O metal líquido, o mercúrio, contribui para demonstrações dramáticas de densidade e flutuabilidade. Você pode, por exemplo, flutuar objetos pesados como tijolos e halteres em um recipiente suficientemente grande de mercúrio porque sua densidade é maior do que a do chumbo. Alguns elementos, porém, são ainda mais densos e os objetos feitos dessas substâncias afundam no mercúrio.
Densidade de uma substância
Todas as substâncias possuem uma propriedade chamada densidade, que é a massa dividida pelo volume. Se você conhece a substância da qual um objeto é feito, pode procurar a densidade, medir o volume e encontrar a massa multiplicando o volume pela densidade. Os elementos no topo da tabela periódica tendem a ter densidades mais baixas; aqueles mais abaixo têm as maiores densidades. A densidade do mercúrio, que é o elemento número 80 dos 118 listados na tabela periódica, é de 13,55 gramas por centímetro cúbico.
Por que as coisas flutuam?
Exemplos de coisas que flutuam abundam na natureza e na vida cotidiana: você pode ver nuvens flutuando no céu ou uma rolha flutuando na água. Sempre que você vê um objeto flutuante, sua densidade é menor do que a da substância abaixo. De acordo com o princípio de Arquimedes, um objeto colocado em um líquido irá deslocar parte dele; o peso do líquido deslocado produz uma força de empuxo cuja força é igual ao peso. Se a força for maior que o peso do objeto, o objeto flutua. Como a densidade do mercúrio é muito alta, objetos que você pode considerar pesados, como pesos de chumbo ou um rolamento de esferas de aço, irão flutuar nele.
Flutuando em Mercúrio
Como a densidade do mercúrio é alta, a maioria das outras substâncias flutuam nele. Isso inclui metais como níquel, ferro e cobre, bem como substâncias mistas, como a maioria dos tipos de pedra e materiais orgânicos, como plásticos e madeira. Os líquidos e gases menos densos que o mercúrio também flutuam nele.
O que não vai flutuar
Alguns elementos são mais densos do que o mercúrio e os objetos feitos dessas substâncias afundam nele. Vários metais preciosos - incluindo ouro, com densidade de 19,3 gramas por centímetro cúbico, platina com 21,4 e irídio com 22,65 - afundarão em um banho de mercúrio. Muitos dos elementos actinídeos, substâncias radioativas que residem na parte inferior da tabela periódica, também têm densidades muito altas e afundam no mercúrio. O plutônio, por exemplo, tem uma densidade de 19,84 gramas por centímetro cúbico. Amerício, outro elemento actinídeo, é ligeiramente mais denso que o mercúrio, com 13,84 gramas por centímetro cúbico.