Conceito em Definição ABC

Candela Rocío Barbisan | Outubro 2021
Engenharia Química

É importante não confundir densidade com concentração, uma vez que concentração é a quantidade de soluto contida em uma determinada quantidade de solução ou solvente. Um experimento doméstico simples que podemos realizar em nossas casas para determinar a densidade envolve misturar uma certa quantidade de açúcar com água e dissolvê-lo. Para podermos estimar a densidade desta solução devemos pegar um copo com graduação usado para receitas de culinária e pesá-lo em um Saldo de mesa.

Uma vez que o copo é colocado no topo da escala, a massa deste copo vazio pode ser registrada ou a escala “tarada” se tiver esta função.

Em seguida, um determinado volume de solução é retirado e colocado dentro do copo, o volume medido com precisão no copo graduado é então registrado e a massa contida nele é registrada. Isso pode ser repetido com diferentes pares de massa e volume. Desta forma, existem diferentes valores de densidade ao fazer a relação entre a massa e o volume registrado.

O importante a notar é que se espera que a densidade seja a mesma em cada ponto, pois é uma propriedade intensiva que não depende da quantidade de matéria no corpo. Nesse caso, o valor da densidade pode ser estimado como uma média ponderada dos diferentes pares de massa e volume.

Estimativa de densidade

A mesma experiência pode ser replicada em laboratório, trabalhando com materiais de vidro calibrados e perfeitamente calibrado e balança com maior grau de precisão, resultando em cálculos estimados muito mais próximos do valor real. Da mesma forma, existe um instrumento que permite medir a densidade de um líquido usando o Princípio de Arquimedes como conceito básico.

Em geral, um hidrômetro é uma haste oca de material de vidro cujo orifício é alargado na seção inferior e tem um peso (por exemplo, chumbo), também tem um escala graduado no topo. Está funcionando e a determinação da densidade depende do grau de subsidência quando submerso, pois em função da densidade do líquido onde está imerso, pelo Princípio de Arquimedes, o instrumento irá flutuar e um determinado valor correspondente à densidade será lido na escala relativo. É por isso que existem dois tipos de medidores de densidade, aqueles para densidades maiores do que a água e menores do que a água.

Existem outros tipos de instrumentos para estimativa de densidades, entre os quais podemos citar os densímetros digitais e picnômetros.

Fatores capazes de afetar a densidade

Como bem sabemos, densidade é uma propriedade física e uma quantidade escalar. Mas o que pode fazer a densidade de um determinado composto variar? Principalmente o fator de temperatura é um parâmetro importante na determinação da densidade. É muito lógico pensarQuando aumentamos a temperatura, a agitação das moléculas e sua vibração aumentam, o que faz com que as partículas tendam a se separar e ocupar mais volume. Conseqüentemente, a densidade diminuirá, pois o volume tenderá a aumentar enquanto conserva a quantidade de matéria. Se, ao contrário, diminuirmos a temperatura, o volume diminuirá e a densidade tenderá a aumentar.

É por isso que, toda vez que pegamos dados tabulados para uma determinada substância ou solução pura, devemos verificar se os referidos dados são referenciados à temperatura de interesse, caso contrário, pode ser corrigido. Para sua correção é necessário levar em consideração vários fatores como o calor de vaporização, por exemplo.

A água é uma exceção ao referido, e podemos facilmente verificar isso quando colocamos água líquida no congelador, pois irá congelar e aumentar o seu volume. É também por esta razão que o gelo flutua na água líquida e isso é explicado pelas forças de ligação do hidrogênio que formam a água.

Finalmente, no caso de fluidos compressíveis (gases, em geral), como o arEstes irão variar seu volume com as diferenças de pressão, o que sem dúvida gera uma mudança em sua densidade, pois, nesses casos, a densidade também dependerá da pressão exercida.