DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE UTILIZANDO-SE UM VISCOSÍMETRO DE OSTWALD

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OBJETIVO
	Determinar a viscosidade relativa, dinâmica e cinemática de soluções aquosas utilizando o viscosímetro de Ostwald.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
	Primeiramente, foram medidas as massas das três soluções utilizadas, da água e do álcool com um picnômetro. Essas soluções utilizadas tinham três doses distintas de sacarose, sendo C1 com 0,03g/mL, C2 com 0,06 g/mL e C3 com 0,12 g/mL.
Tabela 1 – Valores das massas obtidas através do picnômetro.
	Solução 
	m(g)
	C1
	27,604
	C2
	27,916
	C3
	28,546
	Água
	27,291
	Álcool
	22,096
	
	
Com base no experimento realizado, se fez necessário calcular a massa específica (ρ) de cada solução, da água e do álcool, através da formula ρ
O valor da massa específica da água, não foi calculado, foi retirado da tabela dada no Roteiro de Práticas de Físico-Química, no Anexo 2, onde determina o valor da densidade em função da temperatura da água. No caso desse experimento, a temperatura ambiente estava 24°C, sendo a densidade correspondente igual a 0,99730g/cm³. Porém, para realização dos demais resultados foi necessário realizar o cálculo do volume da água, que foi utilizado para determinar a massa específica de todos os líquidos, encontrado a partir do cálculo abaixo.
 
 ∴ 27,365 cm³
Onde,
 é a massa específica da água na temperatura de 24ºC;
 é a massa da água obtida através do picnômetro.
 	Dessa forma, pode-se ver na Tabela 2 a massa de cada solução utilizada e seu volume, resultando na massa específica de cada liquido.
Tabela 2 – Determinação da massa específica (ρ) de cada solução.
	Solução
	m(g)
	V(cm³)
	ρ (g/cm³)
	C1
	27,6037
	27,365
	1,009
	C2
	27,916
	27,365
	1,020
	C3
	28,5461
	27,365
	1,043
	Álcool
	22,0957
	27,365
	0,807
	Água*
	27,291
	27,365
	 -
A partir desses dados foi determinado o coeficiente de viscosidade relativa (ɳrel), que é obtido por comparação entre o tempo de vazão de uma substância padrão. Deste modo, as viscosidades das concentrações e do álcool foram calculadas a partir da seguinte fórmula:
	Onde,
 é o coeficiente de viscosidade;
ρ é a massa específica;
t é o tempo de escoamento de igual volume dos líquidos;
1 é o líquido sob análise; e
2 é o líquido padrão, nesse caso a água.
	E sabendo que:
Temperatura do laboratório onde se realizou as análises = 24ºC;
 = 0,99730g/cm³;
Média de tempo de escoamento da água () = 25,17s.
Tabela 3 – Tempo de escoamento das amostras.
	Solução
	
	
	
	C1
	26,19
	26,21
	26,20
	C2
	27,90
	27,87
	27,88
	C3
	32,40
	32,33
	32,37
	Álcool
	44,52
	44,69
	44,61
Tem-se que:
 = ∴ 1,053
 = ∴ 1,133
 = ∴ 1,345
 = ∴ 1,434
O próximo passo foi calcular a viscosidade dinâmica, e que é obtida pela seguinte fórmula:
	Onde,
 é a viscosidade dinâmica;
 é a viscosidade relativa do líquido sob análise; e
 é a viscosidade absoluta da água na temperatura de 24ºC = 0,9111 cP.
	Assim sendo, foi possível estabelecer a viscosidade dinâmica das concentrações e do álcool com os resultados obtidos das viscosidades relativas:
 = (1,053) x (0,9111) ∴ 0,959 cP
 = (1,133) x (0,9111) ∴ 1,032 cP
 = (1,345) x (0,9111) ∴ 1,225 cP
 = (1,434) x (0,9111) ∴ 1,307 cP
E para concluir, foi determinado a viscosidade cinemática (cST), que é calculada a partir da razão entre a viscosidade dinâmica pela massa específica do líquido sob análise:
Onde,
 é a viscosidade cinemática do líquido sob análise;
 é a viscosidade dinâmica do líquido sob análise; e
 é a massa específica do líquido sob análise.
	Logo, com os resultados das massas específicas da Tabela 2 e os dados de viscosidade dinâmica, foi capaz determinar a viscosidade cinemática das soluções com adição de sacarose, do álcool e da água:
 = ∴ 0,950 cSt
 = ∴ 1,012 cSt
 = ∴ 1,174 cSt
 = ∴ 1,620 cSt
 = ∴ 0,914 cSt
Tabela 4 – Viscosidades relativas, dinâmicas e cinemáticas.
	Solução
	
