Massa Específica dos Sólidos
Massa específica, ou densidade é a propriedade física que relaciona a quantidade de matéria de algo com o volume ocupado por essa entidade, ou seja, relaciona massa e volume. A densidade está relacionada a conceitos como a compressão e empacotamento. Sabe-se que, quanto mais elevado for o grau de empacotamento dos átomos, maior será a densidade da substância, pois quanto menores forem os valores de volume para uma mesma massa, maior será o resultado da relação que fornece a densidade.
De forma análoga, quanto maiores forem os valores de compressão sobre determinado objeto, mais elevada será sua densidade. O cálculo da densidade é feito pela relação matemática apresentada abaixo. Essa relação é dada pelo quociente entre uma certa massa (m) de uma substância e o volume (V) ocupado por essa massa, ou seja:
Uma unidade muito usual para a massa específica é o g/cm³, mas no SI (sistema internacional) a unidade é o kg/m³. A relação entre elas é a seguinte:
Técnicas para a Determinação da Massa Específica
É utilizada nos laboratórios a mais diversa gama de aparelhos com intuito de obter medições de densidade. Podemos citar dispositivos como a balança de Mohr e as balanças hidrostáticas, além de diversos tipos de picnômetros e areômetros.
Já para determinação em substâncias líquidas, são utilizados densímetros, capazes de fornecer de forma direta os valores de densidade, baseando-se para tal no princípio de Arquimedes. A densidade dos líquidos pode também ser determinada com o uso dos picnômetros.
Uma forma de medição um pouco mais elaborada é a dos medidores eletrônicos de líquidos. Eles atuam analisando pequenas amostras da substancia líqüida. Essas amostras são dispostas em um oscilador mecânico, que mede a freqüência de ressonância, que é uma característica dependente da densidade do material. A grande vantagem está na velocidade de determinação e maior precisão, uma vez que não é preciso determinar massa e volume da amostra.
Determinando a Massa Específica de Sólidos
Figura 1. Balança analítica
Densidade
Figura 2. Picnômetro
Aplicação Prática
De forma mais prática, sem contar com os aparelhos disponíveis em grandes laboratórios, pode-se determinar a densidade de um sólido. A forma mais comum de fazê-lo é pesando este sólido de forma cuidadosa, além de determinar seu volume através de medições de suas dimensões, seguida de cálculos volumétricos.
Porém, com os cálculos, temos inevitavelmente um afastamento do valor real, devido aos erros sistemáticos de medição, eventuais erros grosseiros e arredondamentos. Podemos pensar ainda em uma situação onde o sólido possui um formato muito irregular, tornando difícil medir suas dimensões. Sendo assim pode-se determinar o volume aplicando-se um método de deslocamento de uma substancia liquida.
Neste método, inicialmente será determinada a massa de uma amostra do sólido para em seguida colocar essa massa em um dispositivo volumétrico com graduação, como por exemplo uma proveta. O instrumento deve estar parcialmente cheio de algum líquido que tenha uma densidade tal capaz de permitir que o sólido não flutue.
O sólido, ao ser colocado dentro do recipiente irá deslocar um volume de líquido que será numericamente igual ao seu próprio volume. Desse modo, anotando-se a variação do nível do líquido no menisco ao considerar o antes e depois da adição do corpo será obtido o volume em questão.
Este método é eficiente e se bem executado resultará em valores muito próximos dos esperados. Para garantir maior aproximação dos valores reais, é importante realizar uma série de tomadas de dados, possibilitando o posterior calculo de valores médios.
Figuras
Figura 3. Representação da leitura do nível do menisco
