo
a partir de
quando
, and
diferem em não mais do que um fator 2 . Qual deve ser o mecanismo de substituição?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o enunciado está pedindo. A questão fala sobre a constante de velocidade para a formação de um complexo de cobalto com diferentes ligantes (Cl⁻, Br⁻, N³⁻ e SCN⁻). A constante de velocidade não varia mais que um fator de 2 entre esses ligantes. Queremos descobrir qual é o mecanismo de substituição que está ocorrendo nesse processo.
Conteúdo da matéria: Mecanismos de substituição em química de coordenação, especialmente os mecanismos associativo, dissociativo e de intercâmbio.
O que vamos precisar: Entender os diferentes tipos de mecanismos de substituição e como a variação das constantes de velocidade pode indicar qual deles está ocorrendo.
Passo 2
Primeiro, vamos revisar os principais mecanismos de substituição em química de coordenação:
-
Mecanismo Associativo (I_A): Neste mecanismo, um novo ligante se associa ao complexo metálico antes da saída do ligante antigo. Isso forma um intermediário com mais ligantes do que o complexo inicial.
-
Mecanismo Dissociativo (I_D): Aqui, o ligante original sai do complexo antes que o novo ligante se associe. Isso implica que há uma etapa de dissociação primeiro.
-
Mecanismo de Intercâmbio (I_i): Este é um intermediário entre os mecanismos associativo e dissociativo, onde ocorre uma troca simultânea de ligantes.
Passo 3
Vamos analisar como a constante de velocidade está relacionada a esses mecanismos. A variação das constantes de velocidade pode nos dar pistas sobre qual mecanismo está predominando:
-
No mecanismo associativo (I_A): A constante de velocidade tende a variar bastante com diferentes ligantes, porque a taxa depende da facilidade com que o novo ligante se associa.
-
No mecanismo dissociativo (I_D): A constante de velocidade está mais relacionada à força de ligação do ligante que está saindo. Ligantes mais fortes desaceleram a taxa de substituição.
-
No mecanismo de intercâmbio (I_i): A dependência da constante de velocidade com os ligantes é menor, pois há uma troca simultânea.
Passo 4
No enunciado, a constante de velocidade não varia mais que um fator de 2 quando mudamos o ligante X. Isso indica que a taxa de substituição não é muito sensível ao tipo de ligante que está sendo substituído. Se fosse um mecanismo associativo ou dissociativo puro, esperaríamos uma variação maior nas constantes de velocidade com diferentes ligantes.
Passo 5
Portanto, a pouca variação nas constantes de velocidade sugere que o mecanismo de intercâmbio está em jogo. Nesse caso, a substituição não depende fortemente das propriedades específicas dos ligantes envolvidos, o que está de acordo com a observação de que as constantes de velocidade diferem em no máximo um fator de 2.
Resposta
O mecanismo de substituição que ocorre é o mecanismo de intercâmbio (I_i).
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