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Densidade: o que é, como calcular, exemplos e exercícios

Revisão por Gustavo Alves

Professor de Química

A densidade é a relação da massa de matéria em um determinado volume. Trata-se de uma propriedade específica que considera a razão entre a massa (m) e o volume (v) de um material.

Matematicamente, essa grandeza é calculada pela fórmula:

$d espaço igual a espaço m sobre v$

Onde,

d = densidade
m = massa
v = volume

A unidade utilizada no Sistema Internacional (SI) para expressar a densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m³). Entretanto, frequentemente essa grandeza é indicada em grama por centímetro cúbico (g/cm³) ou em grama por mililitro (g/mL).

$1 espaço reto g dividido por cm ao cubo espaço igual a espaço 1 espaço reto g dividido por mL espaço igual a espaço 1000 espaço Kg dividido por reto m ao cubo espaço$

Como exemplo, observe a densidade dos materiais a seguir.

Como o concreto é mais denso que a água, ele afunda. A madeira flutua porque sua densidade é menor que a da água.

Tabela com exemplos de densidade

Tomando como exemplo dois materiais, madeira e concreto, sabemos que dois quilos de madeira tem a mesma massa que dois quilos de concreto.

A diferença está no volume ocupado pelos materiais. É preciso um volume de madeira muito maior do que o volume de concreto, afinal, o concreto é mais "concentrado", ou seja, a sua densidade é maior.

Densidade de alguns materiais em g/cm³ a 25ºC
Aço	7,8
Água	1,0
Chumbo	11,3
Cobre	8,96
Concreto	2,4
Etanol	0,789
Ferro	7,87
Gelatina	1,27
Glicerina	1,26
Leite	1,03
Madeira	0,5
Mercúrio	13,5
Ouro	19,3
Platina	21,5
Quartzo	2,65

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Utilizando os exemplos da tabela anterior, podemos interpretar a densidade da seguinte forma:

Saiba mais sobre as propriedades da matéria.

Fatores que afetam a densidade

Tipo de material: como a densidade é uma propriedade específica, cada material apresenta um valor de densidade.

Por exemplo, o ouro possui densidade de 19,3 g/cm³ e a prata tem densidade de 10,5 g/cm³.

Temperatura: o aumento da temperatura faz com que a densidade diminua, pois densidade e temperatura são grandezas inversamente proporcionais.

Por exemplo, a densidade da água varia conforme a temperatura. Na temperatura de 15 ºC a densidade é de 0,9991 g/cm³ e o valor de 0,9956 g/cm³ é atingido à temperatura de 30 °C. Isso ocorre por conta da expansão do material, aumentando também o volume ocupado.

Estado físico: a mudança de estado físico altera a disposição das moléculas e influencia a densidade.

Por exemplo, a água em estado sólido flutua na água que está em estado líquido. A densidade da água é 1 g/cm³, já o gelo tem uma densidade de 0,92 g/cm³. Como uma excepção à regra, a água sólida (gelo) apresenta densidade menor do que a água líquida, pois no gelo há uma arranjo das moléculas que deixa um grande espaço vazio, ou seja, o volume aumenta e assim, a densidade diminui. Este comportamento não é observado para a maioria das substâncias, pois geralmente no estado sólido as moléculas estão mais próximas, aumentando a densidade.

Pressão: o aumento de pressão de uma substância gasosa faz com que aumente a densidade.

Por exemplo, mantendo-se a temperatura constante, um gás a uma baixa pressão está ocupando um volume maior. Assim, sua densidade é mais baixa. Ao se aumentar a pressão sobre um gás, a sua densidade também aumenta, pois as moléculas estarão mais próximas umas das outras, diminuindo o volume ocupado.

Densidade absoluta e densidade relativa

Quando falamos simplesmente em densidade, estamos nos referindo à densidade absoluta ou massa específica, que como vimos, resulta da divisão da massa sobre o volume de um material.

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A densidade relativa ( $reto delta$ ), por sua vez, respeita à relação comparativa entre a densidade de um material com a de outro. A fórmula é a seguinte:

$reto delta espaço igual a espaço reto d com 1 subscrito sobre reto d com 2 subscrito$

ou seja,

$reto delta espaço igual a espaço numerador começar estilo mostrar tipográfico reto m com 1 subscrito sobre reto v com 1 subscrito fim do estilo sobre denominador começar estilo mostrar tipográfico reto m com 2 subscrito sobre reto v com 2 subscrito fim do estilo fim da fração$

Densidade na tabela periódica

A densidade é uma característica dos elementos químicos. A variação da densidade absoluta, no estado sólido, é uma propriedade periódica que aumenta de cima para baixo (vertical) e das extremidades para o centro (horizontal) na Tabela Periódica.

