A Viscosidade De Líquidos E Entalpia De Vaporização

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

Instituto de Química ‐ Departamento de Físico‐Química

QUI03014 – Físico-Química Experimental II

Semestre 22/2

VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS E ENTALPIA DE VAPORIZAÇÃO

Alunos: Caroline Melo dos Santos 

Grupo: S4 

Prática relizada de forma remota

RESUMO

Através do experimento foi possível determinar a densidade dos líquidos etanol, acetona, tolueno, e o ∆H°vap do tolueno por viscosidade. Foram realizadas em triplicatas as medidas do tempo e calculada a média dos tempos de  escoamento dos líquidos através de um viscosímetro de Ostwald modificado-Cannon-Fenske para etanol e acetona e o viscosimentro de Ubbelohde para o tolueno, a temperatura de 25°C e pressão ambiente. Para a determinação do ∆H°vap do tolueno o experimento foi realizado num intervalo de temperatura de 25°C à 45°C, temperatura foi controlada através de banho termostático, e então foram realizadas leituras de tempo de escoamento. Com os dados fornecidos pela atividade remota foi possivel calcular os valores de viscosidade de 1,299x10-3 Pa.s para etanol, 3,240x10-4 Pa.s para acetona e 5,420x10-4 Pa.s para tolueno. Os erros encontrados, comparando com valores em bibliografia, foram de 20,95%, 5,88%, 3,22% para etanol, acetona e tolueno, respectivamente. O valor de ∆H°vap calculado para o tolueno foi de 31,92 kJ/mol e o erro de 16,03%.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na primeira parte do experimento foram realizadas aferições, em triplicatas, para o tempo de escoamento dos líquidos, etanol e acetona, em viscosímetro de Cannon-Fenske, de constante k = 0,003851 mm2.s-2, e para o tolueno foi usado o viscosímetro de Ubbelohde k= 0,003952 mm2.s-2. A média dos valores encontrados estão  na Tabela 1 abaixo:

Tabela 1 – Tempo de escoamento dos líquidos em viscosímetro

Líquido	Tolueno	Etanol	Acetona
Tempo	162,97	425,19	107,28
de escoamento	163,62	427,22	107,41
(s)	163,09	429,66	107,04
Média (s)	163,23	427,36	107,24

Conhecendo a constante do viscosímetro é possível partir da equação de Poiseuile, rearranja-la e simplifica-la conforme Equação 1, para calcular os valores de densidade. Desta forma foi possivel obter os resultados descritos, Tabela 2.

𝛒 = 𝛈 𝐤𝐭              (Equação 1)

Tabela 2 – Viscosidades calculadas para Tolueno,  Etanol, Acetona:

Líquido	Tolueno	Etanol	Acetona
𝛒 (kg/m3)	862,23	789,3 [1]	784,5 [2]
η (Pa.s) tabelado [3]	4,240x10-4	1,074x10-3	3,060x10-4
η (Pa.s) calculado	5,42 x10-4	1,30 x10-3	3,24 x10-4

Foi possivel calcular os erros a partir dos dados tabelados, e os resultados encontrados foram de 20,95%, 5,88%, 3,22% para etanol, acetona e tolueno, respectivamente. Estes podem ser relacionados a possiveis erros de leitura no momento de cronometrar o escoamento do líquido em um intervalo de volume definido no viscosímetro que depende do operador acionar o cronometro no mesmo momento para ada leitura.

Para a segunda parte do experimento foi necessário medir o tempo de escoamento de tolueno no viscosímetro e determinar a energia de ativação para o fluxo (E), calculado pela linearização da equação de De Guzmán (Equação 2), para então determinar o respectivo ∆H°vap. Foram calculadas as viscosidades para diferentes temperaturas, considerando o valor tabelado de ρ tolueno (25°C) = 862,24 kg.m3 [4]. Os resultados encontrados estão na Tabela 3 abaixo:

Tabela 3 – Viscosidades do tolueno em diferentes temperaturas.

Temperatura (°C)	25	30	35	40	45
TEMPO DE ESCOAMENTO (S)	162,97	154,66	146,81	139,97	133,00
163,62	155,65	147,66	140,03	134,00
163,04	154,97	147,00	140,37	133,00
MÉDIA ESCOA.(S)	163,21	155,09	147,16	140,12	133,33
η (Pa.s)	5,561 x10-4	5,285 x10-4	5,014 x10-4	4,775 x10-4	4,543 x10-4

𝐥𝐧 𝛈 = 𝟏  𝐄 + 𝐥𝐧𝐀        (Equação 2)

          𝐓  𝐑

A partir dos valores calculados na Tabela 3 e aplicados na Equação 2, resultou no gráfico representado na Figura 1. [pic 1]

Figura 1 – Regressão linear dos dados obtidos pela linearização da Eq. de De Guzmán.