¿Cuál es la densidad del agua, del aceite y del hielo?

Por mucho que agites y trates de juntar el aceite con el agua nunca vas a conseguir que ambos elementos se fusionen. Se mantendrán siempre separados. 

Te proponemos hacer la prueba: en primer lugar, vierte aceite en un recipiente y añade hielo (es decir, agua en estado sólido). Verás que el hielo flota sobre el aceite. Ahora bien, observa con atención. Conforme el hielo vaya deshaciéndose y pase a su estado líquido comprobaremos que el agua quedará hundida por debajo del aceite.

¿Por qué sucede esto? Todo tiene una explicación.  

¿Cuál es la densidad del agua, el aceite y el hielo?

Un punto esencial en este experimento y que permite ver cómo agua y aceite quedan separados en capas es el hecho de que ambos productos  tienen características propias que les impiden mezclarse. No es una cuestión de densidad, sino de sus características químicas. 

Tiene que ver con la miscibilidad, un término usado en química que se refiere a la solubilidad de una sustancia en otra, es decir a la capacidad de mezclarse en cualquier proporción para formar una disolución.  

La miscibilidad se debe a la polaridad o interacción superficial de cada compuesto. Los líquidos llamados polares se pueden mezclar entre ellos, como ocurre por ejemplo con el agua y la miel, que son dos sustancias polares y por tanto miscibles entre sí, independientemente de su densidad.  

Los líquidos no polares también se pueden mezclar entre sí, y son usados habitualmente en la industria química. Algunos ejemplos son el benceno, el tolueno o el hexano.

Los líquidos que tienen polaridades distintas, como agua y aceite, no se pueden mezclar, es decir, son inmiscibles.

El concepto de miscibilidad

¿Quieres aprender un poco más sobre el tema? Por ejemplo,  la densidad del agua en gramos es de en torno a 1.000 kg/m3. Sin embargo, hay que tener en cuenta que esta depende de factores como la temperatura (sería de unos 998 kg/m3 a 20ºC, o 0,998 g/cm3), la presión (se suele considerar 1 atmósfera) y la salinidad (en este caso hablamos de agua destilada, que no contiene sal).

La densidad del hielo (cuando el agua llega a 0ºC), sin embargo, es de unos 917 kg/m3. Por su parte, la densidad del aceite se calcula en los 920 kg/m3 aproximadamente, ya que varía en función del tipo. Hay que tener en cuenta que no es la misma la del aceite de girasol o la del de oliva o de palma. Esta diferencia en sus densidades es uno de los factores que explican por qué el agua y el aceite no se mezclan.

¿Cómo se mide la densidad?

El instrumento que se utiliza para medir la densidad de un líquido se llama hidrómetro.  De todos los dispositivos de medición científica es, con toda probabilidad, uno de los más simples. Con frecuencia se fabrica con vidrio y tiene la apariencia de un termómetro. El hidrómetro está formado por una base o tallo cilíndrico y un bulbo que incluye un peso en la parte inferior para que flote en posición vertical.

El hidrómetro se baja suavemente al líquido que se va a medir y hay que dejarlo en un punto en que esté  flotando libremente. Hay líneas grabadas o marcadas en el dispositivo para que el usuario pueda ver dónde está flotando el hidrómetro. En líquidos menos densos, el hidrómetro flotará más bajo, mientras que en líquidos más densos flotará más alto. Dado que el agua es el «estándar» por el que se miden otros líquidos, la marca del agua probablemente esté etiquetada como «1.000.»

Un hidrómetro es una herramienta muy interesante para acompañar todos los experimentos que hagas sobre densidad del agua. Por ejemplo, te serviría para comprobar los cambios que se producen en la densidad de algunos líquidos cuando los exponemos a diferentes temperaturas. Te animamos a que eches un vistazo al experimento donde explicamos este fenómeno y sigas expandiendo tu conocimiento científico con objetos de la vida cotidiana.