Drijven en zinken

Waarom blijft een kurk drijven op water, terwijl een baksteen naar de bodem zinkt? Waarom blijf je drijven in de dode zee? En waarom zinken oliedruppeltjes nooit naar de bodem? Hier gaan we naar kijken met behulp van de grootheid dichtheid.

Wanneer blijft een stof drijven?

Een stof blijft drijven op water wanneer de dichtheid van de stof kleiner is dan die van water. De dichtheid van water is 1 gram per kubieke centimeter. Stoffen waarvan de dichtheid kleiner is dan 1 g/cm³ blijven drijven op water, stoffen met een dichtheid groter dan 1 g/cm³ zinken naar de bodem. Wanneer de dichtheid van de stof gelijk is aan die van water dan kan een voorwerp van die stof blijven 'zweven' tussen het wateroppervlak en de bodem.

Uiteraard geldt dit ook voor andere vloeistoffen dan water. Over het algemeen blijft de stof met de kleinste dichtheid drijven op de stof met de grootste dichtheid. Dit verklaart bijvoorbeeld waarom voorwerpen makkelijker blijven drijven in zout water: zout water heeft (door het opgeloste zout) een grotere dichtheid dan zoet water, waardoor meer stoffen in zout water blijven drijven.

Scheiden van stoffen

In de scheikunde wordt de stofeigenschap 'dichtheid' vaak gebruikt om mengsels van verschillende stoffen te kunnen scheiden. Wanneer je bijvoorbeeld een troebel mengsel hebt, dat bestaat uit een vloeistof en kleine stukjes vaste stof, dan kun je de vaste stof laten bezinken, de vaste stof zakt dan naar de bodem omdat hij een grotere dichtheid heeft. Door daarna de vloeistof af te schenken kun je de stoffen uit elkaar halen. Twee vloeistoffen die een verschillende dichtheid hebben kunnen gescheiden worden met een scheitrechter: wanneer je een tijdje wacht ontstaan er twee lagen. De stof met de grootste dichtheid zit dan onderin, en kun je met het kraantje aftappen.

Voorwerpen van verschillende stoffen ●

Vaak zijn voorwerpen van meerdere stoffen gemaakt. Het voorwerp blijft dan drijven wanneer de gemiddelde dichtheid kleiner is dan de dichtheid van de vloeistof waarin het drijft. Je kunt de gemiddelde dichtheid berekenen door de totale massa te delen door het totale volume (inclusief die van eventuele lucht in het voorwerp).

Boten en vlotten ●

Of een boot of vlot, inclusief passagiers en vracht, blijft drijven of zinkt, kun je beredeneren met behulp van de gemiddelde dichtheid. Je moet er wel rekening mee houden dat de massa van de boot toeneemt als er water in de boot komt. Je kunt ook kijken naar het verplaatste watervolume. Dat is het water dat 'weggeduwd' wordt als de boot in het water ligt. De massa van de boot of het vlot is altijd even groot als de massa van het water dat verplaatst wordt. Als er zoveel water verplaatst moet worden dat het over de rand van de boot gaat, dan neemt de massa van de boot toe en zal de boot zinken.