O ácido fluorídrico, HF(aq), não pode ser estocado em garrafas de vidro porque os compostos chamados silicatos presentes no vidro são atacados pelo \mathrm{HF}(a q). O silicato de sódio \left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{SiO}_{3}\right), por exemplo, reage como a seguir:
\mathrm{NaSiO}_{3}+8 \mathrm{HF}( aq ) \longrightarrow
\mathrm{H}_{2} \mathrm{SiF}_{6}(a q)+2 \mathrm{NaF}(a q)+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(l)
Quantos gramas de NaF são formados quando 0,500 mol de HF reage com um excesso de \mathrm{Na}_{2} \mathrm{SiO}_{3} ?

Passo 1

O enunciado dá a reação entre o silicato de sódio e o ácido fluorídrico:
\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3} + 8\,\mathrm{HF} \longrightarrow \mathrm{H}_{2}\mathrm{SiF}_{6} + 2\,\mathrm{NaF} + 3\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
pede a massa de \mathrm{NaF} formada quando \,0{,}500 mol de \mathrm{HF} reage com excesso de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}. O conteúdo aqui é estequiometria: identificar o reagente limitante e usar proporções molares para achar moles de \mathrm{NaF}, depois converter em gramas.

Passo 2

Como \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3} está em excesso, o reagente limitante é \mathrm{HF}. Logo, todos os 0{,}500 mol de \mathrm{HF} serão consumidos.

Passo 3

Pela estequiometria da reação, 8 mol de \mathrm{HF} produzem 2 mol de \mathrm{NaF}. Assim, os moles de \mathrm{NaF} formados são
n_{\mathrm{NaF}} =0{,}500\;\mathrm{mol\\ HF}\times\frac{2\;\mathrm{mol\\ NaF}}{8\;\mathrm{mol\\ HF}} =0{,}125\;\mathrm{mol\\ NaF}.

Passo 4

Calculamos a massa molar de \mathrm{NaF}:
M_{\mathrm{NaF}} = M_{\mathrm{Na}} + M_{\mathrm{F}} =22{,}99 + 19{,}00 =41{,}99\;\mathrm{g/mol}.
Então a massa de \mathrm{NaF} é
m_{\mathrm{NaF}} = n_{\mathrm{NaF}}\times M_{\mathrm{NaF}} =0{,}125\;\mathrm{mol}\times41{,}99\;\mathrm{g/mol} =5{,}25\;\mathrm{g}.

Resposta

5{,}25\;\mathrm{g}

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