Relatório 2 - Viscosidade - Físico-Química Aplicada à Farmácia

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Universidade​ ​Federal​ ​do​ ​Ceará 
Centro​ ​de​ ​Ciências 
Departamento​ ​de​ ​Química​ ​Analítica​ ​e​ ​Físico-Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório​ ​2: 
Determinação​ ​do ​ ​coeficiente​ ​de​ ​viscosidade​ ​de​ ​um​ ​líquido 
 
 
 
 
 
Aluno:​​ ​Artur​ ​Chagas​ ​de​ ​Sousa 
Matrícula:​​ ​401034 
Disciplina:​​ ​Físico-Química​ ​Aplicada ​ ​à​ ​Farmácia 
Professora: ​​ ​Adriana​ ​Correia 
Data​ ​de ​ ​realização​ ​da​ ​prática:​​ ​06​ ​de​ ​outubro​ ​de​ ​2017 
 
FORTALEZA-CE,​ ​2017 
Introdução
 
​A viscosidade está associada a uma espécie de atrito interno que causa fricção entre as 
camadas do fluido que se movimentam com velocidades diferentes e é explicada, ao nível 
microscópico, como devendo-se à transferência de momento linear entre as partículas que 
compõem​ ​o​ ​fluido​ ​(Vertchenko​ ​et ​ ​al.2017). 
O viscosímetro de Ostwald é umas das ferramentas de laboratório que permitem 
determinar a viscosidade de líquidos a partir de uma substância padrão, geralmente sendo a 
água. O método de determinação da viscosidade tem diversão aplicações nas áreas de 
hematologia,​ ​indústria,​ ​entre​ ​outros. 
Para determinar o coeficiente de viscosidade (viscosidade dinâmica ou viscosidade ), ou 
seja, a quantificação do atrito entre a parede e o líquido, é utilizada a letra grega eta (η) e para 
a viscosidade cinemática utiliza-se a letra grega upsilon ( ). Para a realização do υ 
experimento foram analisados diferentes soros submetidos às análises no viscosímetro de 
Ostwald. 
A fórmula utilizada para a determinação da viscosidade relativa, cinemática e 
dinâmica,​ ​respectivamente,​ ​foram​ ​as​ ​seguintes: 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ η rel = ρ ×t 2 2
ρ × t 1 1 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ υ = ρ
η 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ η η η = rel × H2O 
​ ​​ ​​ ​​ ​​​ ​ ​ ​é​ ​coeficiente​ ​de​ ​viscosidade​ ​relativo​ ​da​ ​amostra​ ​analisada. η rel 
é a massa específica das amostras. Na fórmula da viscosidade relativa, no denominador ρ 
é considerado o valor da amostra padrão, a água, e no numerador são os valores da amostra 
analisada. 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​t​​ ​​​ ​é​ ​o ​ ​tempo​ ​de​ ​escoamento​ ​do​ ​líquido​ ​no​ ​viscosímetro​ ​dado​ ​em​ ​segundos. 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ ​ ​é​ ​o​ ​coeficiente​ ​de​ ​viscosidade​ ​cinemática.ν 
​ ​​ ​​ ​​​ ​​ ​η​ ​é​ ​o​ ​coeficiente​ ​de​ ​viscosidade​ ​dinâmica. 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ é​ ​a​ ​viscosidade​ ​dinâmica​ ​da​ ​água​ ​na​ ​temperatura​ ​do​ ​experimento,​ ​22°C,​ ​dada​ ​em η H2O 
cP. 
 
 
 
 
 
 
Objetivos 
 
● ​ ​​Determinar​ ​os​ ​valores​ ​de​ ​viscosidade​ ​relativa,​ ​viscosidade​ ​cinemática​ ​e​ ​viscosidade 
dinâmica​ ​de​ ​soros​ ​caseiro,​ ​fisiológico​ ​e​ ​de​ ​reidratação​ ​oral​ ​utilizando ​ ​o​ ​viscosímetro 
de​ ​Ostwald. 
● ​ ​Elucidar​ ​a​ ​importância​ ​da​ ​viscosidade​ ​dos ​ ​líquidos​ ​e​ ​que​ ​sua​ ​composição​ ​interfere​ ​na 
viscosidade. 
 