Como podemos observar, os elementos mais densos estão no centro e na parte inferior da tabela. Por exemplo:

Ósmio (Os): d = 22,61 g/cm³
Irídio (Ir): d = 22,65g/cm³

Exercícios de densidade

Questão 1

(UFU) Em condições ambientes, a densidade do mercúrio é de aproximadamente 13 g/cm³. A massa desse metal, da qual um garimpeiro de Poconé (MT) necessita para encher completamente um frasco de meio litro de capacidade, é de:

a) 2.600 g
b) 3.200 g
c) 4.800 g
d) 6.500 g
e) 7.400 g

Ver Resposta

Alternativa correta: d) 6.500 g.

1º passo: transformar a unidade de volume.

$Error converting from MathML to accessible text.$

2º passo: utilizar a fórmula da densidade para calcular a massa.

$reto d espaço igual a reto m sobre reto v espaço seta dupla para a direita espaço reto m espaço igual a reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 13 espaço reto g dividido por cm ao cubo espaço. espaço 500 espaço cm ao cubo reto m espaço igual a espaço 6500 espaço reto g$

Questão 2

(FMTM) Considere as substâncias e suas respectivas densidades à temperatura ambiente:

Substância	Densidade (g/mL)
Ácido sulfúrico	1,8410
Tolueno	0,8669
Acetona	0,7899

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Há maior massa em um litro de:

a) ácido sulfúrico que em dois litros de tolueno.
b) tolueno que em dois litros de acetona.
c) acetona que em dois litros de tolueno.
d) ácido sulfúrico que em três litros de acetona.
e) tolueno que em dois litros de ácido sulfúrico.

Ver Resposta

Alternativa correta: a) ácido sulfúrico que em dois litros de tolueno.

a) CORRETA. Há mais massa em 1 L de ácido sulfúrico que em 2 L de tolueno.

Ácido sulfúrico	Tolueno
$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 1 vírgula 8410 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 1000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 1841 espaço reto g$	$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 0 vírgula 8669 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 2000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 1733 vírgula 8 espaço reto g$

b) ERRADA. Há mais massa em 2 L de acetona que em 1 L de tolueno.

Tolueno	Acetona
$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 0 vírgula 8669 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 1000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 866 vírgula 9 espaço reto g$	$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 0 vírgula 7899 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 2000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 1579 vírgula 8 espaço reto g$

c) ERRADA. Há mais massa em 2 L de tolueno que em 1 L de acetona.

Acetona	Tolueno
$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 0 vírgula 7899 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 1000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 789 vírgula 9 espaço reto g$	$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 0 vírgula 8669 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 2000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 1733 vírgula 8 espaço reto g$

d) ERRADA. Há mais massa em 3 L de acetona que em 2 L de ácido sulfúrico.

Ácido sulfúrico	Acetona
$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 1 vírgula 8410 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 2000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 1841 espaço reto g$	$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 0 vírgula 7899 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 3000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 2369 vírgula 7 espaço reto g$

e) ERRADA. Há mais massa em 2 L de ácido sulfúrico que em 1 L de tolueno.

Tolueno	Ácido sulfúrico
$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 0 vírgula 8669 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 1000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 866 vírgula 9 espaço reto g$	$reto m espaço igual a espaço reto d espaço. espaço reto v reto m espaço igual a espaço 1 vírgula 8410 espaço reto g dividido por mL espaço. espaço 2000 espaço mL reto m espaço igual a espaço 3682 espaço reto g$

Continue testando seus conhecimentos com essas listas de exercícios que preparamos pra você:

Referências Bibliográficas

ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química: vol. único. 4ª.ed. São Paulo: Moderna, 2005.

Lee, J. D. Química inorgânica não tão concisa. Tradução da 5ª ed. inglesa. Editora Edgard Blücher Ltda. 1999.

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Revisão por Gustavo Alves

Licenciado em Química pela IPEMIG e Bacharel em Química pela USP. Professor de Química e Matemática em Ensino Médio, Técnico e pré-vestibular. Experiência em edição de livros didáticos pela Editora FTD.

Edição por Carolina Batista

Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).

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