Il metallo liquido, il mercurio, offre dimostrazioni drammatiche di densità e galleggiabilità. Puoi, ad esempio, far galleggiare oggetti pesanti come mattoni e manubri in un contenitore di mercurio sufficientemente grande perché la sua densità è maggiore di quella del piombo. Alcuni elementi, tuttavia, sono ancora più densi e gli oggetti fatti di queste sostanze affonderanno nel mercurio.
Densità di una sostanza
Tutte le sostanze possiedono una proprietà chiamata densità, che è massa divisa per volume. Se conosci la sostanza di cui è fatto un oggetto, puoi cercare la densità, misurare il volume e trovare la massa moltiplicando il volume per la densità. Gli elementi nella parte superiore della tavola periodica tendono ad avere densità inferiori; quelli verso il basso hanno le densità maggiori. La densità del mercurio, che è l'elemento numero 80 dei 118 elencati nella tavola periodica, è di 13,55 grammi per centimetro cubo.
Perché le cose galleggiano?
Gli esempi di cose che galleggiano abbondano nella natura e nella vita di tutti i giorni: potresti vedere le nuvole fluttuare nel cielo o un sughero che galleggia sull'acqua. Ogni volta che vedi un oggetto fluttuante, la sua densità è inferiore a quella della sostanza sottostante. Secondo il principio di Archimede, un oggetto posto in un liquido ne sposta una parte; il peso del liquido spostato produce una forza di galleggiamento la cui forza è uguale al peso. Se la forza è maggiore del peso dell'oggetto, l'oggetto galleggia. Poiché la densità del mercurio è molto alta, gli oggetti che potresti considerare pesanti, come pesi di piombo o un cuscinetto a sfera d'acciaio, galleggeranno al suo interno.
Galleggiante in Mercurio
Poiché la densità del mercurio è elevata, la maggior parte delle altre sostanze galleggia al suo interno. Ciò include metalli come nichel, ferro e rame, nonché sostanze miste come la maggior parte dei tipi di pietra e materiali organici come plastica e legno. Anche quei liquidi e gas che sono meno densi del mercurio galleggeranno al suo interno.
Cosa non galleggia?
Una manciata di elementi è più densa del mercurio e gli oggetti fatti di queste sostanze vi affonderanno. Diversi metalli preziosi, incluso l'oro, con una densità di 19,3 grammi per centimetro cubo, il platino con 21,4 e l'iridio con 22,65, affonderanno in un bagno di mercurio. Molti degli elementi attinidi, sostanze radioattive che risiedono nella parte inferiore della tavola periodica, hanno anche densità molto elevate e affonderanno nel mercurio. Il plutonio, ad esempio, ha una densità di 19,84 grammi per centimetro cubo. L'americio, un altro elemento attinide, è leggermente più denso del mercurio a 13,84 grammi per centimetro cubo.