O Que é Gravidade Específica?

Tudo o Que Você Precisa Saber Sobre Gravidade Específica

A gravidade específica, também conhecida como densidade relativa, mede a densidade de uma substância em comparação com a densidade da água.

A gravidade específica está relacionada à densidade, pois ambas são propriedades físicas usadas para determinar quão "denso" é um determinado material. Esse material pode ser um gás, líquido ou sólido.

A gravidade específica e a densidade são usadas para identificar um material, determinar a concentração de uma solução líquida, por exemplo, álcool ou açúcar em uma bebida), ou testar se um produto está dentro das especificações.

Esta página abordará o básico sobre gravidade específica e densidade.

Curioso para saber como a gravidade específica revela a densidade real de um material?

A densidade de uma amostra é definida como sua massa dividida pelo seu volume.
A fórmula da densidade:

A gravidade específica, também conhecida como densidade relativa, é usada para descrever a densidade de uma substância em comparação com a densidade da água. Para calcular a gravidade específica, divida a densidade da amostra pela densidade da água.

A fórmula da gravidade específica:

Qual é a Diferença Entre Gravidade Específica e Densidade?

A principal diferença entre gravidade específica e densidade é que a gravidade específica não tem unidade, ou seja, não possui unidades, enquanto a densidade tem uma unidade (g/cm3, kg/m3, g/mL, oz/US fl, ...).

A gravidade específica indica se algo vai flutuar ou afundar na água. Uma gravidade específica abaixo de 1 significa que a amostra é menos densa (mais leve) do que a água e, portanto, flutuará. Por exemplo, um óleo com gravidade específica de 0.825 flutuará sobre a água.

Como Converter Gravidade Específica em Densidade ?

Gravidade específica da substância = densidade da substância / densidade da água

Exemplo (a 20°C):

Densidade da amostra = 1.3265 g/cm3

Densidade da água = 0.9982 g/cm3

Gravidade específica da amostra = 1.3265 / 0.9982 = 1.3289

Como Converter Densidade em Gravidade Específica?

Densidade da substância = gravidade específica da substância x densidade da água

Exemplo (a 20°C):

Gravidade específica da amostra = 1.0627 g/cm3

Densidade da água = 0.9982 g/cm3

Densidade da amostra = 1. 1.0627 x 0.9982 = 1.0608

A temperatura de uma amostra afeta tanto a densidade quanto a gravidade específica. Quanto maior a temperatura, maior o volume e menor a densidade. Se a temperatura aumenta, o volume aumenta e a densidade diminui. No entanto, a massa da substância não muda com a temperatura.

A exceção mais notável a essa regra é a água líquida, que atinge sua densidade máxima a 3,98 ºC; acima desse ponto, o volume da água aumenta e ela se torna menos densa. O oposto ocorre quando a água é resfriada.

Como a gravidade específica é a densidade da amostra dividida pela densidade da água, ambas as densidades diminuem com o aumento da temperatura, mas não na mesma magnitude. O efeito da temperatura geralmente será um pouco menos importante para a gravidade específica do que para a densidade.

Molécula a uma dada temperatura (movimentos ligeiros)	Mesmas moléculas quando a temperatura aumenta (afastando-se mais)	Fórmula

Quais Instrumentos São Usados para Medir Gravidade Específica e Densidade?

Há diferentes tipos de instrumentos para medir tanto a gravidade específica quanto a densidade:

Hidrometro

Um hidrometro é um instrumento de custo acessível usado para determinar a gravidade específica/densidade de líquidos. Feito de vidro soprado, ele consiste em uma parte inferior bulbosa, pesada com chumbo ou esferas de aço, e uma haste longa e estreita com uma escala.

O hidoómetro é imerso no líquido da amostra até flutuar. A leitura da densidade é feita observando a escala, onde o nível do líquido da amostra se alinha com uma marca na escala do hidrometro.

A maioria dos hidrómetros mede a gravidade específica das amostras: em termos simples, um hidrometro informa ao usuário se um líquido é mais denso ou menos denso que a água. Ele flutuará mais alto em um líquido com maior gravidade específica, como água com açúcar dissolvido, em comparação com um de menor gravidade específica, como água pura ou álcool.

Ao usar um hidrometro, o usuário tem duas opções:

Usar o hidrometro em sua temperatura de calibração (normalmente 16 °C ou 20 °C). Dependendo do volume da amostra, pode levar algum tempo para a amostra atingir essa temperatura.
Simplesmente registrar o valor da medição na temperatura ambiente. Tanto o valor da medição quanto o da temperatura devem ser registrados. Se necessário, um fator de correção pode ser aplicado posteriormente para obter o valor da medição corrigido pela temperatura.

Picnômetro

Normalmente feito de vidro, um picnômetro é um frasco de volume predefinido usado para medir a gravidade específica/densidade de um líquido. Também pode determinar a gravidade específica/densidade de dispersões, sólidos e até gases.

Quando usados corretamente, os picnômetros fornecem resultados muito precisos, com exatidão de até 10-5 g/cm3 – isso se correlaciona com a exatidão (número de casas decimais) da balança digital utilizada.

Também é necessário um termômetro para medir a temperatura.
É necessário treinamento do usuário para garantir medições precisas com o picnômetro.

Medidor de Densidade Digital Portátil

Medidores digitais de densidade portáteis são usados para determinar rápida e precisamente a gravidade específica/densidade de líquidos. A determinação da densidade ou da gravidade específica usando medidores digitais baseia-se em dois fatores:

A oscilação, ou vibração, de um tubo de vidro em forma de U (U-tube).
A relação entre a massa da amostra líquida e a frequência de oscilação do U-tube.

