A água salgada pode ser descrita como mais pesada que a água da torneira, desde que isso seja entendido como “volume por unidade” de água. Cientificamente declarado, um volume de água salgada é mais pesado do que um volume igual de água da torneira porque a água salgada tem uma densidade maior do que a água da torneira. A água da torneira é relativamente pura, tipicamente contendo pequenas quantidades de sais minerais e pequenas quantidades de matéria orgânica. As soluções de água altamente concentradas em sais dissolvidos têm densidades muito maiores que a água pura ou da torneira.
Densidade e gravidade específica
A densidade e a gravidade específica são termos que descrevem a concentração de uma substância em massa. Densidade é definida como a massa de uma substância por unidade de volume, geralmente expressa em gramas por centímetro cúbico. Por exemplo, a densidade da água pura a 39 graus Fahrenheit é de 1 grama por centímetro cúbico, e a densidade média da água do mar é de cerca de 1,027 gramas por centímetro cúbico. A gravidade específica, que é definida como a razão entre a densidade de uma substância e a densidade da água, é uma medida usada em muitas aplicações científicas. Para a maioria das substâncias, a densidade e a gravidade específica são quase idênticas à temperatura ambiente.
Solubilidade dos sais |
A explicação da maior densidade de água salgada é encontrada nos pesos das fórmulas dos compostos salgados. A água é composta pelos átomos relativamente leves hidrogênio e oxigênio, que possuem pesos atômicos de um e 16, respectivamente. A maioria dos sais é composta por átomos metálicos mais pesados, como sódio, magnésio e potássio, que possuem pesos atômicos de 23, 24 e 39, respectivamente. Os átomos metálicos podem estar ligados a outros átomos pesados, como cloro, bromo e iodo, que possuem pesos atômicos de 35, 80 e 127, respectivamente. Os sais se dissociam em íons (átomos carregados) quando dissolvidos em água. As moléculas de água se coordenam em torno dos íons pesados para que o volume da solução aumente, mas em um grau menor que o peso da solução.
Densidade de soluções de sal |
Centenas de compostos químicos são classificados como sais. Alguns sais, como o cloreto de sódio e o iodeto de potássio, são altamente solúveis em água à temperatura ambiente. Muitos outros, como o sulfato de bário e o fosfato de cálcio, são praticamente insolúveis mesmo em temperaturas mais altas. A densidade máxima de uma solução salina depende da fórmula peso do sal, da solubilidade natural ou da “constante de produto de solubilidade” do sal e da temperatura.
Efeito de flutuação da água salgada
Objetos imersos em água salgada têm uma tendência maior a flutuar do que em água pura ou de torneira, o que quer dizer que são mais flutuantes. Este efeito surge da maior força flutuante, ou ascendente, exercida sobre os objetos pela água salgada devido à sua maior densidade. A força de empuxo exercida sobre os objetos imersos pelos fluidos está implícita no Princípio de Arquimedes, segundo o qual qualquer objeto, total ou parcialmente imerso em um fluido, desloca seu próprio peso de fluido. Um objeto imerso na água da torneira experimenta um “peso maior” do que na água salgada, porque desloca um peso menor da água da torneira.
