Question

El ácido fluorhídrico, HF, no se puede almacenar en botellas de vidrio debido a que los compuestos llamados silicatos que existen en el vidrio reaccionan con él. Por ejemplo, el silicato de sodio (Na2SiO3) reacciona de la siguiente manera:

Na2SiO3 + HF → H2SiF6 + NaF + H2O

Determine:

a) Cuantos moles de HF se necesitan para reaccionar con 3,5 x10^24 moléculas de Na2SiO3?
b)Cuantos gramos de NaF se forman cuando 0,50 moles de HF reaccionan con NaSiO3 en exceso?
c) Cuantos gramos de Na2SiO3 pueden reaccionar con 0,80 Kg de HF?
d) Cuantas moleculas de H2O se liberan cuando se producen 150g de H2SiF6?

Procedimiento detallado

Answer 1

Na2SiO3 + 8HF → H2SiF6 + 2NaF + 3H2O

a) Cuantos moles de HF se necesitan para reaccionar con 3,5 x10^24 moléculas de Na2SiO3?

1 mol ----- 6.022 x 10²³ moléculas

x ----- 3.5 x 10²⁴ moléculas

x = 5.812 moles

b) Cuantos gramos de NaF se forman cuando 0,50 moles de HF reaccionan con NaSiO3 en exceso?

Mm NaF = 42 g/mol

g NaF = 0.50 mol HF x 2 mol NaF x 42 g NaF

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8 mol HF 1 mol NaF

g = 5.25 de NaF

c) Cuantos gramos de Na2SiO3 pueden reaccionar con 0,80 Kg de HF?

Mm Na2SiO3 = 122.06 g/mol

HF = 20 g/mol

1. convertir Kg a g

g = 0.80 x 1000 = 800 g HF

2.

g Na2SiO3 = 800 g HF x 1 mol HF x 1 mol Na2SiO3 x 122.06 g Na2SiO3

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20 g HF 8 mol HF 1 mol Na2SiO3

g = 610.3 Na2SiO3

d) Cuantas moleculas de H2O se liberan cuando se producen 150 g de H2SiF6?

Mm H2SiF6 = 144.09 g/mol

1. calcular moles utilizando la fórmula n = m/Mm

n = 150 g / 144.09 g/mol

n = 1.041 mol H2SiF6

2.

moléculas = 1.041 mol H2SiF6 x 3 mol H2O x 6.022 x 10²³ moléculas H2O

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1 mol H2SiF6 1 mol H2O

moléculas H2O = 1.88 X 10²⁴

Answer 2

Para la reacción entre acido fluorhídrico y silicato de sodio, se calcula:

a) Se necesitan 46,5 moles de HF para reaccionar con 3,5 × 10²⁴ moléculas de Na₂SiO₃.

b) Se forman 5,25 g NaF a partir de 0,5 mol de HF.

c) 24,4 g Na₂SiO₃ reaccionan con 0,80 kg HF.

d) 18,82 × 10²³ moléculas de agua se liberan al producir 150 g H₂SiF₆

Ecuación química balanceada:

Na₂SiO₃ + 8 HF   →   H₂SiF₆ + 2 NaF + 3 H₂O

Se tienen 3,5 × 10²⁴ moléculas de Na₂SiO₃, calculamos a cuantos moles equivale esta cantidad:

( 1 mol Na₂SiO₃ / 6,022 × 10²³ moléculas ) × 3,5 × 10²⁴ moléculas = 5,81 mol

De la ecuación química tenemos que:  1 mol de Na₂SiO₃ reacciona con 8 moles de HF, entonces:

5,81 mol Na₂SiO₃  ×  (8 mol HF / 1 mol Na₂SiO₃) = 46,5 moles HF

a) Se necesitan 46,5 moles de HF para reaccionar con 5,81 moles de Na₂SiO₃ (3,5 × 10²⁴ moléculas)

De la ecuación química tenemos que, a partir de 8 moles de HF se forman 2 moles de NaF (masa molar = 42 g/mol). Calculamos cuanto NaF se forma a partir de 0,5 moles de HF:

0,5 moles HF  ×  ( 2 moles NaF / 8 moles HF) = 0,125 mol NaF

gramos NaF = 0,125 mol × 42 g / mol = 5,25 g

b) Se forman 5,25 g NaF a partir de 0,5 mol de HF.

Masa molar de Na₂SiO₃ = 122 g/mol

Masa molar HF = 20 g/mol

De la ecuación química:

1 mol (122 g) Na₂SiO₃  reaccionan con 8 mol ( 8 × 20 g) de HF

                 X                 reacciona con           0,8 × 10³ g HF

X = 122 × 160 / 800  = 24,4 g Na₂SiO₃

c) 24,4 g Na₂SiO₃ reaccionan con 0,80 kg HF.

De la ecuación química:

Se producen 3 moles de agua por cada mol de H₂SiF₆ (masa molar = 144 g).

Calculamos agua producida si se producen 150 g H₂SiF₆:

150 g H₂SiF₆  ×   (3 × 18) g H₂O / 144 g H₂SiF₆ = 56,25 g agua

moles de agua = 56,25 g / (18 g/mol) = 3,125

3,125 moles agua ×  ( 6,022 × 10²³ moléculas / mol ) = 18,82 × 10²³ moléculas de agua

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