Preencher o U-tube com a amostra líquida afeta sua frequência de oscilação: devido ao ajuste de fábrica com amostras de densidades conhecidas, essa frequência de oscilação pode ser diretamente correlacionada com a densidade de qualquer amostra líquida com uma exatidão de 0.001 g/cm3 ou uma gravidade específica com exatidão de 0.001.

Os medidores digitais de densidade portáteis medem a amostra à temperatura ambiente. Se for necessário um resultado a uma determinada temperatura, o medidor digital de densidade pode aplicar um fator de correção ao resultado medido para compensá-lo para uma temperatura definida. Cada medição leva apenas alguns segundos, permitindo que os usuários avancem rapidamente para a próxima amostra.

A densidade medida pode ser convertida automaticamente em outras unidades e concentrações para aplicações específicas, como gravidade específica, API, % de álcool, °Brix etc.

Densímetro Digital de Bancada

Medidores digitais de densidade de bancada usam a mesma tecnologia que os medidores digitais de densidade portáteis, a oscilação de um tubo de vidro em forma de U (U-tube). Além disso, contam com controle de temperatura Peltier integrado, que leva a amostra à temperatura selecionada (por exemplo, 20°C). O controle de temperatura pode variar de 0 °C a 95 °C. Esses medidores de densidade podem atingir uma exatidão de 0.000005 g/m3 para densidade, ou 0.000005 para gravidade específica.

Alguns medidores digitais de densidade de bancada podem ser conectados a soluções de automação de amostras para amostras únicas ou múltiplas, que oferecem amostragem, enxágue e secagem automatizados.

Esses medidores de densidade podem frequentemente ser atualizados para um sistema automatizado dedicado e multiparamétrico, combinando densidade, índice de refração, pH, cor, condutividade e muito mais, para economizar tempo, aumentar a qualidade dos dados e evitar qualquer alteração das amostras entre análises individuais.

Uma das vantagens dos medidores digitais de densidade que usam o tubo de vidro em forma de U é o pequeno volume de amostra necessário (normalmente 1,5 mL), o que permite um equilíbrio térmico mais rápido da amostra.

Exemplos de Gravidade Específica e Densidade de Alguns Materiais

Substância	Gravidade Específica (a 20°C)	Densidade (a 20°C)
Dodecano	0.746	0.745 g/cm3
Amônia	0.772	0.771 g/cm3
Óleo bruto	0.791	0.790 g/cm3
Água	1.000	0.998 g/cm3
2,4-diclorotolueno	1.251	1.249 g/cm3
Glicerina	1.261	1.259 g/cm3
1-Bromonaftaleno	1.484	1.481 g/cm3
Mercúrio	13.618	13.593 g/cm3

Em Diferentes Temperaturas

Substância	GE (a 15°C)	Densidade (a 15°C)	GE (a 25°C)	Densidade (a 25°C)
Dodecano	0.753	0.752 g/cm³	0.747	0.745 g/cm³
Água	1.000	0.999 g/cm³	1.000	0.997 g/cm³
2,4-diclorotolueno	1.255	1.254 g/cm³	1.248	1.244 g/cm³
1-Bromonaftaleno	1.487	1.486 g/cm³	1.480	1.476 g/cm³

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Perguntas Frequentes

Qual é a gravidade específica do ar?

A gravidade específica do ar é 0,00121 a 20°C e sob uma pressão atmosférica de 101,325 kPa (ou seja, ao nível do mar). Essa pressão muda com o clima (pressão mais baixa quando chove ou neva) e com a altitude (pressão mais baixa em grande altitude do que ao nível do mar). Por exemplo, a uma altitude de 440 m acima do nível do mar, a pressão atmosférica (média anual) é de apenas 96,12 kPa, e a gravidade específica média do ar a 20°C é 0,00114.

Qual é a gravidade específica da água?

A gravidade específica da água é 1,00000 a 20°. Observe que a densidade da água muda com a temperatura. Ela aumenta de 0°C a 4°C (quando é quase 1) e depois diminui de 4°C para temperaturas mais altas. No entanto, a gravidade específica da água não muda com a temperatura; ela continuará sendo igual a 1,00000.

Por que a gravidade específica pode ser usada para identificar uma amostra?

A gravidade específica e a densidade podem ser usadas facilmente para identificar uma amostra pura, porque cada substância tem uma gravidade específica/densidade única. Após uma medição, a gravidade específica/densidade da amostra em questão pode ser consultada para verificar com o que ela corresponde.

Como a densidade/gravidade específica pode ser usada para determinar concentrações?

A quantidade de soluto em um solvente geralmente afeta a densidade e a gravidade específica da solução resultante. Ao medir a gravidade específica de uma série de soluções com quantidades conhecidas e variadas de soluto dissolvido, pode-se encontrar uma tabela de conversão ou fórmula que correlacione a gravidade específica com a concentração de uma dada solução.

Quais são algumas aplicações típicas da medição da gravidade específica?

Estas são algumas aplicações típicas da medição de gravidade específica:

Determinação da concentração de álcool em destilados, controle do processo de fermentação na produção de vinho e cerveja
Medição de Brix (teor de açúcar) de produtos intermediários e finais em alimentos e bebidas
Gravidade específica, densidade e outras concentrações, como API gravity, em óleos pesados, parafina e lubrificantes na petroquímica
Gravidade específica e densidade no ácido de bateria na indústria automotiva e em outros solventes
Ácidos e bases na indústria química
Muitas aplicações na indústria farmacêutica, como gravidade específica em cosméticos, produtos de cuidados pessoais e muito mais

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