Viscosidad

INTRODUCCION

La práctica de viscosidad es una práctica muy importante en el sentido industrial debido a que esta se fundamenta mucho en leyes físicas y químicas que nos permite entender porque tal compuesto es más espeso que otro, o porque un compuesto es utilizado como lubricante, etc.

El saber cuan viscoso es una solución nos permite saber por ejemplo su peso molecular, es decir podemos determinar el peso molecular de una solución desconocida gracias al método de viscosidad. El poder estudiar la viscosidad de una sustancia nos ayuda a concluir cuanto varía con respecto a la temperatura, si es más viscoso o menos viscoso, etc.

El conocimiento de la viscosidad de un líquido nos ayuda en el área de mecánica de fluidos ya que podemos saber qué tipo de líquido es importante y porque usarlo en tal máquina para que esta funcione en óptimas condiciones. O porque usar tal lubricante para carro a tal temperatura y porque no usar otro. O tal vez en las bebidas como las cervezas, ya que la viscosidad influye mucho en el gusto de la persona, etc. En fin el conocimiento de la viscosidad trae consigo muchas conclusiones que pueden llevar al éxito de una empresa.

OBJETIVOS

Determinación de la viscosidad de líquidos por el método de flujo capilar.

Determinación de la energía de flujo y la entropía de flujo, a partir de las mediciones de la viscosidad a diferentes temperaturas.

Determinación de viscosidad teniendo en cuenta distintas temperaturas en el cual se lleva a cabo el experimento.

PARTE TEORICA

La viscosidad es una propiedad física muy importante de los fluidos, que debe ser considerada en muchas de las fases del trabajo de química y física. Por ejemplo en el diseño de equipos químicos, tales las bombas y tuberías; tanto en los tamaños como en los respectivos costos dependen en gran parte de la viscosidad del fluido que ha de transportarse.

Viscosidad:

Se define como la resistencia que al flujo de una capa de fluido ejercen las capas adyacentes y el coeficiente de viscosidad se define como la fuerza por una unidad de superficie, necesaria para mantener una gradiente de velocidad unitaria, entre dos planos unitarios que entre distan 1 cm.

F_x=η∙(d_(V_x )/d_z )

De la ecuación (1), en el sistema c.g.s. las unidades de, son: dina-seg/cm o gr-masa/cm-seg poise.

La viscosidad de un líquido puede determinarse midiendo su velocidad de flujo por un tubo capilar. El volumen (V) de un líquido que fluye a través de un tubo capilar de radio(r), durante un tiempo (θ), bajo una presión constante (P), viene dado por la ecuación de Poiseillo.

V=(π∙P∙θ∙r^4)/(8∙L∙η)

Donde:

L: Designa la longitud del tubo capilar.

η: coeficiente de viscosidad.

Si las dimensiones del capilar y el volumen del líquido son constantes, la ecuación anterior se reduce a:

η=k∙P∙θ

Donde:

k=(π∙r^4)/(8∙L∙V)

La determinación de la viscosidad absoluta es dificultosa, en cambio la relación de viscosidad de dos líquidos, puede determinarse fácilmente con un viscosímetro.

La presión (P) en virtud de la cual se desplaza el líquido de densidad (ρ) a lo largo del capilar del viscosímetro es h∙ρ∙g, donde:

h: Diferencia de altura

g: Aceleración de la gravedad

Aunque “h” va variando en el curso de la experiencia, los valores inicial y final son siempre constantes por tanto, “p” es proporcional a la densidad (ρ).

La relación entre las viscosidades η_(o )y de dos líquidos; de referencia y problema respectivamente, de densidades ρ_(o )y ρ_(1 ).

η_o/η_1 =(ρ_0∙θ_0)/(ρ_1∙θ_1 )

Donde:

θ_0 yθ_1 representan los tiempos de flujo.

La variación de la viscosidad de un líquido con la temperatura está dada por la ecuación:

η=A∙e^(E⁄RT)

Tomando logaritmos:

ln⁡〖η=〗 E⁄RT+ln⁡A

Donde:

A: es una constante

E: energía de flujo (∆G)

[(ς ln⁡〖(η⁄ρ)〗)/(ς(1⁄T))]_P=∆H/R

∆S=(∆H-∆G)/T

MATERIALES:

Instalación como indica la figura (1)

Viscosímetro de Otswald.

Cronometro

Pipeta de 10 ml. graduada

Termostato

Tubo de goma y bombilla

Soportes y pinzas

REACTIVOS:

Aceite lubricante

Tolueno

a

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Lavar debidamente el viscosímetro con mezcla sulfocrómica caliente, luego enjuagar con agua destilada, seguido por acetona y seguidamente secado por aspiración de aire seco a través de él.

El viscosímetro es colocado verticalmente en el baño termostático (figura 2), a la temperatura de 25℃; con ayuda de la pipeta, se introduce un volumen conocido de agua destilada,

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