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ESTUDANDO A SOLUBILIDADE E A DENSIDADE DE LÍQUIDOS E OBJETOS

ESTUDANDO A SOLUBILIDADE E A DENSIDADE DE LÍQUIDOS E OBJETOS

Rebecca Vasconcellos Botelho de Medeiros, Rodrigo R. Resende, Saulo Robério Rodrigues Maia

Edição Avulsa (Alô, Escolas!) Vol. 2, N. 7, 19 de Fevereiro de 2015

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2015.02.19.003

Por que um isopor flutua em uma poça de água? Por que um lápis afunda em uma bacia com água? Por que a esponja flutua no início e depois afunda? Essas são perguntas relacionadas à densidade de um objeto qualquer e está relacionada ao líquido em que ele é colocado para flutuar ou afundar.

A densidade é a relação entre a massa de um determinado material e o volume que este material ocupa, ou seja, a densidade determina a quantidade de matéria que está presente em uma unidade de volume. Por exemplo, se colocamos um objeto que tem uma massa de 200 gramas e ocupa a área de 150 cm2, um celular, por exemplo, dentro de uma bacia com água ele afundará, e o volume de água deslocada por ele será igual a sua massa. A densidade pode ser calculada pela seguinte fórmula e é expressa em gramas por centímetro cúbico, que corresponde ao volume de água descolocada (g/cm3):

Densidade = massa / volume

Cada substância possui uma determinada densidade, podendo uma substância ser mais densa ou menos densa do que a outra. Mas para que saber isso? Se eu te disser que o chumbo é mais denso do que o alumínio, o que isso significaria? Significa que em um dado volume de chumbo há mais matéria que o mesmo volume de alumínio. Ou, de outra forma, se dois objetos feitos de materiais distintos (diferentes) de mesmo tamanho, possuírem pesos diferentes, significa que o de maior peso terá mais matéria ou material do que o de menor peso. A densidade nos auxilia na caracterização de uma substância.

Quando se trata de substâncias líquidas, a substância menos densa ficará acima da substância mais densa, como acontece com a água e o óleo. Mas a diferença na densidade dessas duas substâncias é fácil de ser percebida, pois o óleo não é solúvel ou miscível com a água.

Sempre ao abordar o tema solubilidade, existe uma afirmação que diz: “semelhante dissolve semelhante”, ou seja, uma substância polar tende a se dissolver num solvente polar e uma substância apolar tende a se dissolver em um solvente apolar. Assim, fica fácil de entender porque substâncias inorgânicas, como sais e ácidos, se dissolvem tão bem em água, ou porque o álcool e a água se misturam de maneira irreversível, já que, depois de mistura-los não podemos mais os perceber em separados, somente com os olhos, como acontece com o óleo e a água. Todos os sais são ácidos são polares. Em contrapartida, as substâncias orgânicas se dissolvem muito bem em solventes apolares, como a parafina na gasolina ou óleos no querosene. E é por esse mesmo motivo que água e óleo não se misturam (Figura 1).

 solubilidade

Figura 1: Diferentes líquidos, de cores diferentes, demonstrando a densidade deles e de objetos, como as bolas de gude. Quanto mais em cima o líquido, menor a sua densidade. Quanto maior sua densidade, mais o líquido ou objeto se afunda. (imagem: http://www.invivo.fiocruz.br/)

Material necessário

  • 1 Frasco cilíndrico alto, transparente e com tampa. Pode ser um vidro de maionese, por exemplo;
  • Xarope de milho ou mel;
  • Óleo vegetal;
  • Álcool contendo algumas gotas de corante alimentício, para que sua separação possa ser visível;
  • Água com corante alimentício de outra cor, também para ser visível e se diferenciar do álcool;
  • Objetos pequenos de materiais diversos: bolinha de gude, pedaço de vela, bolinha de naftalina, rolha de cortiça…

Passo-a-passo

1º Coloque no frasco o xarope de milho ou mel;

2º Adicione cuidadosamente uma pequena quantidade semelhante de água contendo algumas gotas de corante, escorrendo-as pelas paredes do frasco;

3º Adicione a mesma quantidade de óleo vegetal por cima da água com corante;

4º Cuidadosamente adicione o álcool contendo algumas gotas de corante em cima do óleo;

5º Coloque pequenos pedaços de plástico, rolhas de cortiça, pedaços de vela, bolinhas de gude, e bolinha de naftalina, etc… Observe no cilindro que cada objeto flutuará em uma camada.

Observação: cuidado com a ordem de adição dos líquidos, pois apenas o óleo é imiscível com a água (não se misturam entre si). Assim a ordem de adição dos líquidos é importante para que estes não se misturem. O xarope pode se dissolver na água, porém, o processo é muito lento. Já o álcool só não se mistura com a água, pois estão separados pela camada de óleo. Os líquidos foram colocados na ordem decrescente de suas densidades, com o xarope de milho tendo a maior e o álcool a menor densidade de todos os líquidos. Os objetos irão flutuar apenas em um líquido que apresente uma densidade maior que a sua.

Referência

  1. Maia, SRR. et. al. MANUAL DE AULAS PRÁTICAS DE UM LABORATÓRIO DE QUÍMICA COM MATERIAIS ALTERNATIVOS. Subprojeto PIBID/Química/FAEC-UECE, 2013.
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