Viscosidad


LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA



VISCOSIDAD





Daniel Arredondo Cadavid
Daniel Santiago bueno
Eduar Arley Hernández


UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD CIENCIAS FARMACEUTICAS Y ALIMENTARIAS
INGENIERIA DE ALIMENTOS
MEDELLIN
2015







OBJETIVOS
Determinar la viscosidad de varios líquidos newtonianos, con respecto a un líquido de referencia, empleando el viscosímetro de Ostwald basado en lamedición del tiempo que demora el líquido en pasar entre las dos marcas del equipo y utilizando la ecuación η1/η2 = ρ1t1/ρ2t2 derivada de la ecuación de Poiseuille.

Medir la viscosidad de varios líquidos newtonianos con el viscosímetro de Hoppler, el cual se baso en cronometrar el tiempo que demora una esfera en recorrer la distancia entre dos marcas en el tubo que contiene el liquido problema y enel empleo de la ecuación de stockes η = t (ρb-ρf) k

MARCO TEÓRICO

Los líquidos newtonianos fluyen como si ellos estuvieran separados en capas, deslizándose una sobre otra. La resistencia ofrecida a este tipo de flujo se debe a la fricción entre las capas de líquido que viajan a diferentes velocidades y es llamada VISCOSIDAD.
La fuerza de fricción entre las capas de un líquido que fluye, encondiciones de flujo estable y estacionario (fluido newtoniano), es:
(ec.1)
donde
Fy = Fuerza de fricción entre la capa de baja velocidad sobre la película adyacente más rápida.
A = Área de las películas.
dvy/dx = Gradiente de velocidad en la dirección x.
η = Constante de fricción, que se llama VISCOSIDAD. Característica de cada líquido.


(ec.2)
La mayoría de los métodos empleadosen la determinación de la viscosidad se basan en las ecuaciones de Poiseuille y Stokes.

Ecuación de Poiseuille (ec.3)
Donde
η = Coeficiente de viscosidad en poises.
V= Volumen del líquido que fluye a través del capilar en cm3.
l = Longitud del capilar en cm.
t = Tiempo de flujo en segundos
g = Aceleración de la gravedad: 980 cm/s2.
ρ = Densidad del líquido en g/cm3.
h = Altura entre los nivelesde líquido en el viscosímetro.
r = Radio del capilar en cm.
La viscosidad relativa de un líquido 1 con respecto a un líquido de referencia 2 se expresa como:
(ec.4)
La (ec.4) se cumple cuando los volúmenes de líquido, que fluyen son iguales bajo la misma presión de conducción. La utilización de la (ec.4) permite el cálculo de viscosidades relativas, o sea que conociendo la viscosidad de unlíquido patrón, se puede obtener la viscosidad de un líquido problema.
La ecuación de Stockes, permite calcular la viscosidad de un líquido empleando el viscosímetro de caída de esfera. En este tipo de instrumento se mide el tiempo que tarda una bola de vidrio o de acero inoxidable en descender por entre un tubo de vidrio casi vertical que se encuentra lleno del líquido problema, a temperaturaconstante conocida. Un viscosímetro comercial de este tipo es el viscosímetro de Höppler.
Ecuación de Stockes (ec.5)
Dónde:
η = Viscosidad del líquido en cP
t = Tiempo, en segundos que demora en recorrer la bola la distancia entre dos marcas del tubo con el líquido.
ρb = Densidad de la bola en g/cm3
ρf = Densidad del líquido a investigar en g/cm3.
K= Constante de la bola en cP.cm3/g.
DATOSViscosímetro de Ostwald
Masa picnómetro vacío: 15.9230 g
Masa picnómetro con agua: 20.6820 g
Temperatura ambiente: 29 ºC
Viscosidad Agua = 0.8181 cP
TABLA Nº 1. Datos de masa de líquidos en el picnómetro y sus tiempos
Líquido
Masa picnómetro con líquido (g)
Tiempo (seg)
Promedio tiempo (seg)
Agua
20,6820
22,9
22,67
22,86
22,81
Etanol
19,8456
39,52
39,38
39,5
39,47
Isopropanol
19,6968
60,43
62,15
32,8851,82

Viscosímetro de Hoppler (viscosímetro de bolas)
Densidad de la bola: 2,222 g/ml
Masa de la bola: 4,5919 g
Diámetro de la bola: 15,81 mm

TABLA Nº 2. Datos de tiempo que demora la esfera en recorrer las marcas del tubo para diferentes líquidos
Líquido
Tiempo (seg)
Promedio tiempo (seg)
Etanol
79,13
79,31
79,74
79,39
Isopropanol
117,87
118,96
117,64
118,16
Agua
59,97
58,91
58,34
59,07...