PROFA. JANA
Repare no gráfico abaixo, tudo que foi escrito antes:
Densidade ou massa específica.
Densidade é uma propriedade física e expressa a quantidade de
matéria existente em um certo volume.
d =
massa
volume
A densidade de líquidos e sólidos são geralmente dadas em
3
g/cm ou em g/mL, que se equivalem. Também pode ser dada
em kg/L que se mantém o valor. A densidade do álcool é 0,8
3
g/cm ou 0,8 kg/L, tanto faz.
Exemplos de algumas substâncias a 25ºC e 1 atm.
O tetracloreto de carbono (CCl4) tem comportamento igual ao
das outras substâncias, a temperatura aumenta e a densidade
diminui. Mas repare que a densidade do CCl4 é maior que da
água, em torno de 1,6 g/mL.
Dos haletos, os monofluoretos e monocloretos são menos
densos que a água, já os brometos e iodetos são mais densos.
Os polihaletos, em geral são bastante densos. Em particular, o
CH2I2 é o líquido mais denso (d = 3,32 g/mL) conhecido na
química orgânica (ele é usado como líquido de contraste no
estudo de minerais ao microscópio).
3
Material
Nitrogênio
Xenônio
Acetona
Álcool
Água
Alumínio
Ferro
Mercúrio
Ouro
Densidade em g/cm ou kg/L
0,00125
0,00580
0,8
0,8
1
2,7
7,8
13,6
19,3
Os gases possuem uma densidade muito pequena em g/mL, por
isso, normalmente é apresentada em g/L.
Nitrogênio
Xenônio
Densidade de uma mistura
A densidade de uma substância composta ou de uma mistura, é
a média ponderada das densidades dos componentes desta
mistura, calculada a partir das proporcões (das concentrações),
como por exemplo das porcentagens em massa de cada um dos
componentes. Os fenômenos de interações entre os átomos,
as moléculas e íons nas misturas, podem afetar estes cálculos,
como por exemplo, o que acontece com a mistura de etanol e
água (onde ocorre contração do volume).
1,25 g/L
5,80 g/L
A densidade da água depende da temperatura (com qualquer
outra substância) e consideramos ela como 1 g/mL, mas
sabemos bem que esse valor não é atingindo nem na
temperatura de 4ºC, seu maior valor.
Exemplo:
Considere que ar atmosférico seco tem 78% de N2, 21% de O2 e
1% de Ar. Qual a densidade do ar atmosférico?
Temperatura (°C) Densidade (g/cm³)
100
0,9584
80
0,9718
60
0,9832
40
0,9922
30
0,9956
25
0,9970
22
0,9977
20
0,9982
Aparelhos que medem a densidade:
15
0,9991
10
0,9997
4
0,9999
0
0,9998
Picnômetro: é uma vidraria especial utilizada na picnometria,
que possui baixo coeficiente de dilatação.
A picnometria é uma técnica laboratorial utilizada para fazer a
determinação da massa específica de líquidos. Também pode-se
determinar a densidade de sólidos, devendo antes
ser dissolvido.
densidade do N2: 28 g./22,4 L = 1,25 g/L
densidade do O2: 32 g./22,4 L = 1,42 g/L
densidade do Ar: 40 g./22,4 L = 1,78 g/L
densidade do ar: 1,25 x 78 + 1,42 x 21 + 1,78 x 1 = 1,29 g/L.
100
A diminuição da densidade da água de 4 a 0ºC e no estado
sólido em relação ao estado líquido, dev-se as ligações de
hidrogênio que se intensificam e ocupam um volume maior.
Química
Densímetro: é um aparato que tem por objetivo medir a massa
específica de líquidos. O densímetro foi inventado por Hipátia,
grande matemática e filósofa grega.
1
Densidade
PROFA. JANA
Uma das utilidades do densímetro é inferir propriedades dos
líquidos através da inspeção de sua massa específica,
principalmente quando os líquidos são misturas de substâncias.
Nestes casos é possível inferir se a composição da mistura é a
esperada ou não a partir do valor esperado para a massa
específica da mistura.
Picnômetro
que durou meses na plataforma Deepwater Horizon, da British
Petroleum, pode ter derramado 4,5 milhões de barris de petróleo
no mar. Considerando que um barril corresponde a 159 litros e
-1
que a densidade do petróleo é de 0,88 kg.L , qual é a
quantidade de matéria (em mols) aproximada de carbono
presentes no petróleo derramado? Assuma que a composição
-1
do petróleo é de alcanos de fórmula geral CnH2n+2. (M (g.mol ):
H = 1,008; C = 12,01)
Assinale a alternativa correta.
densímetro
10
a) 4,4 × 10 .