Metodologia
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​Para​ ​a ​ ​realização​ ​do​ ​experimento​ ​foram​ ​utilizados​ ​os​ ​seguintes ​ ​materiais: 
1. Viscosímetro​ ​de​ ​Ostwald 
2. Soros​ ​caseiro,​ ​de​ ​reidratação​ ​oral​ ​e​ ​fisiológico 
3. Pêra​ ​de​ ​sucção​ ​e​ ​transferência 
4. Cronômetro 
5. Água​ ​destilada 
Inicialmente o viscosímetro foi preenchido com água destilada até metade 
do volume do bulbo A. Em seguida, uma pipeta acoplada com uma pêra foi 
utilizada para succionar a água até metade do bulbo C. Após esse 
procedimento a pipeta foi retirada e foi cronometrado o tempo de escoamento 
através do bulbo B. Essa etapa foi realizada três vezes seguidas, sendo feita 
cada uma por um analista diferente. O mesmo método foi utilizado para 
analisar os soros, sendo realizado ambientações prévias ao trocar o líquido no 
viscosímetro​ ​de​ ​Ostwald. 
Com esses procedimentos foi possível obter o tempo médio de 
escoamento da água e dos soros analisados, sendo utilizados posteriormente 
nas análises dos dados e na obtenção dos valores de viscosidade dinâmica, relativa e 
cinemática.​ ​A​ ​temperatura​ ​realizada​ ​no​ ​experimento​ ​foi​ ​de​ ​22°C. 
 
 
Resultados​ ​e​ ​discussão 
 
Com os dados obtidos na Prática 1, realizada anteriormente, dispõe-se dos valores das 
massas específicas da água, do soro fisiológico, soro de reidratação oral e soro caseiro, sendo 
os​ ​seguintes​ ​valores: 
➔ ​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ (Massa​ ​específica​ ​da​ ​água) H2O , 9705 g/cmρ 25°C = 0 9 3 
➔ ​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ ​ ​ ​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​(Massa​ ​específica​ ​do​ ​soro ​ ​fisiológico)sfρ 25°C = .0040 g/cm1 3 
➔ ​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ ​ ​ ​ ​​​ ​(Massa​ ​específica​ ​do​ ​soro ​ ​de​ ​reidratação​ ​oral)sro ρ 25°C = , 110g/cm1 0 3 
➔ ​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ ​ ​ ​ ​(Massa​ ​específica​ ​do​ ​soro​ ​caseiro)sc ρ 25°C = , 165 g/cm1 0 3 
Os valores do tempo de escoamento das amostras realizados no viscosímetro de Ostwald 
foram considerados para obter o valor da média aritmética do tempo de escoamento de cada 
um dos líquidos analisados. Esse dados são relevantes ao utilizar as fórmulas para obtenção 
das​ ​diferentes​ ​viscosidades​ ​relativas​ ​dos ​ ​líquidos​ ​analisados. 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​Os​ ​dados​ ​foram​ ​organizados​ ​na​ ​seguinte​ ​tabela: 
 
Amostra /s t 1 /s t 2 /s t 3 /s t 4 /st 
Água 10:28 10:23 10:84 10:10 10:21 
SF 10:47 10:47 10:47 não​ ​realizado 10:47 
SRO 10:72 10:78 10:66 não​ ​realizado 10:72 
SC 11:15 10:65 11:07 10:97 11:76 
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​Após​ ​realizar​ ​esse​ ​procedimento​ ​experimental,​ ​pode-se​ ​realizar​ ​os​ ​cálculos. 
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​Coeficiente ​ ​de​ ​viscosidade​ ​relativa 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​Dispondo​ ​dos​ ​valores​ ​da​ ​média​ ​aritmética​ ​de​ ​escoamento​ ​dos​ ​líquidos ​ ​analisados,​ ​foi 
possível​ ​calcular​ ​a​ ​viscosidade ​ ​relativa,​ ​utilizando​ ​a​ ​fórmula​ ​abaixo: 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ η rel = ρ ×t 2 2
ρ × t 1 1 
 
 
➔ Água​ ​destilada 
 η rel(H2O) =
0,99705× 10,21
0,99705 × 10,21 1.0000 = 
 
➔ Soro​ ​Fisiológico 
 η rel(SF ) =
1,0040× 10,47 
0,99705 × 10,21 1.0326 = 
 
➔ Soro​ ​de ​ ​Reidratação​ ​Oral 
 η rel(SRO) =
1,0110× 10,72 
0,99705 × 10,21 1.0646 = 
 
➔ Soro​ ​Caseiro 
 η rel(SC) =
1,0164× 11,06 
0,99705 × 10,21 1.1042 = 
 
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​Coeficiente ​ ​de​ ​viscosidade​ ​dinâmica 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​A​ ​partir​ ​dos​ ​dados​ ​obtidos​ ​com​ ​a​ ​fórmula​ ​utilizada​ ​anteriormente,​ ​pode-se​ ​aplicar​ ​os 
valores​ ​obtidos​ ​no ​ ​cálculo​ ​da​ ​viscosidade​ ​dinâmica,​ ​dado​ ​pela​ ​fórmula: 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ η η η = rel × H2O 
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​Considerando: 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ o​ ​valor​ ​da​ ​viscosidade​ ​relativa​ ​da​ ​amostra. η rel 
= 0,9548 cP (valor da viscosidade dinâmica da amostra padrão à temperatura de η H2O 
22°C). 
 
