Por que a água salgada é mais pesada do que a água da torneira?

A água salgada pode ser descrita como mais pesada do que a água da torneira, desde que seja entendida como “por unidade de volume” de água. Declarado cientificamente, 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, geralmente contendo pequenas quantidades de sais minerais e menores quantidades de matéria orgânica. As soluções de água altamente concentradas em sais dissolvidos têm densidades muito maiores do que a água pura ou da torneira.

Densidade e Gravidade Específica são termos que descrevem a concentração de uma substância em massa. A 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 grama 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.

A explicação da densidade mais alta da água salgada é encontrada nos pesos das fórmulas dos compostos de sal. A água é composta de átomos relativamente leves de hidrogênio e oxigênio, que têm pesos atômicos um e 16, respectivamente. A maioria dos sais é composta de átomos metálicos mais pesados, como sódio, magnésio e potássio, que possuem pesos atômicos 23, 24 e 39, respectivamente. Os átomos metálicos podem estar ligados a outros átomos pesados, como cloro, bromo e iodo, que têm pesos atômicos 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, de modo que o volume da solução aumenta, mas em um grau menor do que o peso da solução.

Centenas de compostos químicos são classificados como sais. Alguns sais, como cloreto de sódio e 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 altas temperaturas. A densidade máxima de uma solução de sal depende do peso da fórmula do sal, da solubilidade natural ou “constante do produto de solubilidade” do sal e da temperatura.

Objetos imersos em água salgada têm maior tendência a flutuar do que em água pura ou de torneira, o que significa que são mais flutuantes. Este efeito surge da maior flutuabilidade, ou ascendente, força exercida sobre os objetos pela água salgada devido à sua maior densidade. A força de empuxo exercida sobre objetos imersos por fluidos está implícita no Princípio de Arquimedes, que afirma que qualquer objeto completamente ou parcialmente imerso em um fluido desloca seu próprio peso de fluido. Um objeto imerso na água da torneira experimenta maior “peso” do que na água salgada porque desloca um peso menor da água da torneira.