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Definición de Densidad

Definición conceptual

La densidad es una propiedad física e intensiva de la materia, definida como la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, por lo que, sus unidades serán unidades de masa sobre unidades de volumen, típicamente g/ml, g/cm3, kg/m3 o lb/ft3 si trabajamos en otros sistemas de unidades. La definición se presenta como una relación: δ = m ⁄ v.

Candela Rocío Barbisan | Oct. 2021
Ingeniera Química

Es importante no confundir la densidad con la concentración, ya que la concentración es la cantidad de soluto contenida en una determinada cantidad de solución o solvente. Un simple experimento casero que podemos llevar adelante en nuestros hogares para determinar la densidad comprende mezclar una determinada cantidad de azúcar con agua y disolverla. Para poder estimar la densidad de esta solución debemos tomar un vaso con graduación utilizado para recetas de cocina y pesarlo en una balanza de mesa.

Una vez que el vaso es colocado encima de la balanza se puede registrar la masa de este vaso vacío o bien “tarar” la balanza si es que esta posee dicha función.

Luego, se toma un determinado volumen de solución y se coloca adentro del vaso, se registra entonces el volumen con precisión medido en el vaso graduado y se registra la masa contenida en su interior. Esto puede repetirse con distintos pares de masa y volumen. De esa manera, se tienen distintos valores de densidad al efectuar la relación entre la masa y el volumen registrado.

Lo importante a destacar es que se espera que la densidad sea la misma en cada punto, ya que es una propiedad intensiva que no depende de la cantidad de materia del cuerpo. En este caso, el valor de densidad puede estimarse como un promedio ponderado de los distintos pares de masa y volumen.

Estimación de densidades

La misma experiencia se puede replicar en el laboratorio, trabajando con materiales de vidrio aforados y perfectamente calibrados y balanzas con mayor grado de precisión, lo que da lugar a cálculos estimados mucho más cercanos al valor real. Así mismo, existe un instrumento que permite medir la densidad de un líquido utilizando como concepto base el Principio de Arquímides.

En general, un densímetro es una varilla hueca de material de vidrio cuyo orificio se agranda en la sección inferior y posee un peso (por ejemplo, plomo), además posee una escala graduada en la parte superior. Su funcionamiento y determinación de la densidad depende del grado de hundimiento al ser sumergido, ya que dependiendo de la densidad del líquido donde se sumerge, por el Principio de Arquímides, el instrumento flotará y se leerá en la escala un valor determinado que corresponde a la densidad relativa. Es por ello que, existen dos tipos de densímetros, aquellos para densidades mayores que el agua y menores que el agua.

Existen otros tipos de instrumentos para la estimación de densidades, entre los que se pueden mencionar densímetros digitales y picnómetros.

Factores capaces de afectar la densidad

Como bien sabemos, la densidad es una propiedad física y una magnitud escalar. Pero ¿qué puede hacer variar la densidad de un determinado compuesto? Principalmente el factor de temperatura es un parámetro importante a la hora de determinar la densidad. Es muy lógico de pensar, cuando aumentamos la temperatura, aumenta la agitación de las moléculas y su vibración, lo que conlleva a que las partículas tiendan a separarse y ocupar más volumen. Consecuentemente, la densidad se verá disminuida puesto que el volumen tenderá a aumentar conservando la cantidad de materia. Si por el contrario, disminuimos la temperatura, el volumen descenderá y la densidad tenderá a aumentar.

Es por ello que, cada vez que tomemos un dato tabulado para una determinada sustancia pura o solución, debemos verificar que dicho dato esté referenciado a la temperatura de interés, de lo contrario podrá ser corregido. Para su corrección es necesario tener en cuenta varios factores como el calor de vaporización, por ejemplo.

El agua es una excepción a lo mencionado anteriormente, y lo podemos comprobar fácilmente cuando colocamos agua líquida en el freezer, ya que la misma se congelará y aumenta su volumen. Es por ello también que, el hielo flota sobre el agua líquida y esto se explica a través de las fuerzas puente de hidrógeno que forman el agua.

Por último, en el caso de fluidos compresibles (gases, en general) como por ejemplo el aire, estos variarán su volumen con las diferencias de presión lo que, indudablemente, genera un cambio en su densidad por lo que, en estos casos, la densidad también dependerá de la presión ejercida.

 
 
Autora: Candela Rocío Barbisan | Sitio: Definición ABC | Título: Densidad | Fecha: Oct. 2021 | URL: https://www.definicionabc.com/ciencia/densidad.php

Ingeniera Química por la UNMdP, Argentina, trabaja en la gestión de activos e integridad a diversas industrias, principalmente Oil & Gas. Certificada en API 580, Risk Based Inspection, por el American Petroleum Institute. Profesora en la Facultad de Ingeniería en la UNMdP, en las cátedras de Química General I, Laboratorio de Operaciones Unitarias (4º año, Ing. Química) y Laboratorio de Reactores y Control (5º año, Ing. Química).
 
 
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