Densidad

Es una característica de la materia, y en especial es una propiedad intrínseca de las sustancias.  Esta puede ser calculada al dividir la masa entre el volumen de una muestra.

Densidad = masa / volumen

d = m / v

La unidad para esta cantidad en el sistema internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3).  Sin embargo, las densidades de los líquidos  y de los sólidos comúnmente son expresadas en g/cm3 o g/mL (cantidades numéricamente iguales), y las densidades de los gases son expresadas con frecuencia en g/dm3 o g/L.  Debido a que muchas sustancias se contraen o expanden con los cambios de temperatura, la densidad es una propiedad que depende de la temperatura, y ésta debe ser especificada con la cantidad numérica.  Por ejemplo,  la densidad del magnesio a  20 grados centígrados es de 1.74 g/cm3.  Se puede interpretar entonces que a esta temperatura, cada centímetro cúbico o mililitro de magnesio tiene una masa de 1.74 gramos.  

 

Ejemplo: 

¿Cuál es la densidad del alcohol etílico (el alcohol en las bebidas alcohólicas) si a temperatura ambiente  50 ml tienen una masa de 40g?

 

Solución:  Para calcular la densidad únicamente se divide la masa entre el volumen de una muestra de la sustancia.  La densidad de este alcohol a temperatura ambiente se calcula fácilmente así:   d =  40g/ 50ml = 0.8 g/ml.  Entonces, a temperatura ambiente el alcohol etílico tiene una densidad de 0.8 gramos por mililitro (gramos por centímetro cúbico).

 

Ejemplo:  El ácido sulfúrico concentrado (el ácido utilizado en muchas baterías de automóviles) tiene una densidad de 1.84 g/cm3.  ¿Cuál sería la masa de 150. ml de este ácido?

 

Solución:  Sabemos que d = m / v.  Por lo tanto, 1.84 g/cm3 = m / 150. ml.  Dado que un mililitro es numéricamente equivalente a un centímetro cúbico, únicamente despejamos la variable, obteniendo que m = 1.84 g/cm3 x 100 ml = 276 g.  La masa de 150. ml de ácido sulfúrico sería 276 gramos.

Preguntas:

  1. Calcule la densidad de un objeto con una masa de 225 g y un volumen de 15 ml.
15g/ml
  1. Un bloque de madera tiene 11 cm de ancho, 14 cm de largo y 4 cm de alto.  ¿Cuál es la densidad de este trozo de madera si su masa es de 27g?
0.044 g/cm3.
  1. La densidad del aluminio es de 2.70 g/cm3.   Calcule el volumen que ocupa una bola de 3.2 gramos de este material.
1.2 cm3.
  1. Al introducir un bloque de hierro en un cilindro volumétrico, el volumen del agua se desplaza 5.20 mililitros.  Calcule la masa del bloque si la densidad del hierro a la temperatura ambiente es de 7.87 g/cm3.
40.9 g

  1. Calcule la densidad de un cuerpo con masa de 75 kilogramos y volumen de 5.67 litros.
13 kg/L (13 g/cm3)