A DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS

EXPERIMENTO 4

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS

1 INTRODUÇÃO

        “A Reologia pode ser vista como a ciência da deformação e do escoamento da matéria, ou seja, é o estudo da maneira, segundo a qual os materiais respondem à aplicação de uma determinada tensão ou deformação”. (TONELI, 2005). Pensando assim, para as ciências farmacêuticas, o entendimento destes conceitos são indispensáveis para compreender fenômenos associados à vida, e também a eficácia dos medicamentos e processos tecnológicos.  

        Segundo Stanley, et al., (1996), a reologia clássica começa com a consideração de dois materiais ideais, o sólido elástico e o líquido viscoso. O sólido elástico possui forma definida que, quando deformado por uma força externa dentro de certos limites, irá retornar à sua forma e dimensões originais, após a remoção dessa força. O líquido viscoso não tem forma definida e irá escoar, irreversivelmente, com a aplicação de uma força externa.

        Nesse sentido, é possível classificar o comportamento reológico dos materiais, através de duas categorias: newtonianos e não newtonianos. O newtoniano é caracterizado por acontecer com viscosidade constante, independente da velocidade de cisalhamento aplicada, enquanto o não newtoniano caracteriza-se por uma mudança na viscosidade com o aumento na velocidade de cisalhamento. Além do mais, Toneli (2005) postula que, fluidos ideais escoam, ou seja, se deformam de forma irreversível e a energia de deformação é dissipada na forma de calor.

Fluidos newtonianos apresentam gradiente de cisalhamento proporcional à tensão, sendo a viscosidade uma constante de proporcionalidade, ou força F necessária, aplicada igualmente às superfícies superior e inferior, a fim de manter o gradiente de velocidade (dv/dr), que depende da viscosidade do líquido. Dessa maneira pode-se considerar a equação abaixo:

(F/A)  (dv/dr) ou (F/A) = (dv/dr)[pic 1]

2 OBJETIVOS

        O presente relatório teve como objetivo determinar o coeficiente de viscosidade de líquidos de baixa viscosidade empregando os viscosímetros de Ostwald e Höppler.

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Materiais

     

          Os materiais utilizados para o seguinte experimento foram:

Reagentes: Água destilada, sacarose (açúcar).

Vidraria: 2 pipetas graduadas de 10 mL, 1 béquer de 100 mL, 1 proveta de 100 mL; 1 picnômetro.

Equipamentos: Viscosímetro de Ostwald, Viscosímetro de Höppler; Refratômetro; Balança;

Outros: cronômetro, pipetador tipo pera, espátula. Termômetro.

3.2 Métodos

Solução de sacarose

Preparou-se 100 mL de solução de sacarose a 10 % massa/volume (m/v). Conferindo a concentração (grau BRIX) da solução, com o refratômetro.

Determinação da densidade de líquidos

 I) Determinou-se o volume do picnômetro através da relação:

densidade é massa/volume (d = m/v).

mpic+água - mvazio = mágua (no picnômetro)

30,64 - 80,42 = mágua (no picnômetro)

mágua(no picnômetro) = 49,79 g

dágua = 1 g/[pic 2]

1 = 49,79  v  v = 49,79  = mL[pic 3][pic 4][pic 5]

II) Pesou-se o picnômetro seco com tampa, encheu-se com água até derramar, colocado a tampa, secado por fora e pesado novamente. Considerou-se a densidade da água igual a 1,0 g/. [pic 6]

O peso com a água foi de 80,424 g.

III) Determine a densidade da solução de sacarose. (d = m/v).

Mpic+solução de sacarose - mvazio = msolução

82,302 - 30,635 = 51,667

msolução = 51,667 g

d=m/v

d = 51,667 / 49,7396

d = 1,038 g/[pic 7]

iv) Encheu-se o picnômetro com a solução de açúcar até derramar, foi colocado a tampa, secado por fora e pesado. Usou-se o volume determinado anteriormente e a massa da solução em gramas.

3.2.1 Viscosímetro de Ostwald

- Antes de usar, foi enxaguado o viscosímetro com o líquido a ser usado antes de fazer as medidas.

• Foi colocado 4 mL do líquido a ser usado no viscosímetro pelo tubo 1. Usou-se uma pipeta para puxar o líquido através do tubo 2. Foi deixado o líquido escoar livremente. Repetiu-se o procedimento. Líquido foi descartado.

• Medida da viscosidade Colocou-se, aproximadamente, de 8 mL do líquido a ser usado no viscosímetro (água ou solução de sacarose). O líquido preencheu parcialmente o bulbo (A), evitando bolhas durante as medidas.
• Foi usado uma pipeta para sugar o líquido até o bulbo (C), tubo 2. Removeu-se a pipeta e deixou-se o líquido escoar livremente cronometrando o tempo necessário para que o líquido escorra entre as marcas (m) e (n). Foram feitas 3 medidas, para obter a média (água ou solução de sacarose).
• Por fim, lavou-se o viscosímetro.

3.2.2 Viscosímetro de Hoppler

• Enxaguou-se o tubo interno do viscosímetro com o líquido a ser usado para

determinar a viscosidade. A extremidade inferior foi fechada, colocou-se o líquido, fechou-se a extremidade superior e giramos o viscosímetro sobre o suporte. O líquido foi descartado.

• Encheu completamente o tubo interno do viscosímetro com água. Para isto, fechou-se a saída inferior do tubo com a tampa disponível.

• Foi escolhida a esfera adequada para cada líquido (água = esfera de vidro).
• Colocou-se a esfera no tubo e foi anotado o tempo de queda da esfera entre as marcas A e B no viscosímetro.

• Foram feitas mais duas determinações para obter a média. Para tanto, bastou fechar a parte superior do tubo e girar o viscosímetro sobre o próprio suporte.

• O procedimento acima foi realizado tanto para a água como para a solução de sacarose.
• Lavou-se o viscosímetro e retiramos a esfera com cuidado.

Os valores de densidade (ds), da constante específica da esfera (K) e valor teórico da densidade da sacarose na concentração e temperatura da experiência.

ds = 2,226 g/ [pic 8]

k = 0,013399

d = 1,04 g/ [pic 9]

temperatura = 20°C

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 Determine a densidade (d) da solução de sacarose e calcule o erro experimental.