Laboratorio de Viscosidad
FatimaElizabethMTrabajo5 de Junio de 2017
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INDICE[pic 1]
INTRODUCCIÓN 2
1. OBJETIVOS 3
2. MARCO TEÓRICO 4
3. MATERIALES 8
4. REACTIVOS 11
5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 12
6. CÁLCULOS 13
7. CONCLUSIONES 25
8. RECOMENDACIONES 26
9. BIBLIOGRAFÍA 27
10. ANEXOS 28
INTRODUCCIÓN
La viscosidad, definida como la resistencia a la fluidez, es una propiedad que se emplea para analizar las características y cualidades de los líquidos, nos permite comprender, hacer comparaciones y cálculos para determinar la densidad, el espesor y el peso molecular. También para distinguir buenos lubricantes y en el diseño de equipos químicos como bombas y tuberías, que se emplean en operaciones industriales. Y así generar las óptimas condiciones en el trabajo, control de calidad y para evitar accidentes mejorando la productividad.
La fuerza con la que una capa de fluido arrastra a las demás adyacentes determina su viscosidad. Además, la herramienta de laboratorio que permite su medición es el viscosímetro. Por ello, para estudiar y determinar la viscosidad de algunos líquidos de forma sencilla haremos un viscosímetro que nos permitirá comparar los cambios de temperatura y averiguar que relación existe entre ambas.
Nuestra presentación consiste en un informe teórico-experimental, donde emplearemos ecuaciones y fórmulas para determinar los coeficientes de viscosidad de los reactivos que usaremos en la práctica de laboratorio: La glicerina y el tolueno. Mediante observaciones y anotaciones de los resultados presentaremos nuestras conclusiones, reflejo de lo aprendido en la sesión de clase.
- OBJETIVOS
- Determina la viscosidad del tolueno y la glicerina por el método flujo capilar, empleando un viscosímetro Ostwald.
- Determinar la energía de flujo y la entropía, del tolueno y la glicerina, partiendo de las mediciones de la viscosidad a diferentes temperaturas.
- Determinar la relación que existe entre viscosidad y temperatura de los líquidos empleados.
- Determinar la relación entre densidad y temperatura de los reactivos.
2. TEoría
Viscosidad
Es una propiedad que consiste oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesión moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones.
La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento, se ha definido la viscosidad como la relación existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. Esta viscosidad recibe el nombre de viscosidad absoluta o viscosidad dinámica. Generalmente se representa por la letra griega [pic 2].
Coeficiente de viscosidad
Es la fuerza por unidad de superficie, necesaria para mantener una gradiente de velocidad unitaria, entre dos planos unitarios que entre sí distan 1 cm.
[pic 3]
dx[pic 4][pic 5][pic 6]
[pic 7][pic 8][pic 9]
[pic 10][pic 11]
[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]
[pic 16]
.…..……………………………………………….. (1)
De la ecuación (1), en el sistema E.G.S las unidades n, 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 (), bajo una presión constante (P), viene dado por la ecuación de Poseuille.[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
4 …………. (2)
Si las dimensiones del capilar y el volumen del líquido son constantes, la ecuación anterior se reduce a:
[pic 20]
Donde:
[pic 21]
……………………………………………. (3)
La determinación de la viscosidad absoluta es dificultosa, en cambio la relación de viscosidades de dos líquidos, puede determinarse fácilmente con un viscosímetro.
La presión (P) en virtud de la cual se desplaza el líquido de densidad ( a lo largo del capilar del viscosímetro en h g.[pic 22][pic 23]
Donde:
h: es la diferencia de altura entre las señales del instrumento
g: aceleración de la gravedad
Aunque h, va variando en el transcurso de la experiencia, los valores inicial y final son siempre constantes por tanto, P es proporcional a la densidad.
La relación entre las viscosidades no y n1 de dos líquidos; de referencia y problema respectivamente los tiempos de flujo.
La variación de la viscosidad de un líquido con la temperatura está dada por la ecuación:[pic 24]
……………………………………………. (4)[pic 25]
Donde 0 y 1 representan los tiempos de flujo.[pic 26][pic 27]
La variación de la viscosidad de un líquido con la temperatura. Esta dada por la ecuación:
[pic 28]
……………………………………………. (5)[pic 29]
Tomando logaritmos:[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
……………………………………. (6)[pic 33]
[pic 34]
…………………………………………. (7) [pic 35]
Viscosímetro de Ostwald
El método más sencillo para medir viscosidades es mediante un viscosímetro de Ostwald. En este tipo de viscosímetros, se determina la viscosidad de un líquido midiendo el tiempo de flujo de un volumen dado V del líquido en un tubo capilar bajo la influencia de la gravedad. Para un fluido virtualmente incompresible, como un líquido, este flujo está gobernado por la ley de Poiseuille de la forma:
[pic 36]
[pic 37]
- MATERIALES
VISCOSÍMETRO DE OSTWALD[pic 38]
[pic 39]
CRONÓMETRO TERMOSTATO[pic 40][pic 41]
[pic 42][pic 43]
PIPETA GRADUADA [pic 44]
DE 10 ML[pic 45]
[pic 46]
[pic 47]
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[pic 49]
TUBO DE GOMA[pic 50]
[pic 51]
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[pic 53]
[pic 54][pic 55]
...