Densidade na Química: o que é e exemplos

Densidade é um conceito que a química trabalha em diversos momentos. Mas além disso, ela também está presente em nosso cotidiano. A densidade é capaz de explicar muitos acontecimentos.

A densidade é uma unidade que leva em relação a massa e o volume de um determinado material. Através dessa relação, nós podemos determinar, por exemplo, qual objeto irá flutuar e qual irá afundar. As unidades podem ser diversas, porém as mais comuns são: Kg/m3, g/cm3 e g/mL.

Você já se perguntou porque um navio superpesado consegue ficar sobre a água? Então, um dos motivos é a densidade. Apesar de ele ser superpesado, ele também é bem grande, então na relação massa/volume, se essa proporção for menor do que a da água, será possível permanecer acima da água do mar.

O que é densidade?

Densidade é uma propriedade especifica de um determinado material. Podemos defini-la como sendo a relação entre a massa desse material e o volume ocupado por ele. Vamos ver ela sendo expressa matematicamente, o que deixará as coisas muito mais fáceis.

Matematicamente:

d = mV

m = massa

v = volume

Nós iremos encontrar a densidade em várias unidades. Porém as mais comuns são: Kg/m3, g/cm3 e g/mL.

Olhando para a expressão matemática, nós podemos pensar algumas coisas. Se a massa for muito grande, a tendência é que a densidade seja muito alta. Caso o volume seja elevado, haverá uma diminuição na densidade. Mas é claro que você precisa analisar as duas coisas ao mesmo tempo.

Um exemplo muito clássico é comparar 1 kg de chumbo com um 1 kg de algodão. A gente sabe que o chumbo é muito mais pesado. Então a quantidade de chumbo para somar 1 kg, será muito menor do que a quantidade de algodão necessária para chegar a 1kg. Sendo assim, comparando esses dois materiais, como 1 kg de algodão vai ocupar um espaço muito maior, ou seja, um volume muito maior. A densidade do algodão será bem menor, já que olhando para a formula matemática, quanto maior for o volume, menor será a densidade. Podemos dizer que eles são inversamente proporcionais.

  • Massa e densidade são diretamente proporcionais.
densidade são diretamente proporcionais
  • Volume e densidade são inversamente proporcionais.
Volume e densidade são inversamente proporcionais

Onde encontramos a densidade na química?

A química utiliza a densidade em muitos momentos. Desde métodos de separação de misturas até soluções. Fora outros assuntos. O mais importante é entender densidade e as demais aplicações, vão sendo somadas a esse conhecimento. Vamos ver alguns momentos que a densidade é fundamental.

Um caso que usamos a densidade é lá em separação de misturas, quando falamos de flotação. Falou em flotação, lembre-se de flutuar. Para separar uma mistura heterogênea entre dois sólidos, casos eles apresentem densidades diferentes, nós podemos utilizar um material que possua uma densidade intermediaria entre os dois. Fazendo com que um fique em cima (menor densidade) e o outro fique embaixo (maior densidade).

Exemplo: Separar areia de serragem.

A serragem apresenta uma densidade menor do que a da areia. Casos a gente adicione água, que apresenta uma densidade intermediária quando comparada a serragem e areia, haverá uma separação, a areia irá fica na parte de baixo, e a serragem na parte de cima da água.

Exemplo: Separar areia de serragem

Um outro momento que a densidade aparece é lá em soluções. A gente definiu densidade como a massa do material sobre o seu volume. Porém, podemos trazer isso para misturas também. Por exemplo, falar que a densidade será a massa da solução sobre o volume da solução.

Por exemplo: Se misturarmos 200 g de açúcar com 400 g de água, qual será a densidade da solução?

A densidade da água vale 1 g/cm3 (Tenha essa informação no coração). Sendo assim, 400 g de água equivale a 400 cm3. Esse será o volume da solução. Já temos o V. Agora falta a massa, a massa é dada pela soma da massa do soluto (açúcar) com a massa do solvente (água). Sendo assim, 200 + 400 = 600 g. Agora temos também o m, vamos substituir:

Exemplo: Separar areia de serragem

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Densidade de algumas substâncias!

Fica tranquilo que a gente não precisa decorar esses valores de densidade. Fica apenas como uma forma de consulta. A única exceção é a densidade da água. Que a caso a questão não forneça, nós iremos assumis como sendo 1 g/cm3.

  • Ferro 🡪 7,874 g/cm3

  • Alumínio 🡪 2,7 g/cm3

  • Chumbo 🡪 11,3 g/cm3

  • Sal de cozinha 🡪 2,16 g/cm3

  • Mercúrio 🡪 13,6 g/cm3

A densidade desses materiais é diferente. Lembre-se que a densidade é uma propriedade especifica de cada material. Sendo assim, ela pode ser usada para determinar se um dado material está puro ou não. É muito importante saber também que a densidade depende da temperatura. Mas todos esses valores são tabelados, eles são calculados experimentalmente. Nós não precisamos ter eles decorados.

Densidade no dia a dia!

A densidade está presente em muitos lugares do cotidiano. Podemos falar sobre densidade quando olhamos para um navio, iceberg, bebidas com gelo, testes de adulteração de combustíveis e várias outras áreas. Vamos falar sobre algumas delas e entender porque a densidade está presente e a sua importância.

A que mais me chama atenção é a do navio. Como algo tão pesado consegue ficar sobre a água? Precisamos lembrar que para um material flutuar, o seu peso não é o fator único que determina isso. Nós precisamos comparar as densidades. E é isso que ocorre no navio. Apesar de ser extremamente pesado, os engenheiros realizam cálculos para construí-lo de um tamanho que a relação massa/volume, seja menor do que a da água do mar. Dessa forma, com uma densidade menor, será possível permanecer sobre a água.

Densidade no dia a dia!

Trazendo para algo mais simples que você pode verificar na sua própria casa. Coloque um cubo de gelo em um copo de água e um cubo de gelo em um refrigerante. Podemos observar que na água o gelo irá flutuar e no refrigerante afundar. Podemos afirmar então que o gelo apresenta uma densidade menor do que a água e uma densidade maior do que o refrigerante. Mas pera aí! Se o gelo é água, e na mudança para o estado sólido as partículas se aproximam mais, o volume não iria diminuir, aumentando a densidade (inversamente proporcional)? Isso faz todo sentido, mas não é o que acontece no caso da água. Experimentalmente ocorre o inverso, a densidade do gelo diminui ao invés de aumentar.

Quando as moléculas de água começam a se aproximar, elas se organizam de uma forma que o seu volume aumenta. Isso ocorre devido as fortes interações intermoleculares que ela realiza (ligação de hidrogênio). Essa estrutura é chamada de hexagonal e apresenta espaços. O que deixa o volume maior. Como a massa é a mesma, e o volume aumentou, a densidade diminui. Fazendo com que a gelo flutue. Isso é o mesmo que ocorre nos icebergs.

Iceberg

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