Densidade é um termo associado à relação existente entre uma grandeza e o espaço ou volume associado a ela. Dessa maneira, densidade de um gás seria a quantidade de partículas desse gás que ocupa um certo volume; e densidade de carga elétrica de um condutor seria o número de cargas que atravessam certa área desse condutor.
Densidade absoluta ou massa específica é uma propriedade física das substâncias cujo valor se calcula pela relação entre certa massa da substância e o volume ocupado por essa massa (d = m/V), tomando por unidade geralmente o grama por centímetro cúbico (g/cm3); no sistema internacional a unidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). Densidade relativa pode ser obtida pelo quociente entre a massa específica desse material e a massa específica de um padrão. De modo geral, o padrão utilizado é a água destilada a 4 °C, cuja densidade absoluta pode ser considerada como 1g/cm3.
Nos laboratórios, vários tipos de aparelhos são usados para a medida da densidade ou da massa específica das substâncias: balança hidrostática, balança de Mohr e vários tipos de picnômetros e areômetros. Para líquidos, podem ser usados aparelhos denominados densímetros, que fornecem diretamente o valor da densidade, utilizando-se para tal o princípio de Arquimedes.
Quando se trata da medida da densidade relativa de gases, em laboratório pode-se usar uma montagem como a mostrada na figura.
O peso do gás é medido, colocando-se o mesmo no tubo A que foi previamente pesado, após provocar vácuo em seu interior. Com a chave C fechada, produz-se vácuo no interior do sistema. Fecha-se a chave D e abre-se a C, medindo a pressão do gás no manômetro. O valor da densidade do gás pode ser obtido através da lei dos gases ideais (um valor aproximado e que pode ser corrigido):
PV = (g/M)RT; de onde temos:
P = pressão
V = volume
T = temperatura absoluta (K)
g = peso do gás
Os densímetros permitem a medida direta da densidade de certos líquidos, são os aparelhos mais baratos para esse tipo de medida. São essencialmente areômetros de peso constante, muito usados na medida da densidade do leite, para determinar sua pureza, e na medida da densidade das soluções de baterias elétricas.
Densímetros
Existem, ainda densímetros digitais, que obedecem ao mesmo processo do densímetro comum.
Nestes densímetros pode ser feito um controle mais acurado da temperatura da amostra, além de proporcionar um valor de densidade mais preciso e uma medida relativamente rápida com um volume menor de amostra (cerca de 1 mL).
Sua maior desvantagem parece ser o preço (muito alto em relação ao densímetro comum, de leitura direta).
Densímetro digital
Densímetros especiais, destinados a determinar a concentração ou o teor alcoólico, denominam-se alcoômetros. Aferidos de modo a fornecerem, por leitura direta, a percentagem de álcool de uma solução de água e álcool, são empregados na indústria de bebidas e no controle de qualidade do álcool combustível.
Outra forma de se determinar a densidade de um líquido é o uso de picnômetros.
Essa técnica também pode ser utilizada para medir a densidade de um sólido, porém a aparelhagem utilizada é ligeiramente diferente, porém seguindo o mesmo princípio. O picnômetro para sólidos consiste num vaso de vidro graduado, capaz de medir com grande precisão o volume do líquido nele colocado. Um de seus modelos consta de um vaso de vidro com rolha oca, atravessada por funil especial.
Em primeiro lugar, obtém-se separadamente o peso M do corpo sólido cuja densidade se quer medir e o do picnômetro cheio de água até seu nível de referência. Feito isso, coloca-se o corpo, reduzido a pó, dentro do picnômetro, deixando-se vazar a água até o nível de referência. Ao se pesar de novo o conjunto, verifica-se ser necessário colocar pesos para que o equilíbrio se restabeleça. A densidade será igual ao quociente da divisão do peso M do corpo pelo peso M' da água deslocada (o qual corresponde aos pesos adicionados).
O picnômetro para líquidos é semelhante a esse, mas em lugar de rolha, possui um tubo capilar terminado por funil. Nesse tubo existe um traço para referência. Enche-se o aparelho com o líquido cuja densidade se quer medir até o traço de referência e pesa-se o conjunto. Faz-se o mesmo com água destilada e verifica-se ser necessário colocar pesos para que o equilíbrio se restabeleça. Para obter-se a densidade, basta dividir os dois pesos determinados.
Fonte: sbqe2.foco.fae.ufmg.br
