Densidade da solução

A densidade é uma propriedade física expressa pela relação entre a massa e o volume de um corpo. Ela pode ser expressa em g/L; g/ml; g/cm³, etc. Entenda mais na aula abaixo.

Primeiramente, nesta aula vamos entender o que é densidade. Após esse início, estudaremos como utilizar a fórmula da densidade em nossos cálculos. E, por fim, porque no Mar Morto as pessoas flutuam naturalmente! Estude conosco e se prepare para a prova do Enem.

O que é densidade?

Em primeiro lugar, precisamos saber que a densidade é a relação entre a massa e o volume da solução. Ela pode ser expressa em g/L; g/ml; g/cm³, etc. A densidade é uma grandeza que representa uma relação solução/solução.

Como uma solução é uma mistura de substâncias, a sua massa pode ser representada pela soma da massa do soluto mais a massa do solvente.

Além disso, é importante lembrar que a densidade é matematicamente representada pela seguinte fórmula:

fórmula da densidade

Ou, levando em consideração as soluções, também podemos representar a relação de massa e volume presente na densidade através da fórmula a seguir:

formula da densidade

Para que você não dê bobeira nesse conteúdo, é preciso que você lembre também das conversões das unidades de medida relacionadas à densidade. Por exemplo:

1 L = 1 dm³

Já 1 ml = 1 cm³

Assim, 1 m³ = 1000 L/ 1000 dm³/ 1000ml

Quando trabalhamos com a unidade de massa, devemos diferenciar a massa do soluto e a massa do solvente. Assim, utilizamos m1 para a massa do soluto, m2 para a massa do solvente e m para a massa da solução.

Densidade e concentração

Podemos relacionar a densidade com a concentração, onde a concentração é a relação entre a massa do soluto e o volume da solução.

Assim, a concentração é a relação soluto/solução. A concentração apresenta a seguinte fórmula:

fórmula da concentração

A concentração varia de uma solução para outra solução e determina uma condição em um certo momento. Assim, a concentração é variável.

Ao contrário da concentração, a densidade é uma propriedade física que caracteriza a substância e nunca muda. Ou seja, é algo que define a substância química. A densidade é constante, portanto não muda seu valor.

Por exemplo: a densidade da água é igual a 1 g/ml. Assim, não importa a quantidade de água com que eu esteja trabalhando, o valor de sua densidade será sempre igual a 1 g/ml.

Para entendermos melhor vamos trabalhar com 3 frascos de NaCl:

frasco 1 NaCl:

C = 2 g/L

d = 2,17 g/cm³

v = 2l

frasco 2 NaCl:

C = 0,4 g/ml

d = 2,17 g/cm³

v = 1l

frasco 3 NaCl:

C = 2 x 10²g/ml

d = 2,17 g/cm³

v = 10 ml

Podemos observar com esse exemplo que o que variou foi o volume e a concentração do NaCl, sendo que a densidade é a mesma nos 3 frascos.

Dessa forma, o que pode mudar no valor da densidade é a unidade trabalhada.

Propriedades

Devemos lembrar que, em uma mistura, as substâncias mais densas ficam embaixo e as substâncias menos densas ficam em cima.

No exemplo da mistura: água + óleo, observamos que o óleo permanece em cima, porque a densidade da água é maior que a densidade do óleo.

Agora vamos entender porque os corpos boiam no Mar Morto

Continuando nesse sentido, temos o exemplo do Mar Morto. Localizado no Mediterrâneo, ele apresenta uma quantidade de sal muito elevada em comparação aos mares normais, sendo sua densidade superior à densidade do mar normal.

Assim, sendo sua densidade maior, qualquer coisa que colocamos no mar, irá flutuar. Por isso que as pessoas não conseguem afundar, elas boiam naturalmente.

Para você entender mais sobre densidade, vamos calcular agora a densidade da água em unidades variadas.