2
b) 4,5 × 10 .
23
c) 6,02 × 10 .
200
d) 1,0 × 10 .
6
e) 4,6 × 10 .
3. Misturam-se 100 g. e 200 g. respectivamente de dois líquidos
3
A e B, obtendo-se uma mistura homogênea, com 400 cm de
volume total. Calcule a densidade da mistura.
3
a) 0,75 g/cm .
3
b) 1,75 g/cm .
3
c) 1,33 g/cm .
3
d) 0,50 g/cm .
3
e) 1,50 g/cm .
Exercícios
1. Vendas fracas de diesel S50 preocupam ANP
4. . (Ita 2011) A 25°C, as massas específicas do etanol e da
–3
–3
água, ambos puros, são 0,8 g cm
e 1,0 g cm ,
respectivamente. Adicionando 72 g de água pura a 928 g de
3
etanol puro, obteve-se uma solução com 1208 cm de volume.
Assinale a opção que expressa a concentração desta solução
em graus Gay-Lussac (°GL).
Às vésperas de completar o primeiro mês de obrigatoriedade de
oferta do óleo diesel S50, com menor teor de enxofre em sua
composição (no caso, 50 partes por milhão, em massa), a
demanda, ainda tímida, pelo produto, principalmente entre
veículos pesados, preocupa o setor. A medida faz parte do
Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos
Automotores (Proconve), criado em 2009.
Entre as razões elencadas para a baixa procura pelo novo
diesel, a mais citada é o prazo dado aos fabricantes de veículos
pesados para entregar, até março, os veículos vendidos e
faturados em 2011, cujos motores podem funcionar com
qualquer dos três tipos de óleo diesel à disposição no país.
Como o diesel S50 é o tipo mais caro ainda não consegue
estimular a adesão dos consumidores, mesmo sendo menos
poluente.
Suponha que em um posto de combustíveis, o tanque de
estocagem de óleo diesel S50 possua capacidade volumétrica
3
de 30 m
a) 98
b) 96
c) 94
d) 93
e) 72
5. (Mack) Num recipiente calibrado contendo 485 mL de água (d
3
= 1g/cm ) colocou-se um objeto (feito de um único material) de
massa igual a 117 g. Observou-se que o objeto imerge e que o
nível da água no recipiente passa a ser de 500 mL. Com esses
3
dados e consultando a tabela abaixo (d em g/cm ), pode-se
afirmar que o objeto pode ser feito de:
Material
Chumbo Ferro
Osso
Cortiça
Pedra
Densidade 11,3
7,8
2,0
0,3
5,0
e esteja cheio desse combustível, cuja densidade é
3
de 0,85 g cm . Sendo assim, é correto afirmar que a massa
máxima de enxofre contida no combustível armazenado nesse
tanque é de
a) chumbo.
b) osso.
c) ferro.
d) cortiça.
e) pedra.
a) 1275 g.
b) 2550 g.
c) 3825 g.
d) 5100 g.
e) 6375 g
6. Um carro possui um tanque de gasolina com capacidade de
40 L. Sabendo-se que com o tanque cheio o carro pesa 530 kg,
qual será seu peso quando o tanque estiver vazio? ( Dado:
densidade da gasolina = 0,8 g/mL)
2. . (Ufpr 2011) Este ano ocorreu um terrível acidente ambiental
com o vazamento de petróleo no Golfo do México. O vazamento,
Química
2
Densidade
PROFA. JANA
a) 32
b) 498
c) 562
d) 40
e) 490
7. (ENEM) Pelas normas vigentes, o litro de álcool hidratado que
abastece os veículos deve ser constiuído de 96% de álcool puro
de 4% de água (em volume). As densidades desse componentes
são dadas na tabela I.
No que se refere as densidades destes líquidos, é correto
afirmar que:
a) o líquido X é o mais denso dos 3.
b) o líquido Y tem densidade intermediária entre X e Z.
c) o líquido Z é o menos denso dos três.
d) os líquidos X e Z tem a mesma densidade.
e) os líquidos X e Y têm a mesma densidade.
Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou
cinco postos suspeitos de vender álcool hidratado fora das
normas. Colher uma amostra do produto em cada posto, mediu a
densidade de cada uma, obtendo a tabela II.
tabela I
Substância
Água
Álcool
tabela II
Posto
I
II
III
IV
V
10. Para o estudo de densidade de líquidos, um professor
utilizou o seguinte experimento: introduziu uma bolinha de
3
densidade igual a 1 g/cm em quatro frascos. Estes frascos
continham volumes iguais de líquidos diferentes.
