O espectro de massas de alta resolução de uma substância desconhecida registrou íon molecular em
122.0242. Qual a FM dessa substância?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que no espectro de massas de alta resolução de uma substância desconhecida, foi registrado um íon molecular com m/z igual a 122,0242. Nosso objetivo aqui é descobrir a Fórmula Molecular (FM) dessa substância. Para resolver isso, vamos usar conceitos de espectrometria de massas e fundamentos de cálculo de fórmulas moleculares baseados na massa exata dos elementos.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que m/z representa a razão entre a massa do íon e sua carga. No caso do íon molecular, geralmente a carga (z) é +1, então a massa molecular (M) da substância é aproximadamente igual a 122,0242 Da.
Passo 3
Agora, vamos determinar quais elementos podem compor essa fórmula molecular. Geralmente, consideramos elementos como Carbono ©, Hidrogênio (H), Nitrogênio (N) e Oxigênio (O), que são comuns em muitas substâncias orgânicas.
Passo 4
Vamos utilizar as massas isotópicas precisas desses elementos para montar a equação:
- C: 12,00000 Da
- H: 1,007825 Da
- N: 14,003074 Da
- O: 15,994915 Da
Assim, queremos encontrar números inteiros de cada elemento (nC, nH, nN, nO) que satisfaçam a seguinte equação:
Passo 5
Vamos começar tentando diferentes combinações de C, H, N e O para ver qual delas se aproxima mais da massa total de 122,0242 Da.
Vamos supor que a substância não contenha nitrogênio inicialmente (nN = 0), facilitando nossos cálculos:
Passo 6
Tentando com nC = 8:
Subtraindo da massa total:
Agora, temos 26,0242 Da para distribuir entre H e O.
Passo 7
Vamos tentar com nO = 1:
Subtraindo desse valor:
Agora, precisamos ver quantos H temos:
Arredondando, temos nH = 10.
Passo 8
Então, temos:
- C: 8
- H: 10
- O: 1
- N: 0
Vamos verificar se essa combinação dá a massa correta:
Passo 9
A massa calculada (122,073165 Da) está muito próxima da massa observada (122,0242 Da), com uma diferença mínima que é aceitável considerando a precisão da espectrometria de massas de alta resolução.
Resposta
A fórmula molecular da substância desconhecida é
.
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