A densidade de uma solução é uma modalidade de concentração que relaciona a massa com o volume.
 A densidade é uma propriedade física que tem por função relacionar a massa da matéria e o volume que ela ocupa, o que resulta na seguinte equação: d = m Quando estamos estudando uma solução, a leitura da fórmula da densidade para ela seria:
Para realizar cálculos que envolvem a densidade de uma solução, devemos ter clara a sua definição, isto é, a solução é um mistura formada pela adição de um soluto em um solvente. Assim, trata-se da união de duas outras matérias, cada uma com seu volume e massa. Por esse motivo, podemos reescrever a fórmula da densidade de uma solução da seguinte forma: d = m1 + m2 m1 = massa do soluto m2 = massa do solvente V1 = volume do soluto V2 = volume do solvente Quanto maior a quantidade de soluto adicionado ao solvente, mais a densidade da solução sofrerá alteração. Por essa razão, a densidade também pode ser considerada uma modalidade de determinação da concentração. As unidades de medida mais utilizadas para a densidade no estudo de soluções são:
Assim, a leitura que devemos fazer quando um determinado exercício fornecer uma densidade igual a 0,8 g/mL, por exemplo, é a de que, a cada 1 mL daquela solução, a resultante das massas do soluto e do solvente é de 0,8 gramas. Vamos ver agora alguns exemplos de cálculos envolvendo a densidade no estudo das soluções: 1º) (UFRN) Qual é a massa em gramas presente em 100 mL de uma solução que apresenta uma densidade igual a 1,19 g/cm3? Dados do exercício: d = 1,19 g/cm3 V = 100 mL m = ? Observação: é importantíssimo que a unidade de volume esteja de acordo com a unidade da densidade. Nesse exercício, está tudo certo, já que na densidade temos cm3 e o volume foi dado em mL. Essas duas unidades têm a mesma referência. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Vamos aplicar os dados na fórmula: d = m 1,19 = m m = 1,19.100 m = 119 g de solução. 2º): Foram preparados 200 mL de uma solução dissolvendo-se 2 gramas de um sal em 200 gramas de água. Calcule a densidade dessa solução em g/L. Dados do exercício: d = ? g/L V = 200 mL ou 0,2 L (dividindo os 200 por 1000) m1 = 2 g m2 = 200 g Como foram dadas as massas do soluto e do solvente, ao somá-las, determinamos a massa da solução: m = m1 + m2 m = 2 + 200 m = 202 g Tendo em mãos a massa e o volume da solução, podemos calcular a densidade: d = m d = 202 d = 1010 g/L 3º) 520 mL de uma solução aquosa foram preparados pela adição de certa massa de KOH em 300 mL de água. Determine a massa de soluto presente nessa solução. Dados: densidade da solução igual a 1,50 g/mL; densidade da água igual a 1,0 g/mL. Dados do exercício: d = 1,50 g/mL V = 520 mL m1 = ? d2 = 1 g/mL V2 = 300 mL Observação: O exercício forneceu o volume e a densidade da água. Com esses dois dados, podemos calcular a massa do solvente pela seguinte relação: d2 =
m2 1 = m2 m2 = 300.1 m2 = 300 g Com a densidade, o volume da solução e a massa do solvente, podemos calcular a massa do soluto por meio da seguinte relação: d = m1 + m2 1,5 =
m1 + 300 m1 + 300 = 1,5.520 m1 + 300 = 780 m1 = 780 - 300 m1 = 480 g
Por Diogo Lopes Dias Densidade é uma propriedade física dos materiais que relaciona a massa com o volume ocupado, matematicamente expressa por: . Aproveite essa lista com 12 questões para você testar seus conhecimentos sobre a densidade e tire suas dúvidas com a resolução comentada após o gabarito. Questão 1Qual a densidade de um material que apresenta um volume de 200 mL e massa de 896 g? a) 3,26 g/mL Ver Resposta Resposta correta: c) 4,48 g/mL. Para resolver essa questão precisamos apenas inserir os valores na fórmula de densidade e efetuar a divisão. d = m/V Portanto, se um material de 896 g ocupa 200 mL de volume sua densidade é 4,48 g/mL. Questão 2Observe a tabela a seguir.
