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 \mathrm{Na}_{2} \mathrm{SiO}_{3} podem reagir com 0,800 \mathrm{~g} de HF?

Passo 1

O enunciado nos dá a reação
\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}
e pede a massa de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3} que reage completamente com 0,800 g de \mathrm{HF}. Vamos usar estequiometria: primeiro calculamos o número de mols de \mathrm{HF}, depois a relação molar e, por fim, a massa de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}.

Passo 2

Calculamos o número de mols de \mathrm{HF}. A massa molar de \mathrm{HF} é
M(\mathrm{HF}) = M(\mathrm{H}) + M(\mathrm{F}) = 1,008 + 19,00 = 20,01\;\text{g/mol}
Logo,
n(\mathrm{HF}) = \frac{0,800\;\text{g}}{20,01\;\text{g/mol}} = 0,03998\;\text{mol}.

Passo 3

Pela estequiometria da reação, 1 mol de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3} reage com 8 mol de \mathrm{HF}. Assim,
n(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}) =\frac{n(\mathrm{HF})}{8} =\frac{0,03998}{8} =0,0049975\;\text{mol}.

Passo 4

Agora calculamos a massa de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}. A massa molar é
M(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}) =2\times22,99 + 28,09 + 3\times16,00 =122,07\;\text{g/mol}.
Portanto,
m(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}) =0,0049975\;\text{mol}\times122,07\;\text{g/mol} =0,610\;\text{g}.

Resposta

0,610 g de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}.

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