DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE UTILIZANDO UM VISCOSÍMETRO DE OSTWALD

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CCBS

Componente curricular: Físico-Química Experimental

Prof.ª

Curso: Farmácia, 5º período

Aluno:

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE UTILIZANDO UM VISCOSÍMETRO DE OSTWALD

                                                  Campina Grande -

INTRODUÇÃO:

        Viscosidade é a resistência apresentada por um fluido à alteração de sua forma, ou aos movimentos internos de suas moléculas umas em relação às outras. A viscosidade de um fluido indica sua resistência ao escoamento sendo o inverso da viscosidade, a fluidez. O conhecimento e o controle da viscosidade constituem uma das principais preocupações das indústrias de óleos, vernizes e tintas, que para isso empregam diversos instrumentos de medida de grande precisão.

        A viscosidade de um fluido pode ser determinada por vários métodos: através da resistência de líquidos ao escoamento, tempo de vazão de um líquido através de um capilar (viscosímetro de Oswald); da medida do tempo de queda de uma esfera através de um líquido (Höppler); medindo a resistência ao movimento de rotação de eixos metálicos quando imersos na amostra (reômetro de Brookfield). O método utilizado neste experimento foi o “Viscosímetro de Ostwald”, que é um viscosímetro capilar, onde a viscosidade é medida pela velocidade de escoamento do líquido atravpes de um capilar de vidro. É medido o tempo de escoamento entre duas marcas feitas no viscosímetro.

        O viscosímetro de Ostwald consiste num tubo em forma de “U”. Um dos braços tem na sua parte baixa um diâmetro interno muito reduzido, a chamada zona capilar. Por causa disto há um bulbo, assim como no outro braço há outro semelhante, mas localizado mais abaixo. Para usá-lo é preciso succionar o líquido para o bulbo para cima e depois deixá-lo fluir novamente para baixo pelo efeito da gravidade. Ele contém duas marcas acima e abaixo do bulbo superior que delimitam um volume conhecido. O tempo que leva o líquido entre a primeira e a segunda marca é proporcional à viscosidade cinética.

        Quanto mais viscosa a massa, mais difícil de fluir e maior o seu coeficiente de viscosidade. Quanto maior a medida dessa propriedade, menor será a velocidade em que o fluido se movimenta.

A equação majoritária do coeficiente de viscosidade é conhecida como a Equação de Poiseuille. Está equação leva em consideração o movimento de um fluido dentro de um tubo.

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Onde P é a pressão hidrostática sobre o líquido, V é o volume do líquido que flui em t segundos através do capilar de raio r e de comprimento L. No Sistema Internacional de Unidades (S.I), a unidade de viscosidade é pascal segundo [Pa.s]. Entretanto, essa unidade é pouco utilizada no cotidiano e adota-se a unidade poise [P] – nome em homenagem ao fisiologista francês Jean Louis Poiseuille (1799 – 1869). Um pascal segundo [Pa.s] corresponde a dez poise [P]. Existem dois tipos de viscosidade: viscosidade dinâmica e viscosidade cinemática.

A viscosidade dinâmica é dada em termos de força requerida para mover uma unidade de área a uma unidade de distância. A unidade mais utilizada é o Poise, g/(cm.s). Já a viscosidade cinemática é a viscosidade dinâmica dividida pela densidade do fluido. No S.I, a unidade é m²/s, mas usualmente é medida em centiStokes, cSt. O Stokes é cm²/s.

1. OBJETIVO:

Experimento que objetivou Determinar o coeficiente de viscosidade de algumas substâncias (água destilada, álcool, acetona) através do viscosímetro de Ostwald.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

Substancias usada:

• Água destilada
• Soluções etanólicas e de sacarose nas concentrações de 10, 20, 30 e 40%.
• Álcool etílico e acetona

Materiais usados: 

- Viscosímetro de Ostwald
- Pipetas de 10mL
- Beckers de 50mL
- Termômetro
- Cronômetros (3)
- Balança analítica
- Balão volumétrico de 100mL
- Luvas de PVC
- Óculos de segurança

MÉTODO:

Viscosímetro  de Ostwald, que permite uma determinação simples do coeficiente de viscosidade a partir de uma substância padrão. Neste caso as medidas de viscosidade são feitas por comparação entre o tempo na vazão do fluído de viscosidade conhecida, geralmente água, e o de um fluído de viscosidade desconhecida.

1. PROCEDIMENTO:

        Ao início do experimento, todos os materiais foram colocados na bancada de forma organizada, e os cronômetros, distribuídos entre três alunos.

        Sendo assim, o viscosímetro foi lavado com água destilada e em seguida colocado em seu suporte, com cuidado para ficar na posição vertical. A temperatura inicial do ambiente registrada foi de 25ºC. Com auxílio de uma pipeta, 10 ml de água destilada foram pipetados no viscosímetro; em seguida, a água foi “puxada” com o auxílio de um pipetador através da abertura externa do viscosímetro até atingir a marca “x”. Esperamos então o líquido escoar da marca “x” para “y”, e este tempo foi medido. Este procedimento foi repetido três vezes para cada solução. Ao final do experimento, mediu-se novamente a temperatura, acusando também 25ºC.

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Temperatura ambiente inicial: 28 ºC → 29°C

Temperatura ambiente final: 28 ºC → 30°C

Temperatura ambiente média = 29 ºC

1. APLICAÇÃO DOS RESULTADOS

        

5.1 - Citar alguns métodos para medir a viscosidade e dizer qual o método empregado na experiência. Explique porque usou 10 ml em todas as determinações.

Métodos: através da resistência de líquidos ao escoamento, tempo de vazão de um líquido através de um capilar (viscosímetro de Oswald, empregado neste experimento); da medida do tempo de queda de uma esfera através de um líquido (Höppler); medindo a resistência ao movimento de rotação de eixos metálicos quando imersos na amostra (reômetro de Brookfield).