Quais materiais flutuam na água (dH20 = 1 g/cm3)? a) I e II Ver Resposta Resposta correta: d) II e IV A flutuação é um fenômeno relacionado com a densidade. Se um objeto é menos denso que o líquido, então ele irá flutuar. Mas se a densidade do material for maior que do fluido, então o veremos afundar. Comparando os valores das densidades na tabela e a densidade da água, 1 g/cm3, temos: Ferro: 7,87 g/cm3 > 1 g/cm3 Como as densidades da cortiça e do carvão são menores que a densidade da água, então esses dois materiais flutuarão, conforme a alternativa d) II e IV. Questão 3(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 Ver Resposta Alternativa correta: d) 6.500 g. Dados do enunciado:
1º passo: converter a unidade de volume. A densidade foi expressa em g/cm3, mas 1 cm3 equivale a 1 mL. Sendo assim, temos que: d = 13 g/cm3 = 13 g/mL. O volume foi dado em L, mas para efetuar o cálculo precisamos transformá-lo em mL. 2º passo: calcular a massa de mercúrio. Utilizando a fórmula da densidade: A massa de mercúrio é calculada da seguinte forma: Questão 4(Unifor) Um corpo sólido, de massa 90 g e volume 100 cm3, encontra-se no fundo de um recipiente de um líquido de densidade 0,60 g/cm3. Misturando-se um outro líquido de densidade 1,5 g/cm3, o corpo começa a flutuar quando a densidade da mistura, em g/cm3, for superior a: a) 0,90 Ver Resposta Alternativa correta: a) 0,90. Dados do enunciado:
1º passo: calcular a densidade do corpo sólido. 2º passo: interpretar o resultado. A densidade do corpo sólido é maior que a do líquido 1. Por ser mais denso, o corpo encontrava-se no fundo do recipiente. Com a mistura dois líquidos, o corpo começa a flutuar porque a densidade da mistura se tornou superior a sua densidade, que é de 0,90 g/cm3. Questão 5(Mackenzie) No preparo de uma limonada em duas etapas, foram feitas as seguintes observações:
Das observações 1 e 2, pode-se concluir que a densidade da semente é: a) menor que a densidade do suco de limão mais água. Ver Resposta Alternativa correta: b) menor que a densidade do suco de limão mais água e açúcar.
A primeira etapa continha uma mistura de suco de limão mais água. Como a semente foi ao fundo do recipiente, significa que a densidade da semente é maior que essa mistura, por isso ela afundou. Quando adicionou-se açúcar, mudou-se a densidade da mistura e ela se tornou maior que a da semente, por isso a semente flutuou. Questão 6(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. Conforme a posição das bolas apresentadas no desenho abaixo, podemos afirmar que: a) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades
0,8, 1,0 e 1,2. Ver Resposta Alternativa correta: a) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 0,8, 1,0 e 1,2. A densidade da bola é 1,0 e as provetas apresentam três situações:
Analisando as situações, temos que:
Questão 7(UFPI) Em uma cena de um filme, um indivíduo corre carregando uma maleta tipo 007 (volume de 20 dm3) cheia de barras de um certo metal. Considerando que um adulto de massa média (70 kg) pode deslocar, com uma certa velocidade, no máximo o equivalente à sua própria massa, indique qual o metal contido na maleta, observando os dados da tabela. (Dado: 1 dm3 = 1 L = 1.000 cm3)
a) Alumínio Ver Resposta Alternativa correta: a) Alumínio. 1º passo: calcular o volume da mala em cm3. 2º passo: encontrar a massa dos metais utilizando a fórmula da densidade:
De acordo com o volume mencionado no enunciado, todos os metais têm massa superior ao que o homem suporta carregar (70 Kg), exceto o alumínio (54 Kg). Sendo assim, esse é o metal que ele consegue deslocar. Questão 8(Enem/2012) Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica contendo 1,0 litro d’água. Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1,5 litro e também que a porção não ficara totalmente submersa, 1/3 de seu volume fora d’água. Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, ρ aguá = 1 g/cm3. No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500 kg (meio quilograma). Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a a) 0,073 kg. Ver Resposta Alternativa correta: d) 0,375 kg. 1º passo: calcular o volume total dos legumes. 2º passo: calcular a massa utilizando a densidade. Como a densidade dos legumes é metade da densidade da água, temos que: Encontramos a massa correspondente da seguinte forma: Questão 9(Enem/2016) Densidade absoluta (d) é a razão entre a massa de um corpo e o volume por ele ocupado. Um professor propôs à sua turma que os alunos analisassem a densidade de três corpos: dA, dB, dC. Os alunos verificavam que o corpo A possuía 1,5 vez a massa do corpo B e esse, por sua vez, tinha 3/4 da massa do corpo C. Observaram, ainda, que o volume do corpo A era o mesmo do corpo B e 20% maior do que o volume do corpo C. Após a análise, os alunos ordenaram corretamente as densidades desses corpos da seguinte maneira a) dB < dA < dC. Ver Resposta Alternativa correta: a) dB < dA < dC. 1º passo: interpretar os dados do enunciado. Massas: Volumes: 2º passo: calcular as densidades tendo como referência o corpo B. De acordo com as expressões para as densidades, observamos que a menor delas é dB, seguida de dA e a maior é dC. Questão 10(Enem/2001) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses componentes são dadas na tabela.
Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto, mediu a densidade de cada uma, obtendo:
A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos a) I e II. Ver Resposta Alternativa correta: e) IV e V. 1º passo: calcular a densidade de cada componente na fração comercializada: 96% de álcool e 4% de água. 2º passo: calcular a densidade total do combustível comercializado. 3º passo: interpretar o resultado. Para que o combustível esteja conforme os padrões, sua densidade não pode ultrapassar 808 g/L. Sendo assim, as únicos produtos que estão dentro do estabelecido são IV e V, pois apresentam uma porcentagem de água igual ou menor a 4%. Questão 11(Enem/2009) O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem checar a qualidade de cada produto. O álcool combustível é um produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 g/cm3. Em algumas bombas de combustível a densidade do álcool pode ser verificada por meio de um densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes e verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações distintas para três amostras de álcool combustível. A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se afirmar que a) a densidade da bola escura deve ser igual a 0,811 g/cm3. Ver Resposta Alternativa correta: d) a amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2. a) ERRADA. Se a densidade da bola escura for igual a do combustível, que é 0,811 g/cm3, não terá como saber se o álcool foi adulterado porque a bola não afundará nem flutuará. b) ERRADA. As bolas possuem densidades diferentes e, se flutuaram, quer dizer que a densidade da amostra é maior que a permitida, no caso, 0,811 g/cm3. c) ERRADA. As bolas devem ter densidades diferentes a fim de identificar alterações no combustível. Também, observando a imagem, vemos que elas ocupam posições diferentes, e isso ocorre pela diferença de densidade. d) CORRETA. A amostra 2 demonstra que:
Essa observação é feita segundo o Teorema de Arquimedes ou Lei do Empuxo:
e) ERRADA. A averiguação só pode ser feita com duas bolinhas, para acompanhar o deslocamento delas no líquido. Questão 12(Enem/2010) Com a frequente adulteração de combustíveis, além de fiscalização, há necessidade de prover meios para que o consumidor verifique a qualidade do combustível. Para isso, nas bombas de combustíveis existe um densímetro, semelhante ao ilustrado na figura. Um tubo de vidro fechado fica imerso no combustível, devido ao peso das bolinhas de chumbo colocadas no seu interior. Uma coluna vertical central marca a altura de referência, que deve ficar abaixo ou no nível do combustível para indicar que sua densidade está adequada. Como o volume do líquido varia com a temperatura mais que o do vidro, a coluna vertical é preenchida com mercúrio para compensar variações de temperatura. De acordo com o texto, a coluna vertical de mercúrio, quando aquecida, a) indica a variação da densidade do
combustível com a temperatura. Ver Resposta Alternativa correta: e) corrige a altura de referência de acordo com a densidade do líquido. Dilatação térmica é a variação que ocorre nas dimensões de um corpo quando submetido a uma variação de temperatura. De uma maneira geral, os corpos, sejam eles sólidos, líquidos ou gasosos, aumentam suas dimensões quando aumentam sua temperatura. Os líquidos, com algumas exceções, aumentam de volume quando a sua temperatura aumenta, da mesma forma que os sólidos. Sendo assim, o que ocorre é que:
Por isso, com o aumento da temperatura ocorre a dilatação e a coluna vertical de mercúrio corrige a altura de referência de acordo com a densidade do líquido. Complemente seus estudos com:
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). |
Qual é a densidade de um objeto que tem a massa de 20g e um volume de 5cm3?
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