Viscosidade e Densidade de Líquidos

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Viscosidade e Densidade de Líquidos
Turma: BQ2
Componentes:                                                                  Assinatura
MARCELLE CORRÊA FELICIANO               ____________________________
     
THAISA RIBEIRO ANGELOS		      ____________________________
MÁRCIA ALAYNE DA S. DE JESUS             ____________________________
JOÃO VITOR VARANDA DA SILVA              ____________________________
ÁGATHA STOIANOF                                     ____________________________
Química Geral Experimental II
Luciana Valiate
Resumo
	Densidade é a relação entre a massa e o volume de um material a uma dada pressão e temperatura. Essa relação pode ser expressa pela fórmula: 
ρ = m ÷ V
	No SI, sua unidade é o kg/m3, no entanto, as mais utilizadas são g/cm3 e g/mL.	
	O volume é uma grandeza física que varia com a temperatura e a pressão, o que significa que, consequentemente, a densidade também dependerá da temperatura e da pressão do material.	
	A viscosidade de um fluido é a resistência à deformação ou ao escoamento. Ela tende a diminuir com o aumento da temperatura, enquanto a variação da pressão exerce efeitos mínimos. Existem mais de uma definição para a viscosidade, entretanto, as abordadas nesta prática são a viscosidade absoluta e a viscosidade cinemática.	
	A absoluta, também chamada de coeficiente de viscosidade dinâmica, pode ser medida através de um fluido de referência em conjunto com medidas de tempo de escoamento de um líquido e sua densidade. Nesta prática, o fluido de referência escolhido foi a água, cuja viscosidade é tabelada. Sua unidade no SI é o Pa.s e sua fórmula é expressa como:
µ = (µágua × t × ρ) ÷ (tágua × ρ água)
	A cinemática é obtida através da razão entre a viscosidade absoluta e a densidade do líquido, tendo como unidade usual o cm2/s:
Ѵ = µ ÷ ρ
Objetivo
Determinar a densidade e a viscosidade de líquidos e sólidos.
Materiais utilizados
Água destilada; 
Alumínio;
Ferro;
Solução glicerina/água (1:1);
Solução saturada de NaCl;
Balança analítica eletrônica empregada na aferição das massas;
3 balões volumétricos de 100 mL empregados no armazenamento dos líquidos;
2 béqueres, um de 50 mL e outro de 150 mL, empregados na transferência dos líquidos e sólidos;
Bureta de 10 mL empregada na medição e escoamento dos líquidos;
Pipeta volumétrica de 50 mL empregada na transferência dos líquidos;
Pipetador de três vias acoplado à pipeta, empregado na sucção dos líquidos; 
2 provetas, uma de 50 mL e outra de 100 mL, empregadas na medição do volume de água destilada.
Procedimento experimental e resultados obtidos
4.1. Densidade dos líquidos
	Nesta prática, os líquidos escolhidos para determinar a densidade foram a água destilada, a solução saturada de NaCl e a solução glicerina/água (1:1). Para isso, inicialmente, 3 balões volumétricos de 100 mL foram pesados na balança analítica eletrônica e suas massas anotadas. Retiraram-se os balões da balança e cada um foi avolumado com um líquido até atingir o menisco e pesados cheios. Suas massas foram anotadas novamente.	
	Para determinar a massa de cada líquido bastou subtrair a massa dos balões vazios pela massa dos balões contendo os líquidos, como apresentado na Tabela 1. 
Tabela 1 – Massa dos líquidos.
	
Líquido
	
Massa do balão volumétrico vazio (m1)
	Massa do balão volumétrico contendo o líquido (m2)
	
Massa do líquido (m2 – m1)
	Água destilada
	64,4033 g
	163,7717 g
	99,3684 g
	Solução saturada de NaCl
	59,9211 g
	177,8850 g
	117,9639 g
	Solução glicerina/água
	60,7727 g
	173,0163 g
	112,2436 g
Logo em seguida os líquidos foram transferidos para béqueres de 150 mL e, utilizando o termômetro de mercúrio, suas respectivas temperaturas foram medidas (Tabela 2).
Tabela 2 – Temperatura dos líquidos.
	Líquido
	Temperatura 
	Água destilada
	24 ºC
	Solução saturada de NaCl
	24 ºC
	Solução glicerina/água
	24 ºC
Através dos dados obtidos foi possível determinar a densidade de cada líquido, onde m equivale à massa apresentada na Tabela 1 e V ao volume do balão volumétrico utilizado:
Água destilada
ρ = m ÷ V
ρ = 99,3684 ÷ 100
ρ = 0,9936 g/mL
Solução saturada de NaCl
ρ = m ÷ V
ρ = 117,9639 ÷ 100
ρ = 1,1796 g/mL
Solução glicerina/água
ρ = m ÷ V
ρ = 112,2436 ÷ 100
ρ = 1,1224 g/mL
4.2. Densidade dos sólidos
	Ferro e alumínio foram os sólidos escolhidos para determinar a densidade. Para isso, em um béquer de 50 mL, utilizando a balança analítica eletrônica, pesou-se a massa dos sólidos (Tabela 3).
Tabela 3 – Massa dos sólidos.
	Sólido
	Massa
	Ferro
	4,1368 g
	Alumínio
	10,1280 g
Em uma proveta de 50 mL foram adicionados 25 mL de água destilada e transferida a massa de ferro. Em outra proveta de 100 mL foram adicionados 50 mL de água destilada e transferida a massa de alumínio. 	
	Ao transferir os sólidos, ocorreu uma diferença no volume das buretas, chamada de ΔV e calculada na Tabela 4. 
Tabela 4 – ΔV dos sólidos.
	