Densidade (g/L)
1000
800
Densidade do combustível (g/L)
822
820
815
808
805
O resultado observado foi o seguinte:
A partir da posição da bolinha nos líquidos contidos nos quatro
frascos, assinale a alternativa correta:
A partir desses dados, o técnico pode concluir que estavam com
o combustível adequado somente os postos:
a) I e II.
b) I e III.
c) II e IV.
d) III e V.
e) IV e V.
a) Os líquidos contidos nos frascos A e B apresentam
3
densidades menores que 1 g/cm .
3
b) O líquido contido no frasco D é mais denso que 1 g/cm .
c) O líquido contido no frasco C é menos denso que o líquido
contido no frasco D.
d) Os líquidos contidos nos frascos A e B são menos densos que
o líquido contido no frasco D.
e) Os líquidos contidos nos frascos A e B são mais densos que o
líquido contido no frasco D.
8. (Ufrgs) Em vazamentos ocorridos em refinarias de petróleo,
que extravasam para rios, lagos e oceanos, verifica-se a
utilização de barreiras de contenção para evitar a dispersão do
óleo. Nesses casos, observa-se a formação de um sistema
heterogêneo onde o petróleo fica na superfície desses recursos
hídricos. Sobre o sistema acima descrito é correto afirmar que a
água e o petróleo não se misturam porque
11. (Unifenas) Se em um copo contendo água for colocada uma
bolinha de naftalina (naftaleno), observa-se que a mesma
afunda. Acrescentando-se a esse sistema sal de frutas, a
naftalina passa a boiar. Esse fenômeno se deve ao fato de que:
a) se apresentam em estados físicos diferentes.
b) apresentam densidade diferentes, e o petróleo fica na
superfície devido a sua maior densidade.
c) apresentam moléculas com polaridade diferentes, e o petróleo
fica na superfície devido a sua menor densidade.
d) a viscosidade da água é maior que a do petróleo.
e) a elevada volatilidade do petróleo faz com que este fique na
superfície.
a) a naftalina torna-se menos densa, pois começa a se dissolver
na água.
b) há formação de gás carbônico, o qual interage com a
naftalina, deixando-a menos densa.
c) com a adição do sal de fruta, gera-se uma solução mais densa
que a naftalina, fazendo com que esta boie.
d) a naftalina tem uma grande facilidade para sofrer o processo
de sublimação.
e) forma-se uma mistura heterogênea instável que tende a se
tornar homogênea com a expulsão da naftalina do meio,
facilitando sua sublimação.
9. (Ufrgs) Um pequeno cubo de plástico (C), é colocado
sucessivamente em três recipientes contendo líquidos X, y ou Z,
diferentes entre si. Esse cubo fica em equilíbrio mecânico nas
posições ilustradas nas figuras:
Química
3
Densidade
PROFA. JANA
15. O gráfico e a tabela, a seguir, contêm informações sobre a
densidade, d, de alguns metais, a 20°C. No gráfico, estão
indicadas relações entre massa e volume dos metais X, Y e Z.
12. Considere as seguintes propriedades de três substâncias
líquidas:
Densidade
Solubilidade
(g/mL a 20ºC)
em H2O
Hexano
0,659
insolúvel
Tetracloreto de carbono
1,595
insolúvel
Água
0,998
–
Misturando-se volumes iguais de hexano, tetracloreto de
carbono e água, será obtido um sistema
Substância
a) monofásico.
b) bifásico, no qual a fase sobrenadante é o hexano.
c) bifásico, no qual a fase sobrenadante é o tetracloreto de
carbono.
d) trifásico, no qual a fase intermediária é o tetracloreto de
carbono.
e) bifásico ou trifásico, dependendo da ordem de colocação das
substâncias durante a preparação da mistura.
13. (UFV) Três tubos de ensaio contêm, separadamente,
amostras de 4 mL dos líquidos clorofórmio, etanol e gasolina. A
cada um destes tubos foi adicionado 1 mL de água. As
densidades destes líquidos estão abaixo relacionadas
A seqüência correta das amostras contidas nos tubos é, em
presença da água:
a) I- clorofórmio, II- etanol, III- gasolina.
b) I- clorofórmio, II- gasolina, III- etanol.
c) I- etanol, II- gasolina, III- clorofórmio.
d) I- etanol, II- clorofórmio, III- gasolina.
e) I- gasolina, II- etanol, III- clorofórmio.
