Densidade - água e álcool

Densidade diferença entre a água e o álcool

Se você colocar em um copo um pouco de óleo e depois água os dois líquidos não vão se misturar e o óleo vai ficar sobre a água. Se você colocar água no copo e depois um pouco de óleo o resultado será o mesmo, o óleo vai ficar na parte de cima e a água na parte de baixo.
    
Isso acontece porque a molécula da água é formada por 2 átomos de hidrogênio com carga positiva e 1 átomo de oxigênio com carga negativa (H₂O).
Por causa dessa característica a molécula da água é conhecida como POLAR, ou seja, os polos negativos de cada molécula são atraídos pelos polos positivos da outra molécula.

Com o óleo a história é diferente, as ligações entre as moléculas dos ácidos graxos que formam a substância são menos fortes do que as que ligam as moléculas da água (H₂O), o que faz com que o óleo seja menos denso que água. Além disso, as moléculas do óleo são apolares, o que significa que elas não possuem carga positiva ou negativa, portanto não são atraídas por moléculas polares como a água.
Para reforça a diferença entre os líquidos, o óleo é uma substância hidrofóbica, ou seja, ele repele a água. A água e o óleo não se misturam.

Porque o álcool não se mistura com a água?

A pergunta acima só é verdadeira se o álcool estiver na parte de cima e a água na parte de baixo.

Nesse caso, os dois líquidos não se misturam porque o álcool é menos denso que a água, igual ao óleo que também é menos denso que água.

Porém, quando a água está na parte de cima e o álcool embaixo os dois líquidos vão trocar de lugar por causa da diferença de densidade. Mas, como as duas substâncias são POLARES vai acontecer uma ligação entre as moléculas e os líquidos vão se misturar.

Essa mesma experiência pode ser feita com água quente no lugar do álcool e água fria no lugar da água normal. Se o copo com água quente for colocado sobre um copo com água fria os dois líquidos não vão se misturar porque a água quente é menos densa que a água fria, mas se inverter a posição os líquidos vão trocar de posição e se misturar.

Fonte: https://www.megacurioso.com.br/fisica-e-quimica/85797-voce-sabe-por-que-a-agua-e-o-oleo-nao-se-misturam.htm

Mas o que é densidade?
Vamos responder com outra pergunta: porque alguns corpos flutuam e outros afundam na água?

Se você colocar um pedaço de isopor dentro de um copo com água ele vai ficar sobre a água, não vai afundar.

Agora, se colocarmos um prego de ferro na água ele vai afundar, mas se colocarmos o prego sobre o pedaço de isopor ele não vai afundar.

O prego afunda na água porque ele é mais denso que ela, o isopor flutua porque é menos densa que água.

Densidade

É a relação entre a massa (material) e o volume de uma substância (tamanho e forma).

O que pesa mais: 1 quilo de ferro ou 1 quilo de isopor? Os dois pesam 1 quilo, na questão peso eles são iguais.

O que diferencia o ferro do isopor, nesse caso, é que o ferro é mais denso que o isopor. Ou seja, nós precisamos de um pedaço pequeno de ferro para conseguir um quilo e precisamos de uma quantidade muito grande de isopor para conseguir o mesmo peso.

Então, o ferro e o isopor tem a mesma MASSA (1 quilo), o que diferencia um do outro é o volume (DENSIDADE). Um quilo de isopor tem muito mais volume que um quilo de ferro.

Resumindo: quando a MASSA entre duas substâncias é igual, aquela que tiver o maior volume terá a menor DENSIDADE.

Tabela de densidade de algumas substâncias:

A densidade também está relacionada à proximidade das moléculas das substâncias. Se compararmos as moléculas da água veremos que estão mais unidas (mais concentradas) do que as moléculas do óleo, menos unidas (menos concentradas). Então, pode-se dizer que a água é mais densa que o óleo porque suas moléculas estão mais unidas e assim há uma quantidade maior de moléculas de água, se comparadas num mesmo volume.

Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/ef/agua/p4.php

Densidade diferença entre a água e o álcool

Use corante alimentar para diferenciar a água do álcool. Se possível use azul na água e amarelo no álcool, quando eles se misturarem a cor muda para verde (a experiência fica bem mais legal, os olhos da criança ficam arregalados quando a água muda de cor para verde).

Comece a experiência com o copo com álcool na parte de cima. A criança fica impressionada que os dois líquidos não se misturam.
    
Ao invés de um pedaço de papelão (nós usamos uma carta de baralho), se possível use um pedaço de plástico. A vantagem é que o plástico desliza com mais facilidade e não fica mole em contato com a água.

Se possível, recorte um pedaço de plástico grande e em uma das pontas faça um furo do mesmo tamanho do furo no centro do CD. Dessa forma fica fácil para abrir e fechar a passagem dos líquidos movendo o plástico com o furo.

Se não tiver álcool em casa você pode fazer essa experiência substituindo o álcool por água quente e a água por água fria. Faça a experiência da mesma forma, coloque o copo com água quente na parte de cima (no lugar do álcool) e depois inverta, o resultado será exatamente o mesmo.

Densidade diferença entre a água e o álcool

Pais
Sempre que possível faça experiências científicas junto com seu(s) filho(s). Além de ser divertido (para os dois) é uma ótima forma para apresentar conteúdos que a criança verá na escola.
Explique “por que” essas coisas acontecem e deixe a criança repetir a experiência sob sua supervisão, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Com crianças pequenas é legal fazer essa experiência como se fosse um truque de mágica para depois dar a explicação (mais simples possível).

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Essa experiência pode ser usada para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências - quando falar sobre as forças da água, pressão atmosférica, densidade, moléculas, etc.