Porcentaje en masa, molaridad y molalidad de una disolución de urea

, por F_y_Q

Se prepara una disolución disolviendo 55 g de urea (\ce{CH4N2O}) en 950 g de agua. Se sabe que la densidad de esta disolución es de 1.018\ \textstyle{g\over mL}. Expresa la concentración de la disolución de urea en:

a) Porcentaje en masa.

b) Molaridad.

c) Molalidad.


SOLUCIÓN:

a) El porcentaje en masa es rápido de hacer porque solo necesitamos la masa del soluto (la urea) y la masa de la disolución, que es la suma de las masas de soluto y disolvente:

\frac{m_S}{m_D}\cdot 100 = \frac{55\ \cancel{g}}{(55 + 950)\ \cancel{g}}\cdot 100 = \fbox{\color{red}{\bm{5.47\%}}}


b) Para hacer la molaridad necesitamos conocer el volumen de la disolución y los moles de soluto. Los moles de soluto se pueden calcular a partir de la masa molecular de la urea:

M = 12 + 4 + 28 + 16 = 60\ \textstyle{g\over mol}

El volumen de la disolución lo obtenemos a partir de la masa de la disolución y la densidad de la misma:

V = \frac{m}{\rho} = \frac{(50 + 950)\ \cancel{g}}{1.018\ \frac{\cancel{g}}{mL}} = 987\ mL = 0.987\ L

La molaridad será:

M = \frac{n_S}{V_D} = \frac{50\ \cancel{g}\cdot \frac{1\ mol}{60\ \cancel{g}}}{0.987\ L} = \fbox{\color{red}{\bm{0.93\ \frac{mol}{L}}}}


c) El cálculo de la molalidad es inmediato al conocer los moles de soluto y la masa de disolvente en kg:

m = \frac{n_S}{m_d} = \frac{50\ \cancel{g}\cdot \frac{1\ mol}{60\ \cancel{g}}}{0.95\ kg} = \fbox{\color{red}{\bm{0.96\ \frac{mol}{kg}}}}