	ɳ / cP
	 / cSt
	C1
	1,053
	0,959
	0,950
	C2
	1,133
	1,032
	1,012
	C3
	1,345
	1,225
	1,174
	Álcool
	1,434
	1,307
	1,620
	H2O
	 -
	 -
	0,914
Por meio dos resultados atingidos para as viscosidades relativa, dinâmica e cinemática, foi possível notar que, dentre as amostras que foram analisadas o álcool apresentou os maiores valores. Tais valores podem ser comprovados, pois o grupo hidroxilo desempenha um papel muito importante nas interações intermoleculares, realizando pontes de hidrogénio com as moléculas do álcool que lhe são vizinhas, tornando-o mais viscoso. Os outros valores podem ser entendidos através do conhecimento de que a viscosidade, em suma, é uma medida do atrito (entre a camada de líquido e a parede do recipiente) que um líquido gera durante um intervalo de escoamento, portanto quanto maior o número de moléculas em solução, maior a possibilidade de interação delas com a parede do recipiente e consequentemente, maior o coeficiente de viscosidade. Como as três soluções continham concentrações diferentes de sacarose (C12H22O11), que é uma molécula grande, de grande peso molecular e com maior concentração, a amostra que teve a maior dose de sacarose apresentou os maiores valores de viscosidade, ou seja, C3 com 0,12 g/mL.
É importante evidenciar que todos os resultados, matematicamente, obtidos nesta prática são aproximações devido aos erros durante as medições e a troca de analista durante as medidas de tempo de escoamento.
CONCLUSÃO
	Foram definidas as viscosidades relativa, dinâmica e cinemática para soluções com concentrações diferentes de sacarose e para o álcool por meio do viscosímetro de Ostwald. Para a água foi determinada apenas a viscosidade cinemática, pois os outros valores são tabelados. Verificou -se que o álcool apresentou maiores valores de viscosidade por ter um grupo hidroxila fazendo pontes de hidrogênio e as soluções que possuiam maiores quantidades de sacarose apresentaram maiores coeficientes de viscosidade, sendo a solução C1(0,12 g/mL) identificado como o líquido mais viscoso e a solução C1 (0,03 g/mL), menos. 
Mesmo com fator de erro durantes as medições de massa e tempo os valores esperados se mantiveram, permitindo uma análise prévia dos resultados que poderiam ser encontrados após a prática.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
LEHNINGUER, A.; NELSON, D.L.; COX, M.M. Principios de Bioquimica 5a Ed. São Paulo: Sarvier, 2011. 1304p.
ROTEIROS DE PRÁTICAS DE FUDAMENTOS DE FÍSICO-QUÍMICA. Fundamentos da Físico-Química. 2015/01. Universidade Federal do Ceará - Centro de Ciências.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ. Determinação do coeficiente de viscosidade utilizando-se um viscosímetro de Ostwald. Fortaleza, 2016, 9 p.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ – UFC
CENTRO DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA E FÍSICO-QUÍMICA
FUNDAMENTOS DE FÍSICO-QUÍMICA
GEORGE HENRIQUE NUNES DA MOTA JUNIOR
JULIANA MARIA MAIA FREIRE
MARYANA MELO FROTA
VIVIANE DA COSTA BEZERRA
PRÁTICA 4
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE UTILIZANDO-SE UM VISCOSÍMETRO DE OSTWALD
FORTALEZA-CE