Densidade

Carolina Batista

Densidade é a concentração de matéria num determinado volume.

Matematicamente, essa grandeza é expressa por: reto d espaço igual a espaço massa sobre volume

Trata-se de uma propriedade específica que considera a razão entre a massa (m) e o volume (v) de um material.

diferença de densidade
Materiais com diferentes densidades

Como calcular a densidade?

A densidade é calculada a partir da seguinte fórmula:

reto d espaço igual a espaço reto m sobre reto v

em que:

  • 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

Saiba mais em: Medidas de Massa e Medidas de Volume.

Fatores que afetam a densidade

Tipo de material

Exemplo: O ouro possui densidade de 19,3 g/cm3 e a prata tem densidade de 10,5 g/cm3.

Temperatura

Exemplo: A densidade da água varia conforme a temperatura. Na temperatura de 0 ºC a densidade é de 0.99987 g/cm3 e o valor máximo de 1 g/cm3 é atingido à temperatura de 4 °C.

Estado físico

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.

Pressão

Exemplo: Os gases sofrem forte influência da pressão.

O ar seco tem densidade de 1,2754 kg/m3 em 0 °C e 100 kPa. Sua densidade diminui para 1,2041 kg/m3 nas condições de 20 °C e 101,325 kPa.

Saiba mais em: Densidade da Água e Propriedades do Ar.

Densidade dos materiais

Tomando como exemplo dois materiais, esponja e chumbo, sabemos que dois quilos de esponja pesam exatamente o mesmo que dois quilos de chumbo.

Só que inconscientemente chegamos a pensar que os dois quilos de chumbo pesam mais que os dois quilos de esponja por sabermos que o chumbo é mais pesado do que uma esponja.

diferença de densidade

A diferença está no volume da esponja e no volume do chumbo que temos de ter para obter o mesmo peso. É preciso um volume de esponja muito maior do que o volume de chumbo, afinal, o chumbo é mais "concentrado", ou seja, a sua densidade é maior.

Tabela de densidade de materiais

Densidade de alguns materiais em g/cm3 a 25ºC
Aço 7,8
Água 1,0
Chumbo 11,3
Cobre 8,96
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

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

densidade dos materiais
Diferença de densidade dos materiais

Saiba mais em: Propriedades da Matéria e Propriedades da Água.

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.

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.

Densidade na Tabela Periódica

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

  • Ósmio (Os): d = 22,5 g/cm3
  • Irídio (Ir): d = 22,4 g/cm3

Saiba mais em: Propriedades Periódicas e Tabela Periódica.

Exercícios de densidade

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

Alternativa correta: d) 6.500 g.

1º passo: transformar a unidade de volume.

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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

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

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.

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:

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