Fala Gás Nobre, hoje vamos falar sobre a Densidade, que é uma grandeza física que expressa a razão entre a massa de um material e o volume ocupado por ele.
A densidade é uma propriedade específica de cada material, pois relaciona a sua massa (m) com o seu volume (V), podendo ser utilizada até mesmo na identificação de uma amostra de dado material.
Matematicamente, a densidade pode ser calculada utilizando a seguinte expressão:
Ela pode ser representada pela letra “d” ou pela letra grega “ρ”.
O Sistema Internacional de Unidades (SI), define como unidade padrão de densidade, o quilograma por metro cúbico (kg/m³), no entanto, a densidade é comumente representada em gramas por centímetro cúbico (g/cm³) ou em gramas por mililitro (g/mL).
1g/mL = 1g/cm³ = 1000kg/m³
A densidade é diretamente proporcional à massa do material e inversamente proporcional ao volume do mesmo, ou seja, quanto menor o volume ocupado por um material de determinada massa, maior será sua densidade.
Um clássico exemplo é a famosa pergunta:
“O que pesa mais, um quilo de algodão ou um quilo de chumbo?”
Somos levados a pensar que 1 quilo de chumbo pesaria mais, pois ocupa um volume muito menor do que o algodão, mas isso não é verdade, já que ambos os materiais possuem a mesma massa.
O chumbo, por ser mais denso, ocupa um pequeno volume, enquanto o algodão, mesmo possuindo a mesma massa, ocupa um volume muito maior.
Este exemplo demonstra a dependência da densidade para com a massa e o volume do material.
O volume de uma substância pode sofrer alterações de acordo com a temperatura e pressão, ou seja, se a densidade depende do volume e o volume depende dos valores de temperatura de pressão, a densidade também será uma grandeza que varia de acordo com os valores de temperatura e pressão.
Na tabela a seguir podemos observar a densidade de alguns materiais a 25ºC:
Utilizando exemplos da tabela acima, podemos dizer que 1cm³ de água pesa 1g, enquanto 1cm³ de ouro pesa 19,3g, ou seja, o mesmo volume de diferentes materiais apresentam massas bem distintas.
A densidade é também uma propriedade periódica, os elementos mais densos são os localizados na parte central inferior da tabela. O ósmio (Os) e o irídio (Ir) são os elementos mais densos de que se tem conhecimento.
Os: 22,5g/cm³
Ir: 22,4g/cm³
Leia mais em: O que é a tabela periódica e como utilizá-la
Já citamos que a massa, o volume, a temperatura e a pressão influenciam na densidade de um material, mas o estado físico em que ele se encontra também irá influenciar na sua densidade.
A grande maioria dos materiais apresenta maior densidade de acordo com o seu estado de agregação, ou seja, possuem maior densidade no estado sólido (grande atração entre partículas) e menor no estado gasoso (pouca atração entre partículas).
Leia mais em: Mudanças de Estado Físico da Matéria
No entanto, algumas poucas substâncias fogem a este padrão, sendo a água uma delas.
A água possui densidade de aproximadamente 1g/cm³ no estado líquido, mas o gelo (estado sólido), possui densidade igual a 0,92g/cm³, por isso observamos os cubos de gelo flutuando numa mistura de gelo e água (líquida), pois é menos denso.
Ou ainda em casos mais extremos, as geleiras e os icebergs, que são enormes massas de gelo que flutuam no mar por possuírem menor densidade que a água.
Leia mais em: Por que o gelo flutua na água?
A densidade não é uma propriedade exclusiva das substâncias puras, as misturas e as soluções também possuem densidade e esta varia de acordo com a concentração de cada componente da mistura/solução.
Um ótimo exemplo para mostrar a diferença de densidade de soluções de diferentes concentrações é o preparo de soluções de água com açúcar com concentrações crescentes de açúcar. Para cada solução utiliza-se um corante diferente para ajudar na visualização das fases.
Colocam-se as soluções, uma a uma, cuidadosamente, em uma proveta (coluna de vidro) e obtêm-se um resultado como o da imagem a seguir:
Nesta imagem, podemos observar, em ordem decrescente de densidade, o óleo de cozinha no topo, seguido da água pura, de 3 soluções de água/açúcar com concentrações e cores diferentes e o mel, na base da coluna.
Leia mais em:
Substâncias Puras e Misturas
Concentração das Soluções
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