Sabemos que a densidade da água é igual a 1 g/cm³. Para calcular a densidade da água em kg/L:

Sabemos que em 1 kg, temos 1000 g, iremos transformar através de uma regra de 3:

1 kg  ______ 1000 g

x     ______  1 g

10000 x = 1

x = 1/1000

x = 1 x 10³ kg

Sabemos que em 1L, temos 1000 ml, iremos transformar através de uma regra de 3:

1 L  ________  1000 ml

x    ________   1 ml

1000 x  = 1

x = 1/1000

x =  1 x 10³L

Agora vamos colocar os valores na fórmula da densidade:

fórmula da densidade= 1kg/L

A densidade transforma massa em volume ou volume em massa. Vamos verificar como isso pode ocorrer através de alguns exemplos:

1) Qual é a massa, em gramas, de um volume de 200 cm³ de etanol? Dado: d = 0,8 g/cm³

Podemos verificar que foi dada a densidade do etanol, então devemos relacionar por meio da regra de 3:

0,8 g  ______ 1 cm³

x    ______  200 cm³

Portanto x = 160 g.

2) Qual é a massa, em kg, de um volume de 4 L de etanol? Dado: d = 0,8 g/cm³

Devemos observar que a pergunta deseja a resposta em kg, e que o valor da densidade está em g/cm³. Observamos que temos unidades diferentes, e não podemos trabalhar com isso. Dessa forma, precisamos converter:

0,8 g  ____  1 cm³

x Kg  _____  4 L

Vamos transformar g em kg:

1 kg ____ 1000 g

x    _____ 0,8 g

1000 x =  0,8

Portanto, temos como resultado 0,8 x 10-3 kg

Vamos transformar agora L em ml:

1 L  ____ 1000 ml

4 L  _____  x

x = 4000 ml

Agora vamos relacionar nossas informações em uma regra de 3:

0,8 x 10-³ kg  ____   1 ml

x                ______  4000 ml

x =   0,8 x 10-³ x 4 x 10³

Portanto x = 0,8 x 4 =  3,2 kg

Veja a aula para aumentar seus conhecimentos:

Exercícios de densidade

1) (UFMG)

Em um frasco de vidro transparente, um estudante colocou 500 mL de água e, sobre ela, escorreu vagarosamente, pelas paredes internas do recipiente, 50 mL de etanol. Em seguida, ele gotejou óleo vegetal sobre esse sistema. As gotículas formadas posicionaram-se na região interfacial, conforme mostrado nesta figura:

exercício

Considerando-se esse experimento, é correto afirmar que:

a) a densidade do óleo é menor que a da água.

b) a massa da água, no sistema, é 10 vezes maior que a de etanol.

c) a densidade do etanol é maior que a do óleo.

d) a densidade da água é menor que a do etanol.

gabarito: A

2) (UFPE)

Para identificar três líquidos — de densidades 0,8, 1,0 e 1,2 — o analista dispõe de uma pequena bola de densidade = 1,0. De acordo com a posição das bolas apresentadas no desenho abaixo, podemos afirmar que:

densidade dos liquidos

a) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 0,8, 1,0 e 1,2.

b) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,2, 0,8 e 1,0.

c) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,0, 0,8 e 1,2.

d) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,2, 1,0 e 0,8.

e) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,0, 1,2 e 0,8.

gabarito: A

3) (UFPR)

Boiar no Mar Morto: luxo sem igual. É no ponto mais baixo da Terra que a Jordânia guarda seu maior segredo: o Mar Morto. Boiar nas águas salgadas do lago formado numa depressão, a 400 metros abaixo do nível do mar, é a experiência mais inusitada e necessária dessa jornada, mas pode estar com os anos contados. A superfície do Mar Morto tem encolhido cerca de 1 metro por ano e pode sumir completamente até 2050.

(Camila Anauate. O Estado de São Paulo. Disponível em . Acessado em 08/08/2011)

A alta concentração salina altera uma propriedade da água pura, tornando fácil boiar no Mar Morto. Assim, assinale a alternativa correspondente a essa alteração:

a) Aumento da tensão superficial

b) Aumento da densidade.

c) Aumento da pressão de vapor.

d) Aumento da temperatura de ebulição.

e) Aumento da viscosidade

gabarito: B

4) (UESPI)

Para distinguir ovos estragados dos bons, costuma-se mergulhar os ovos em um recipiente com água e observar o seu posicionamento. Se o ovo afunda, ele está bom, mas se o ovo vai para a superfície, isso é indicativo de que o mesmo está estragado. De acordo com essas observações, pode-se concluir que a densidade:

a) do ovo estragado é maior do que a do ovo bom.

b) do ovo estragado é maior que a da água.

c) da água é igual à do ovo bom.

d) do ovo bom é maior que a da água.

e) da água é igual à do ovo estragado.

gabarito: D

Sobre o(a) autor(a):

Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.