Propriedades Fisicas de Líquidos - Viscosidade

Prática 2: Estudo de propriedades físicas de líquidos: Viscosidade

1 - Introdução

   A propriedade que se deve a força das interações intermoleculares de um fluido, e que caracteriza a resistência do mesmo a escoar, é denominada viscosidade, semelhante ao atrito em sólidos., e representada no sistema internacional (SI) como (Pa.s). Basicamente, a viscosidade de um fluido determina a facilidade do mesmo a escoar, ou seja, quanto maior a viscosidade (resistência ao escoamento), menor será a fluidez do liquido, logo, menor a velocidade com que o mesmo se movimenta (escoa).1

 Além disso, apresenta-se como uma propriedade suscetível a alterações, em decorrência de variações de temperatura e massa específica, por exemplo. Sendo assim, é uma propriedade de alta relevância prática industrial, tendo como exemplos, bombeamento de líquidos e dimensionamento de agitadores em reatores industriais.1

  Por fim, em regra, a viscosidade é diretamente dependente da constituição química do fluido em questão, sendo influenciada por propriedades como massa molecular, polaridade e interações intermoleculares.1

2 - Objetivos

Determinar a viscosidade dos solventes utilizados no experimento, aliando a teoria da propriedade estudada e verificando a compatibilidade dos resultados

3 - Material e Métodos

Materiais:

• Pissete
• Termômetro
• Papel toalha
• Balança analítica
• Suporte e garra
• Tetina de sucção
• Placa de aquecimento e agitação
• Cronômetro

Produtos químicos:

• Etanol absoluto
• Água destilada
• Acetona
• Heptano

Vidrarias:

• Viscosímetro de cannon fenske
• Picnômetro
• Béquer de 500 mL
• Béquer de 50 mL
• Pipeta volumétrica de 10 mL.

Métodos:

De início, utilizou-se uma pipeta volumétrica de 10 mL para transferir o líquido desejado para o viscosímetro, pelo tubo de maior diâmetro da vidraria, ocupando o reservatório A. Em seguida, utilizou-se um pipetador para succionar o líquido,, até que o mesmo atingisse a altura desejada, nesse caso, metade do volume do reservatório C. Após atingir o marco, removeu-se o pipetador para que o fluído pudesse escoar naturalmente, e ao iniciar o escoamento, ativou-se o cronometro para verificar o tempo necessário para o fluido atingir o menisco desejado na parte inferior da vidraria. O procedimento foi repetido da mesma forma para os 4 solventes disponíveis.

4 - Resultados e Discussão

Para iniciar a prática foram determinadas as densidades de cada líquido a ser usado (água, etanol, acetona e heptano) a partir do uso da balança analítica e de um picnômetro. Com esse método físico-químico foi possível encontrar a massa de cada um deles e sabendo o volume do picnômetro foi possível determinar a densidade dos mesmos visto na Tabela 1.

Tabela 1. Massa, Volume e Densidade dos fluídos.

Líquidos	Massa (g)	Volume (mL)	Densidade (g/mL)
Água	25,02	25	1,0008
Etanol	20,74	25	0,8300
Heptano	18,03	25	0,7212
Acetona	21,15	25	0,8460

Fonte: Própria

Observando esses valores, pode-se ver que a água é o líquido mais denso, enquanto o heptano é o menos denso e a Acetona com o Etanol apresentam densidades bem próximas, esses valores de densidade podem influenciar diretamente no experimento da viscosidade.

Esse experimento consistiu em usar um viscosímetro e observar e registrar o tempo necessário para que cada fluído escoasse em certo volume predeterminado no viscosímetro. O experimento foi feito a temperatura ambiente e o tempo foi medido com um cronometro de celular, ou seja, erros podem existir por conta do uso de um aparelho não tão preciso e que precisa do movimento humano para iniciar e parar o mesmo.

  Então, como os valores da tabela 1 de densidade de cada fluído e o tempo de escoamento de cada um deles é possível determinara a viscosidade aparente (Equação 1) e as viscosidades relativas, usando os valores da água como padrão, já que ela é um fluído ideal, fazendo a razão da viscosidade aparente dos fluído pelo o da água, equação 2.

Esses dados obtidos podem ser vistos na Tabela 2.

Vaparente = ρ . t (1)

vrelativa = vfluido . vágua (2)

Líquidos	Densidade (kg/m3)	Tempo escoamento (s)	Visc. Aparente (kg/m3s)	Visc. relativa
Água	1000,8	303	303242,4	1
Etanol	830	500	415000	1,3685
Heptano	721,2	136	98083,2	0,3234
Acetona	846	200	169200	0,5579

Tabela 2. Densidade, tempo de escoamento e viscosidades de cada fluido

Fonte: Própria

  A tabela 3, contém os valores de viscosidade dinâmica de cada fluído encontrada na literatura, todas elas em Pa.s. Nela também se encontra a viscosidade relativa teórica, que assim como feito na Tabela 2 para os experimentais, usando a equação 2, e fazendo a razão das viscosidades dinâmicas de cada fluído pelo da água é encontrada a viscosidades relativas para cada fluído utilizando os dados da literatura.