Propriedades físicas das águas naturais Densidade, Viscosidade e

Aula: 05
Temática: Propriedades físicas das águas naturais
Densidade, Viscosidade e Tensão Superficial
Nesta aula daremos continuidade às propriedades físicas
das águas naturais.
Densidade
A densidade de um corpo d’água varia conforme a região e o período
em que é coletado para análise. Essas variações estão relacionadas às
substâncias dissolvidas e/ou em suspensão, à pressão e à temperatura.
A concentração e o peso específico da(s) substância(s) dissolvida(s) nos
corpos d’água nem sempre alteram sua densidade, assim a presença de
sais não altera consideravelmente a densidade. Uma concentração, por
exemplo, de 1g/L de cloreto de sódio à 4ºC sofre uma variação aproximada
de 0,00085, podendo assim ser considerada desprezível.
A densidade pode ser:
• Densidade absoluta: relaciona a quantidade de massa (em Kg) por unidade de volume (em m3), podendo ser expressa também em g/cm3 ou g/mL.
É uma propriedade específica o que identifica e diferencia as substâncias.
p=
massa (Kg)
volume (m3)
A água possui densidade absoluta de 1, 000 g/cm3 à temperatura de 4ºC,
adquirindo nesta condição o máximo de sua densidade. Este fato assegura
a vida aquática, o abastecimento de água e o fato dos corpos d’água não
se congelarem nos países onde atingem temperaturas negativas. Dependendo da diferença entre as temperaturas dos corpos d’água ocorre a estratificação, com a formação de três camadas distintas (Libânio 2005):
• A camada superficial: possui maior temperatura e menor densidade;
• Camada intermediária: ocorre uma queda acentuada de temperatura;
• Terceira camada: tem menor temperatura e maior densidade.
QUÍMICA AMBIENTAL
21
• Densidade relativa: é a relação entre a densidade da água a uma determinada temperatura e sua densidade a 4ºC, que é utilizada como padrão
para o cálculo da densidade relativa de sólidos e líquidos. Como é a relação
entre grandezas de mesmas unidades é adimensional.
Podemos observar na tabela abaixo que a variação de densidade é muito
maior às altas temperaturas do que próxima a 4ºC.
Viscosidade
Viscosidade dinâmica, absoluta ou simplesmente viscosidade é a resistência ao escoamento, sendo considerada um obstáculo ao deslocamento, uma
vez que quanto mais viscoso for uma substância mais lentamente será o escoamento. Nos líquidos, esta sofre a influência da temperatura, da superfície
de contato e da natureza do próprio líquido. É inversamente proporcional à
temperatura, pois o aumento desta provoca a diminuição da coesão entre as
moléculas e conseqüentemente diminui a resistência ao escoamento.
Na tabela abaixo estão os valores da densidade absoluta e relativa e viscosidade da água sob condições normais de temperatura e pressão, adaptada do site: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Agua02.html
Temperatura - θ
(°C)
Viscosidade
dinâmica - µ
(10 -3 N.s/m 2)
-
Densidade
relativa - δ
0 (gelo)
Densidade
absoluta - ρ
(kg/m 3)*
917,0
0(água)
999,8
1,781
0,9998
4
1000,0
1,558
1,0000
0,9170
5
1000,0
1,518
1,0000
10
999,7
1,307
0,9997
15
999,1
1,139
0,9991
20
998,2
1,002
0,9982
25
997,0
0,890
0,9970
30
995,7
0,798
0,9967
40
992,2
0,653
0,9922
50
988,0
0,547
0,9880
60
983,2
0,466
0,9832
70
977,8
0,404
0,9788
80
971,8
0,354
0,9728
90
965,3
0,315
0,9653
958,4
0,282
0,9584
100
2
4
Fonte: adaptada do site: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Agua02.html
22
QUÍMICA AMBIENTAL
Tensão superficial
Tensão superficial de um líquido corresponde às forças intermoleculares
do líquido que ocorrem na interface entre o líquido e um gás ou entre dois
líquidos. Esta força gera uma fina película entre a interface líquido-gás ou
líquido-líquido e é fundamental para a sobrevivência de muitos organismos
aquáticos. Um exemplo de sua importância é que alguns organismos conseguem caminhar livremente sobre a água devido à tensão superficial.
As moléculas da superfície de um líquido são fortemente atraídas pelas moléculas do corpo d’água, daí a formação esférica de uma gota de água. Esta
depende de cada líquido e é inversamente proporcional à temperatura.
Nesta aula você estudou algumas propriedades físicas da
água, concluiremos este assunto na próxima aula. Aguardo
você.
QUÍMICA AMBIENTAL
23