➔ ​ ​Água​ ​destilada 
 1 0.9548 0.9548 cP η Água Destilada = × = 
 
➔ ​ ​​Soro​ ​Fisiológico 
​ ​ 1.0326 0.9548 0.9859 cP η SF = × = 
 
➔ Soro​ ​de ​ ​Reidratação​ ​Oral 
 1.0646 0.9548 1.0164 cP η SRO = × = 
 
➔ Soro​ ​Caseiro 
 1.1042 0.9548 1.0564 cP η SC = × = 
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​Coeficiente ​ ​de​ ​viscosidade​ ​cinemática 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​Finalmente,​ ​pode-se,​ ​agora,​ ​calcular​ ​o​ ​valor​ ​da​ ​viscosidade​ ​cinemática​ ​de​ ​cada​ ​umas​ ​das 
amostras,​ ​dada​ ​a​ ​equação: 
​ ​​ ​​ ​​ ​ υ = ρ
η 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​Considerando: 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ ​ ​sendo​ ​o​ ​coeficiente​ ​de​ ​viscosidade​ ​cinemática,​ ​dada​ ​em​ ​cStυ 
​ ​​ ​​ ​​ ​​​η​ ​o ​ ​coeficiente​ ​de​ ​viscosidade​ ​dinâmica​ ​da​ ​mostra,​ ​dada​ ​em​ ​cP. 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ρ​ ​a​ ​massa​ ​específica​ ​das​ ​amostras,​ ​obtidas ​ ​na​ ​prática​ ​anterior,​ ​dada​ ​em​ ​g/cm³ 
➔ Água​ ​destilada 
=​ ​0.9576​ ​cSt υ = 0,9859 0,99705 
 
➔ Soro​ ​Fisiológico 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ = ​ ​0.9819​ ​cSt υ = 1,0040
0,9859 
 
➔ Soro​ ​de ​ ​Reidratação​ ​Oral 
=​ ​1.0053​ ​cSt υ = 1,0110
1,0164 
 
➔ Soro​ ​Caseiro 
=​ ​1.0393​ ​cSt υ = 1,0164
1,0564 
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​Todos​ ​os​ ​dados​ ​obtidos​ ​foram​ ​agrupados​ ​na​ ​seguinte​ ​tabela: 
 
Amostra ρ/cm-³ t/s η rel /​ ​cpη /​ ​cStυ 
H2O 0.99705 10,21 1.0000 0.9548 0.9576 
SF 1.0040 10,47 1.0326 0.9859 0.9819 
SRO 1.0110 10,72 1.0646 1.0164 1.0053 
SC 1.0164 11,06 1.1042 1.0542 1.0393 
 
É possível concluir, através da análise dos dados, que o soro caseiro apresentar uma maior 
viscosidade em relação às outras amostras, pelo seu maior tempo de escoamento. Essa 
característica pode ser atribuída à sua composição que é rica em sacarose, um dissacarídeo. A 
sacarose (C12H22O11) apresenta grande tamanho elevado e grande peso molecular, assim 
elevando​ ​as​ ​possibilidades​ ​deste​ ​soluto​ ​interagir​ ​e​ ​ter​ ​atrito​ ​com​ ​as ​ ​paredes​ ​do​ ​viscosímetro. 
A água, por apresentar quantidade desprezível de solutos diluído, apresentou o menor 
tempo de escoamento e menor viscosidade, realçando que a quantidade de soluto e sua 
composição na amostra interfere na viscosidade do líquido. O Soro Fisiológico, que é 
composto composto apenas de Cloreto de Sódio (0.9%), teve os coeficientes de viscosidade 
menores que o Soro de Reidratação Oral , que apresenta em sua composição glicose, cloreto 
de sódio, citrato de sódio e cloreto de potássio. Por ter mais moléculas em sua composição, o 
Soro ​ ​de​ ​Reidratação ​ ​Oral​ ​é​ ​mais​ ​viscoso​ ​que​ ​o​ ​Soro​ ​Fisiológico. 
Conclusão
 
Pode-se concluir que a quantidade de moléculas nos soros determinam o seu coeficiente 
de viscosidade. Quanto mais moléculas na sua composição maior será o atrito e maior será 
sua resistência em relação à movimentação. Esses parâmetros podem ser considerados no 
controle ​ ​de​ ​qualidade, ​ ​por​ ​exemplo. 
 
Bibliografia
 
CORREIA, Adriana. Roteiros de Práticas: Físico-Química Aplicada à Farmácia. 
Universidade​ ​Federal​ ​do​ ​Ceará. 
VERTCHENKO Lev, VERTCHENKO Larissa. Determination of viscosity through terminal 
velocity: use of the drag force with a quadratic term in velocity. Rev. Bras. Ensino Fís. vol.39 
no.4​ ​São​ ​Paulo​ ​​ ​2017​ ​​ ​Epub​ ​May​ ​29,​ ​2017.