A Quimíca Experimental

[pic 1] 

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Igor Moraes Silva

João Marques de Sousa Neto

Karla Monteiro Lopes de Souza

Matheus Furtunato da Silva

Propriedades Físico-Químicas:

Densidade e Viscosidade

ARARUNA

2016

Objetivo

Os experimentos relatados a seguir tem por objetivo observar as propriedades físico-químicas de diferentes líquidos e de dois metais, medindo suas densidades e calculando a viscosidade absoluta desses líquidos utilizando a viscosidade tabelada da água.

Introdução

Compreende-se densidade de um material como sendo o quociente entre a massa(m) e o volume(v) desse mesmo material a uma dada temperatura e pressão, ou seja,        . Este material pode ser sólido, líquido ou gasoso. A densidade é uma propriedade específica de cada substância, logo pode ser utilizada como forma de identificação.[pic 2]

Sua unidade de medida no SI (Sistema Internacional de Unidades) é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). No entanto, há outras unidades que são muito utilizadas, como o grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou o grama por mililitro (g/mL).

Interpretando e observando a expressão matemática da densidade podemos concluir que ela é inversamente proporcional ao volume, isto é, quanto menor o volume ocupado por uma determinada massa, maior será sua densidade.

A temperatura e pressão influenciam no volume de um corpo, portanto a densidade depende indiretamente das mesmas.

Podemos explicitar isso melhor utilizando a água como exemplo. Quando a água está submetida a uma temperatura de aproximadamente 4ºC e pressão de 1,0 atm, sua densidade é igual a 1,0 g/cm3. Entretanto, quando ela se apresenta no estado sólido, ou seja, em temperaturas abaixo de 0ºC, com a mesma pressão de 1,0 atm, a sua densidade diminuirá para 0,92 g/cm3.

Na primeira e segunda parte da prática será realizado experimentos em que calcularemos a densidade de três líquidos, a água destilada, glicerina e uma solução de NaCl e de dois sólidos pela medida da massa de um volume conhecido á determinada temperatura.

Entende-se como viscosidade sendo a resistência que o fluido apresenta ao escoamento. Sendo que essa resistência é definida como o atrito interno que é resultante do movimento de uma camada de fluido em relação à outra.

Fluido Newtoniano compreende-se como um fluido cuja a viscosidade independe da velocidade, dependem apenas da temperatura e pressão.

Existem outras definições para viscosidade, que serão apresentadas a seguir.

A viscosidade dinâmica (μ) (também conhecida como viscosidade absoluta) é dada em termos de força requerida para mover uma unidade de área a uma unidade de distância. Sua unidade de medida no SI é dada em Pa.s (N.s.=kg.), entretanto, geralmente se utiliza outras unidades como poise (P = 0,1 Pa.s), e até mesmo centipoise (cP = 0,001 Pa.s).[pic 3][pic 4]

A Viscosidade Cinemática (ν) é a relação entre a viscosidade dinâmica (μ) pela densidade (ρ): [pic 5]

Sendo esta, possuindo unidade dada geralmente em m²/s, Stokes (St = ), centistokes (1 St = 100 cSt).[pic 6]

Materiais Utilizados

• Balão volumétrico de 100 mL sem tampa;
• Pisseta;
• Balança analítica de três casas decimais;
• Pipeta graduada de 10mL;
• Béquer de 250 mL;
• Termômetro;
• Proveta de 100 mL;
• Cronômetro;
• Pêra.

Reagentes

• Água Destilada;
• Solução saturada de NaCl;
• Solução glicerina:água (1:1);
• 2 sólidos desconhecidos.

Procedimento Experimental

1. Calculo da densidade de três líquidos na seguinte ordem: água destilada, solução saturada de NaCl e solução [glicerina/água] à temperatura ambiente.

Pesou-se em uma balança analítica de três casas decimais um balão volumétrico de 100 mL, seco, e anotou-se sua massa em gramas: M1.

Em seguida, utilizando uma pisseta preencheu-se o balão com água destilada até aproximadamente 1 cm abaixo da marca e com o auxílio de uma pipeta completou o volume exatamente até a marca do balão (menisco). Pesou-se na balança o balão volumétrico, contendo o líquido, e anotou-se sua massa em gramas: M2 na tabela 1.

Transferiu-se o líquido do balão para um béquer de 250 mL e colocou-se o termômetro. Quando a leitura da temperatura estabilizou-se, anotou-se seu valor na tabela 1.

Depois, calculou-se a massa do líquido (M3 = M2 – M1) e sua densidade ().[pic 7]

Repetiu-se o procedimento para os outros dois líquidos e completou-se a tabela 1.

1. Calculo da densidade, à temperatura ambiente, de dois sólidos cujas densidades são maiores do que a da água.

Pesou-se em um béquer aproximadamente 10g do sólido 1 (anotou-se a massa exata): M. Em uma proveta de 100 mL colocou-se água até a marca aproximadamente de 9 mL e com o auxílio de uma pipeta adicionou-se água até a marca exata de 10 mL (Volume inicial = Vi).

Transferiu-se todo o sólido para a proveta e anotou-se o volume total marcado pela água na proveta: Vt na tabela 2. Calculou-se o volume do sólido (Vs = Vt – 10 mL) e sua densidade (). [pic 8]

Repetiu-se o procedimento para o sólido 2. No entanto, utilizou-se o volume inicial de 20 mL, logo o volume do sólido obteve-se através de Vs = Vt – 20 mL.

Anotou-se os resultados na tabela 2.

1. Calculo da viscosidade (Coeficiente de Viscosidade Dinâmica), à temperatura ambiente de dois líquidos na seguinte ordem: solução saturada de NaCl e [glicerina/água]. As viscosidades das soluções serão obtidas usando a viscosidade da água como referencial, a partir dos tempos de escoamentos e das densidades.

Lavou-se a pipeta três vezes com água da torneira, sem sabão, deixando a água escorrer pela ponta ponta livremente. Ao final, sacudiu-se a pipeta para que fique o mais seca possível.