Considerando esse gráfico e essa tabela, é incorreto afirmar
que:
3
a) a densidade de Y é, aproximadamente, 5 g/cm .
b) a densidade de Y é cerca de duas vezes maior que a de X.
c) o metal X é o magnésio.
d) o metal X tem menor densidade que Z.
e) os volumes ocupados por 10,0 g de Y e Z são diferentes.
14. Considere os elementos químicos e algumas de suas
propriedades físicas:
PF (ºC)
PE (ºC)
d (g/mL)
Cobalto (Co)
1495
2900
8,9
Mercúrio (Hg) – 38
357
13,6
Xenônio (Xe)
– 112
– 108
0,003
Pode-se dizer corretamente que:
16. (UFSC) Uma medalha, supostamente de ouro puro, foi
testada pelo deslocamento do volume de água contido em uma
3
proveta (recipiente cilíndrico de vidro graduado em cm ). Para
isso,a medalha, cujo peso era de 57,9 gramas, foi colocada
3
numa
proveta
de
50
cm
que
continha
3
25 cm de água e mediu-se o volume de água deslocado na
proveta. Sabendo-se que a densidade do ouro puro é de 19,3
3
3
g/cm , qual será o volume final lido na proveta em cm se a
medalha for de ouro puro?
Assinale no cartão-resposta o
resultado numérico encontrado.
a) à temperatura ambiente, dois são líquidos.
b) na temperatura de fusão de gelo, dois são gases.
c) na temperatura de ebulição da água, dois são sólidos.
d) volumes iguais dos três têm massas decrescentes na ordem
Hg, Co, Xe.
e) massas iguais dois três têm volumes decrescentes na ordem
Hg, Co, Xe.
Química
4
Densidade
PROFA. JANA
50 mL foram colocados 25 mL de areia de praia lavada,
decantada e seca. A massa da areia foi de 40,6 g. A areia foi
então transferida para proveta contendo os 25 mL de água e o
volume total foi de 39 mL. Com relação ao experimento descrito
acima: o volume ocupado pelos grãos de areia (mL); o volume
ocupado pelo ar entre os grãos na areia seca (mL); e a
−1
densidade dos grãos de areia (g.mL ).
17. (Enem) A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização
como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da
temperatura ambiente leva a um aumento no volume da
gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os
tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os
tanques não fossem subterrâneos:
I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais
quente do dia, pois estaria comprando mais massa por litro
de combustível.
II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria
comprando mais massa de combustível para cada litro.
III. Se a gasolina fosse vendida por quilograma em vez de por
litro, o problema comercial decorrente da dilatação da
gasolina estaria resolvido.
Dessas considerações, somente:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
20. (UFSC) As medalhas dos Jogos Olímpicos de Londres em
2012 possuem massas que variam entre 375 e 400 g, com 85
mm de diâmetro e 7,0 mm de espessura. As medalhas são
moldadas com a seguinte composição:



18. (Fuvest) Água e etanol misturam-se completamente, em
quaisquer proporções. Observa-se que o volume final da mistura
é menor do que a soma dos volumes de etanol e de água
empregados para prepará-la. O gráfico a seguir mostra como a
densidade varia em função da porcentagem de etanol (em
volume) empregado para preparar a mistura (densidades
medidas a 20 ºC).
“Medalha de ouro”: 92,5% (em massa) de prata e 1,34%
(em massa) de ouro. O restante é cobre.
Medalha de prata: 92,5% (em massa) de prata e o restante
de cobre.
Medalha de bronze: 97,0% (em massa) de cobre, 2,5% (em
massa) de zinco e 0,50% (em massa) de estanho.
Com base no texto apresentado, é CORRETO afirmar que:
01. considerando que a medalha seja um cilindro regular, a
densidade de uma medalha de 375 g é de aproximadamente 9,4
3
g/cm .
02. uma “medalha de ouro” de 400 g possui 24,6 g de cobre
04.o número de mol de átomos de ouro presente em uma
“medalha de ouro” é maior que o número de mol de átomos de
zinco presente em uma medalha de bronze de mesma massa.
08.uma medalha de bronze de 400 g possui 0,017 mol de
átomos de estanho.
16. a medalha de bronze é formada apenas por metais de
transição.
