Disciplinas, Química

O que é densidade?


A densidade pode ser definida como a relação entre a massa de um determinado material e o volume por ele ocupado. Existe uma fórmula que expressa essa relação:

d = m

V

O Sistema Internacional de Unidades – o SI define a unidade de densidade como (kg/m³), ou seja, quilograma por metro cúbico. 

Porém, as definições mais utilizadas são g/mL e g/cm³. Falando em definições, é importante lembrar que 1 Ml equivale a 1 cm³.            

A densidade pode expressar uma substancia ou várias substancias envolvidas em uma matéria. Quer vem um exemplo? A água tem densidade definida como 1,00 g/cm³. Isso significa que para cada 1cm³ de água ou 1mL, há 1,0 g de água.

Porém, quando existem substancias misturadas, a densidade varia de acordo com as quantidades de mistura envolvida. Por exemplo: meio litro de uma solução + 50 gramas de sal e 500 g de água; Podemos definir essa densidade utilizando a seguinte fórmula:

d= m
      v

d= 550g → (massa do sal + massa da água)
     500mL

d=1,1 g/mL

A temperatura também interfere diretamente na densidade da substancia. Novamente usando o exemplo da água, se a temperatura cair abaixo de 0°C, o gelo se torna menos denso do que a água no estado líquido. Por isso que o gelo flutua em um copo de agua. Já se colocarmos o gelo em um copo com álcool, o gelo afunda porque a densidade do etanol é menor do que a do gelo.

Veja também: Feedback.

Como a densidade afeta o cotidiano

É importante conhecermos o conceito de densidade para identificarmos facilmente se houve qualquer adulteração em produtos que usamos no dia a dia. Por exemplo, é possível identificar se o combustível está adulterado ou se o leite tem adição de água em sua composição.

Para identificar corretamente se um produto está adulterado ou não, existe um aparelho que se chama densímetro. Através desse aparelho, é fácil saber se existem componentes adicionados a um produto que deveria ser puro.

Pegadinha da densidade

Como já vimos, a densidade é a concentração de matéria num determinado volume. Para medir essa propriedade física é preciso considerar a interação que há entre a massa de um material e o volume que ele ocupa.

Uma peculiaridade sobre a densidade é que dois quilos de esponja pesam exatamente o mesmo que dois quilos de chumbo. Inconscientemente, pendemos ao pensamento que dois quilos de chumbo pesam mais do que dois quilos de esponja porque sabemos que o chumbo é mais pesado.

Mas se ambos pesam dois quilos é porque o volume dos materiais é diferente, o que altera a densidade de ambos. Para obter o mesmo peso, o volume de esponja será muito maior do que o de chumbo, porque o mesmo tem a densidade maior.

Os materiais acetona, gasolina e madeira, flutuam na água, pois a densidade desses materiais é inferior à da água, de acordo com a tabela acima.

Já se for colocada a mesma quantidade de massa de etanol e mercúrio, cada um em um frasco que não está identificado, a densidade do mercúrio é superior a do etanol, logo, o frasco que contém etanol está mais cheio.

Como calcular a densidade?

Já vimos um pouquinho sobre a fórmula. Agora vamos aprofundar um pouco no assunto.

Fonte: Quimica por amor.

As expressões que caracterizam a densidade são: grama por centímetro cúbico (g/cm3), quilograma por metro cúbico (kg/m3) ou em grama por mililitro (g/mL).

Densidade Média dos Materiais em g/cm3

  • Acetona 0,8
  • Aço 7,8
  • Água 1,0
  • Alumínio 2,7
  • Chumbo 11,3
  • Cobre   8,9
  • Etanol   0,789
  • Ferro    7,86
  • Gasolina 0,72
  • Glicerina 1,26
  • Leite 1,03
  • Madeira 0,5
  • Mercúrio 13,6
  • Ouro 19,3

Também recomendamos: Armageddon.

Densidade Absoluta e Densidade Relativa

A expressão densidade, geralmente está relacionada à densidade absoluta, que é o resultado da divisão da massa sobre o volume de um material.

Já a densidade relativa, tem outra fórmula de cálculo, respeitando a relação comparativa entre a densidade de um material com a de outro. Eis a fórmula de cálculo da densidade relativa:

DR = Psubstância/Preferência

Conforme explicação do Wikipédia, veja o que a densidade relativa significa:

Nessa expressão, DR é a densidade relativa, ρsubstância é a densidade da substância sendo medida e ρ referência é a densidade de referência. Nessa expressão a letra grega rho. denota a densidade.

O material de referência pode ser indicado utilizando os índices: DRsubstância/referência, que significa a densidade relativa da substância em relação à referência.

Densidade relativa ou gravidade específica[1][2] é a razão entre a densidade (massa de uma unidade de volume) de uma substância e a densidade de um dado material de referência. A expressão “gravidade específica” geralmente significa uma densidade relativa com respeito à água. O termo densidade relativa é muitas vezes preferido no uso científico moderno.

Se a densidade relativa de uma substância é menor do que 1 então ela é menos densa do que a referência e se for superior a 1 então ela é mais densa do que a referência. Se a densidade relativa é exatamente igual a 1 então as densidades são iguais, isto é, volumes iguais das duas substâncias têm a mesma massa. Se o material de referência for a água, uma substância com uma densidade (ou gravidade específica) inferior a 1 vai flutuar. Por exemplo, um cubo de gelo, com uma densidade de cerca de 0,91, irá flutuar. Por sua vez, uma substância com uma densidade relativa maior que 1 afundará.

A temperatura e a pressão devem ser especificadas, tanto para a amostra, quanto para a referência. A pressão é quase sempre 1 atm igual a 101,325 kPa. Quando não for, é mais usual especificar a densidade diretamente. Temperaturas, tanto para amostra e referência, variam de setor para setor. Nas cervejarias britânicas a gravidade específica, tal como especificado acima, é multiplicada por 1000.[3] A gravidade específica é comumente usada na indústria como um meio simples de obtenção de informações sobre a concentração de soluções de diversos materiais, como salmouras, soluções de açúcar (xaropes, sucos, méis, etc) e de ácidos.”

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