Sólido
	Volume da bureta sem o sólido (V1)
	Volume da bureta com o sólido (V2)
	
ΔV = V2 – V1
	Ferro
	25 mL
	26 mL
	1 mL
	Alumínio
	50 mL
	51,9 mL
	1,9 mL
Através dos dados obtidos foi possível determinar a densidade de cada sólido, onde m equivale à massa apresentada na Tabela 3 e V ao ΔV apresentado na Tabela 4:
Ferro
ρ = m ÷ V
ρ = 4,1368 ÷ 1
ρ = 0,0413 g/mL
Alumínio
ρ = m ÷ V
ρ = 10,1280÷ 1,9
ρ = 5,3305 g/mL
4.3. Viscosidade dos líquidos
	Utilizando os resultados obtidos no subitem 4.1. foi escolhido determinar a densidade dinâmica da solução saturada de NaCl e da solução de glicerina/água (1:1). Com isso, empregou-se 3 vezes os procedimentos a seguir para cada solução e para a água destilada.	
	Para início, uma bureta de 10 mL foi zerada com o líquido a ser analisado. Colocou-se um béquer de 50 mL abaixo da bureta e preparou-se o cronômetro. Assim que o registro foi aberto, o cronômetro foi acionado.	
	O tempo necessário para que houvesse completo escoamento dos líquidos foi apresentado na Tabela 5.
Tabela 5 – Tempo de escoamento dos líquidos.
	Solução
	Tempo de escoamento (T1)
	Tempo de escoamento (T2)
	Tempo de escoamento (T3)
	Tempo de escoamento médio
	Água destilada
	8,48 s
	8,02 s
	9,95 s
	8,81 s
	Solução saturada de NaCl
	8,61 s
	8,42 s
	8,15 s
	8,39 s
	Solução glicerina/água
	11,68 s
	12,76 s
	14,09 s
	12,84 s
Através dos dados obtidos foi possível determinar a viscosidade dinâmica das duas soluções. Para tal, primeiramente foi necessário calcular a viscosidade absoluta e, então, aplicá-la na fórmula da viscosidade dinâmica:
Solução saturada de NaCl
µ = (µágua × t × ρ) ÷ (tágua × dágua)
µ = (0,9111 × 8,39 × 1,1796) ÷ (8,81 × 0,9973)
µ = 1,0262 Pa.s
Ѵ = µ ÷ ρ
Ѵ = 1,0262 ÷ 1,1796
Ѵ = 0,8700 cm2/s
Solução glicerina/água
µ = (µágua × t × ρ) ÷ (tágua × dágua)
µ = (0,9111 × 12,84 × 1,1224) ÷ (8,81 × 0,9973)
µ = 1,4944 Pa.s
Ѵ = µ ÷ ρ
Ѵ = 1,4944 ÷ 1,1224
Ѵ = 1,3315 cm2/s
Conclusão 
	A partir dos experimentos realizados foi possível determinar a densidade e a viscosidade dos líquidos e dos sólidos. 	
	Na determinação da densidade, calculou-se a razão entre a massa e o volume dos líquidos e sólidos. No caso dos sólidos, foi necessário considerar o V como a diferença de volume das provetas com e sem os mesmos. A fórmula leva a concluir que a densidade é inversamente proporcional ao volume, ou seja, quanto menor o volume ocupado por determinada massa, maior será a densidade.	
	Na determinação da viscosidade cinemática dos líquidos, mediu-se o tempo médio de escoamento de cada um e calculou-se suas respectivas viscosidades absolutas, utilizando na fórmula a viscosidade, a densidade e o tempo de escoamento do fluido de referência escolhido, a água. As viscosidades da água são facilmente encontradas na literatura para uma ampla faixa de temperaturas e, por isso, trata-se de uma boa escolha como líquido de referência.Por fim, através da razão entre a viscosidade absoluta e a densidade dos líquidos em análise calculou-se a viscosidade cinemática.	
	Um erro comum é presumir que líquidos com tempos de escoamento maiores são necessariamente mais viscosos do que outros com tempos menores. Entretanto, a fórmula da viscosidade absoluta leva a concluir que o que determina a viscosidade não é somente o tempo de escoamento, mas sim, seu produto com a densidade do líquido. Além disso, a temperatura é uma grande influência nos resultados, pois, dependendo da temperatura, o tempo de escoamento altera, alterando também o resultado da viscosidade absoluta. Em altas temperaturas ocorre a diminuição da viscosidade, onde as moléculas do líquido movimentam-se mais rápido e a atração entre elas diminui, o que significa que não gastam tanto tempo em contato umas com as outras.
Bibliografia
RUSSEL, J.B.. Química Geral. v 1. 2°ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 1994.
LENZI, E. et al. Química Geral Experimental. Rio de Janeiro. Freitas Bastos, 2004.
MOURA JUNIOR, C. F. DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE E DA VISCOSIDADE. Disponível em: <https://www.passeidireto.com/arquivo/5196362/determinacao-de-densidade-e-de-viscosidade-2>. Acesso em: 02 abr. 2018.
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS: DENSIDADE E VISCOSIDADE. Disponível em: <http://www.iq.unb.br/images/downloads/apostilas/Apostila_-_Quimica_Geral_Experimental_-_1-2014-Parte2.pdf>. Acesso em: 02 abr. 2018.