32. os átomos constituintes da medalha de prata unem-se por
meio de ligações metálicas, ao passo que os átomos
constituintes da medalha de bronze unem-se por meio de
ligações metálicas e de ligações iônicas
Gabarito:
1.a 2.a 3.a 4.b 5.c 6.b 7.e 8.c 9.a 10.e 11.c 12.e 13.c 14.d 15.c
16.28 17.e 18.e 19. 28 20.11
Se 50 mL de etanol forem misturados a 50 mL de água, a 20 oC,
o volume da mistura resultante, a essa mesma temperatura, será
de, aproximadamente,
a) 76 mL
b) 79 mL
c) 86 mL
d) 89 mL
e) 96 mL
19. (UFSC) Considere o seguinte experimento: em uma proveta
de 50 mL foram colocados 25 mL de água. Em outra proveta de
Química
5
Densidade
PROFA. JANA
Compare as unidades de medida para comprimento, área e
volume. Começamos pelas unidades de comprimento:
Unidades de medidas
Para calcular a densidade existem alguns pré-requisitos básicos,
como o domínio das unidades de massa e volume. Vamos para
algumas unidades e prefixos básicos:
Múltiplo Nome
Massa é a quantidade de matéria dos corpos.
Unidades, múltiplos e submúltiplos
Múltiplo Nome
0
10
1
10
grama
Símb.
Múltiplo Nome
g
–1
decagrama dag
10
hectograma hg
10
quilograma kg
10
megagrama Mg
10
gigagrama
Gg
10
12
teragrama
Tg
10
15
petagrama
Pg
10
2
10
3
10
6
10
9
10
10
10
18
10
exagrama
Eg
–2
–3
–6
–9
dg
centigrama cg
miligrama
mg
micrograma µg
nanograma ng
picograma
–15
femtograma fg
–18
attograma
–21
zeptograma zg
–24
yoctograma yg
10
zettagrama Zg
10
24
yottagrama Yg
10
10
decigrama
–12
21
10
Símb.
pg
Símb.
10
0
metro
10
1
decâmetro dam
10
2
10
3
10
6
10
9
10
12
10
15
10
18
10
21
10
24
–1
decímetro
–2
centímetro cm
–3
milímetro
–6
micrômetro µm
–9
nanômetro nm
–12
picômetro
–15
femtômetro fm
–18
atômetro
–21
zeptômetro zm
–24
10
ioctômetro ym
Em cm
100 cm
2
2
100 cm
2
3
100 cm
Em mm
1000 mm
2
2
1000 mm
3
3
1000 mm
10
10
quilômetro km
10
megâmetro Mm
terâmetro
petâmetro
exâmetro
zetâmetro
iotâmetro
Símb.
m
hectômetro hm
gigâmetro
Múltiplo Nome
10
Gm
10
Tm
10
Pm
10
Em
10
Zm
10
Ym
dm
mm
pm
am
Comparando com área e volume:
ag
1m
2
1m
3
1m
OBSERVAÇÕES LINGUÍSTICAS:
1. As grafias quilo, kilo e kilograma são comuns, mas somente
quilograma é a correta, incorporada aos dicionários.
2. O quilograma é informalmente abreviado por quilo, mas uma
ordem de grandeza não deveria ter plural por ela não ser
uma unidade de medida propriamente dita.
3. Outro erro muito comum é abreviar quilograma com a primeira
letra maiúscula, resultando em Kg, símbolo que no SI representa
kelvin-grama. O símbolo de quilograma é kg, com a primeira
letra minúscula.
Em dm
10 dm
2
2
10 dm
3
3
10 dm
Vejamos agora a comparação com litros.
1 L = 1000 mL
3
Importante: 1 L = 1 dm . (Lê-se: Um litro é igual a um decímetro
cubico)
3
3
e como 1 dm = 1000 cm .
3
logo: 1 mL = 1 cm . (Lê-se: Um mililitro é igual a um centímetro
cubico)
3
3
3
E também: 1 m = 10 dm ,
3
logo: 1 m = 1000 L. (Lê-se: Um metro cúbico é igual a mil litros)
Exemplos legais:
Existem massas muito pequenas, como a de átomos e
moléculas.
−24
A massa de um átomo de hidrogênio é 1,67.10 g. ou 1,67 yg.
−23
A massa de uma molécula de água é 3.10 g. ou 0,03 zg.
Mas existem também massas muitos grandes, como dos
satélites naturais, planetas e estrelas:
22
A massa da Lua é de 7,35.10 kg. ou ou 73,5 Zg.
24
3
A massa do planeta Terra é de 6.10 kg. ou 6.10 Yg.
30
A massa do Sol é de 2.10 kg. ou 2 000 000 Yg.
Volume é a extensão do espaço ocupado por um corpo.
Química
6
Densidade