Het vloeibare metaal, kwik, zorgt voor dramatische demonstraties van dichtheid en drijfvermogen. U kunt bijvoorbeeld zware voorwerpen zoals stenen en halters in een voldoende grote container met kwik laten drijven omdat de dichtheid groter is dan die van lood. Sommige elementen zijn echter nog dichter en objecten die van deze stoffen zijn gemaakt, zinken in kwik.
Dichtheid van een stof
Alle stoffen hebben een eigenschap die dichtheid wordt genoemd, wat de massa is gedeeld door het volume. Als je weet uit welke stof een voorwerp is gemaakt, kun je de dichtheid opzoeken, het volume meten en de massa vinden door het volume te vermenigvuldigen met de dichtheid. Elementen aan de bovenkant van het periodiek systeem hebben meestal een lagere dichtheid; die naar de bodem hebben de grootste dichtheden. De dichtheid van kwik, dat element nummer 80 is van de 118 in het periodiek systeem, is 13,55 gram per kubieke centimeter.
Waarom drijven dingen?
Voorbeelden van dingen die drijven in de natuur en het dagelijks leven: je kunt wolken in de lucht zien drijven of een kurk op het water zien drijven. Telkens wanneer je een drijvend object ziet, is de dichtheid ervan lager dan die van de substantie eronder. Volgens het principe van Archimedes zal een voorwerp dat in een vloeistof wordt geplaatst, een deel ervan verdringen; het gewicht van de verplaatste vloeistof produceert een opwaartse kracht waarvan de sterkte gelijk is aan het gewicht. Als de kracht groter is dan het gewicht van het object, blijft het object drijven. Omdat de dichtheid van kwik erg hoog is, zullen objecten die u als zwaar beschouwt, zoals loden gewichten of een stalen kogellager, erin drijven.
Drijvend in Mercurius
Omdat de dichtheid van kwik hoog is, zullen de meeste andere stoffen erin drijven. Dit omvat metalen zoals nikkel, ijzer en koper, maar ook gemengde stoffen zoals de meeste steensoorten en organische materialen zoals kunststoffen en hout. Die vloeistoffen en gassen die minder dicht zijn dan kwik zullen er ook in drijven.
Wat zal niet drijven?
Een handvol elementen is dichter dan kwik en voorwerpen die van deze stoffen zijn gemaakt, zullen erin zinken. Verschillende edele metalen - waaronder goud, met een dichtheid van 19,3 gram per kubieke centimeter, platina met 21,4 en iridium met 22,65 - zullen in een kwikbad zinken. Veel van de actinide-elementen, radioactieve stoffen die zich helemaal onderaan het periodiek systeem bevinden, hebben ook een zeer hoge dichtheid en zullen in kwik zinken. Plutonium heeft bijvoorbeeld een dichtheid van 19,84 gram per kubieke centimeter. Americium, een ander actinide-element, is met 13,84 gram per kubieke centimeter iets dichter dan kwik.