Question

“Ácido fluorídrico (HF) concentrado (49-70% ou anidro) pode causar queimaduras sérias na pele e intoxicações sistêmicas devido à sua “dupla ação”. O íon hidrogênio (H+) causa injúria à pele, criando uma solução de continuidade, permitindo, assim, que o íon fluoreto (F-) penetre no sistema circulatório, resultando em intoxicação importante e colapso cardiovascular por meio da captura de cálcio e magnésio, o que resulta em liberação de potássio pelas hemácias. Casos de exposição cutânea ao HF concentrado, especialmente na face ou na virilha, de mais de 1-2% da superfície corpórea (SC) raramente sobrevivem." Disponível em: . Acesso: 06 julho 2022.
Você trabalha em um laboratório de análise e sabe que o ácido fluorídrico não pode ser armazenado em recipientes de vidro, pois ataca os silicatos presentes nesse tipo de embalagem, como representado na equação não balanceada a seguir: Na0SiO0 + HF 0 --> H0SiF0 + NaF 0 + H0O0
Com base nessas informações, responda:
a) Descreva a equação balanceada.
b) Qual a quantidade de matéria de HF necessária para reagir com 0,670 mol de Na0SiO0?
c) Quantos gramas de NaF são formados quando 0,460mol de HF reage com o excesso de Na0SiO0?
d) Quantos gramas de Na0SiO0 são necessários para reagir com 0,910g de HF?​

Answer 1

a) A reação balanceada é a seguinte Na2SiO3 + 8HF → H2SiF6 + 2NaF + 3H2O.

b) A quantidade de matéria de HF necessária é 5,36 mols.

c) A massa de NaF formada é de mNaF = 4,83 g.

d) São necessárias 0,693875 g de Na2SiO3.

Balanceamento da reação

Dada a reação inicial:

Na2SiO3 + HF → H2SiF6 + NaF + H2O

Devemos contar a quantidade dos átomos principais, observe que:

• o silicato possui 2 átomos de Na, logo precisamos de 2 átomos de Na do outro lado da equação;

Na2SiO3 + HF → H2SiF6 + 2NaF + H2O

• Agora, temos um total de 8 átomos de F nos produtos, logo precismos de 8 átomos de F nos reagentes;

Na2SiO3 + 8HF → H2SiF6 + 2NaF + H2O

• Por fim, ficamos com 8 átomos de H nos reagentes e apenas 2 nos produtos, balanceando, temos:

Na2SiO3 + 8HF → H2SiF6 + 2NaF + 3H2O

Estequiometria da reação

Temos a seguinte equação balanceada:

Na2SiO3 + 8HF → H2SiF6 + 2NaF + 3H2O

Cálculo da letra b)

Considerando a estequiometria da reação, podemos observar que para  1 mol de Na2SiO3 são necessários 8 mols de HF, logo:

1 mol Na2SiO3 -------------- 8 mols HF

0,67 mol Na2SiO3 ----------- x mol HF

x = 5,36 mols HF

Cálculo da letra c)

Considerando a estequiometria da reação, podemos observar que para  8 mols de HF são necessários 2 mols de NaF, logo:

8 mol HF  ---------- 2 mols NaF

0,460 mols HF ------- x mols NaF

8x = 0,92

x = 0,115 mols de NaF

Calculando a massa molar de NaF temos:

• Na = 23 g/mol
• F = 19 g/mol

MMNaF = 23 + 19 = 42 g/mol

mNaF = MMNaF . nNaF

mNaF = 42.0,115

mNaF = 4,83 g

Cálculo da letra d)

Determinando a massa molar de HF a partir das massas atômicas dos seus elementos:

• H = 1 g/mol
• F = 19 g/mol

MMHF = 1 + 19 = 20 g/mol

Logo, a quantidade de matéria que existe em 0,910g de HF é de:

mHF = MMHF . nHF

nHF = mHF/MMHF

nHF = 0,910/20

nHF = 0,0455 mols

Utilizando a estequiometria da reação, calculamos:

1 mol Na2SiO3 ----------- 8 mols HF

x mol Na2SiO3 --------- 0,0455 mols HF

8x = 0,0455

x = 0,0455/8

x = 0,0056875 mols

A massa molar de Na2SiO3 corresponde a:

• Na = 23 g/mol
• Si = 28 g/mol
• O = 16 g/mol

MMNaF = 2.23 + 28 + 3.16 = 122 g/mol

mNa2SiO3 = MMNa2SiO3 . nNa2SiO3

mNa2SiO3 = 122. 0,0056875

mNa2SiO3 = 0,693875 g

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