Prática 8 Marcos Castro

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Laboratório de Físico-Química 1, Marcos Venicius Batista de Souza Castro, Prática nº8 
1 
 
 Viscosidade 
Ex
p
er
im
en
to
 8
 
Marcos Venicius Batista de Souza Castro 
Departamento de Engenharia Química, Curso de Química Industrial, Universidade Federal de 
Pernambuco,Recife, Brasil 
Professor: Luciano Costa Almeida 
Data da prática: 02/06/2015; Data de entrega do relatório: 02/07/2015 
 
Resumo 
Determinou-se a viscosidade do etanol para diferentes concentrações através do viscosímetro 
de Ostwald e determinou-se também a viscosidade da glicerina para diferentes concentrações 
através do viscosímetro de Hoppler. Verificou-se, nos dois casos, um aumento da viscosidade 
com o aumento da concentração dos mesmos, ou seja, a resistência ao escoamento do etanol e 
da glicerina aumentou com a concentração e esse fenômeno pode está associado a uma serie de 
fatores, sendo o mais relevante deles, às interações intermoleculares fortes, como a formação 
de ligação de hidrogênio. 
 
Palavras chaves: Viscosidade, Ostwald; Hoppler; glicerina, etanol 
Sumário 
Resumo ......................................................... 1 
Introdução .................................................... 1 
Metodologia ................................................. 2 
Resultados e Discussão ................................ 3 
Conclusão ..................................................... 5 
Referências ................................................... 5 
Questões ...................................................... 6 
 
Introdução 
 A viscosidade é a resistência ao 
escoamento. Quanto maior for à viscosidade do 
líquido, mais lento é o escoamento. Os líquidos 
de grande viscosidade, como o vidro fundido, em 
temperatura ambiente, são denominados 
viscosos. 
 A viscosidade surge das interações entre 
as moléculas. As interações intermoleculares 
fortes mantêm as moléculas unidas e restringem 
seus movimentos. As fortes ligações de 
hidrogênio da água dão-lhe viscosidade maior do 
que a do hexano. Os hidrocarbonetos oleosos e 
as graxas são apolares e só estão sujeitos às 
forças de London. Entretanto, eles têm cadeias 
longas que se enrolam e com isso, as moléculas 
movem-se com dificuldade. 
 A viscosidade geralmente diminui com o 
aumento da temperatura. 
 A velocidade do escoamento de um 
líquido pouco viscoso através de um tubo estreito 
em regime laminar depende da força que o 
produz e pode ser verificada através do 
viscosímetro de Ostwald. 
Além disso, os líquidos não se movem no 
interior do líquido com a mesma velocidade, isto 
é, as camadas próximas as paredes do tubo se 
movem mais lentamente do que as camadas 
centrais, com a velocidade alcançando um 
máximo no interior do tubo (centro do bulbo). 
Estudos teóricos de Poiseville obtiveram 
a seguinte equação 1. 
 
Equação 1: Equação teórica de Poiseville 
aplicada ao processo. 
 
P= pressão hidrostática sobre o líquido; 
t= tempo de escoamento em segundos; 
r= raio do tubo; 
L= comprimento do tubo de escoamento em 
centímetros; 
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V= volume de um líquido em centímetros cúbicos 
(mL). 
Usando-se o mesmo viscosímetro para 
obtenção da viscosidade desconhecida, a 
equação 1, reduz-se a equação 2. 
 
Equação 2: Obtenção da viscosidade 
desconhecida usando o mesmo viscosímetro. 
 
 
Sendo: 
1= líquido de referência; 
2= viscosidade do líquido de referência é 
conhecido, então η2 é calculado por substituição 
das densidades e dos tempos de escoamento na 
equação 2. 
Já a determinação do coeficiente de 
viscosidade de líquidos mais viscosos pode ser 
realizada utilizando o viscosímetro de Hoppler. 
Esta técnica permite determinar a viscosidade 
relativa pelo método da velocidade da queda de 
bolas através do líquido. Este método também é 
apropriado para determinar a viscosidade 
absoluta de líquidos, usando a equação 3. 
 
Equação 3: Viscosidade absoluta de líquidos. 
 
Onde: 
t – Tempo de queda da bola; 
K – Cte especifica da bola (mPcm3), fornecido 
pelo fabricante; 
dS - Densidade da bola (g.cm
-3); 
dL – Densidade do líquido (g.cm
-3). 
 
A densidade do líquido (dL), para certa 
temperatura, pode ser obtida na literatura. 
A viscosidade relativa no método de 
HOPPLER pode ser determinada pela equaçao 4: 
 
Equação 4: Viscosidade relativa no método de 
Hoppler. 
 
A unidade de viscosidade (absoluta) no 
CGS é o poise e 1 poise é igual a 1 dine.seg/cm2. 
Metodologia 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
1) Viscosímetro de Ostwald; 
 
I) Materiais e Reagentes 
 
1 Viscosímetro de Ostwald, 1 cronometro, 1 
densímetro, tubo de borracha, 1 pipeta, água e 
etanol. 
 
II) Metodologia Experimental 
 
Lavou-se o viscosímetro com uma solução 
sulfocrômica e secou-se; 
Determinou-se o volume de água 
necessário para que o tubo fique cheio até 2/3 da 
sua altura, de tal modo que o líquido fique abaixo 
da extremidade inferior do capilar; 
Colocou-se o viscosímetro, contendo no 
seu interior o volume de água determinado 
acima, num banho termostático a 25 ºC. Esperou-
se que o sistema atinja o equilíbrio; 
Por sucção, através do tudo de borracha, 
elevou-se o líquido no interior do tubo até 
preencher a dilatação pequena e ultrapassar um 
pouco acima da marca superior. Deixou-se o 
líquido escoar para verificar se o escoamento 
está se processando convenientemente e sem 
que gotas fiquem aderidas às paredes do tubo. 
Tornou-se a aspirar ao líquido até uns 2 
centímetros acima da marca superior; 
Abriu-se a pinça e, quando o menisco do 
líquido passou pelo traço superior, deu-se partida 
ao cronômetro. Quando o menisco alcançar a 
marca inferior, travou-se o cronometro. 
Repetiu-se a determinação cinco vezes 
com o mesmo liquido. 
Fez-se o experimento, utilizando como 
líquido problema, o etanol a diferentes 
concentrações conforme tabela abaixo: 
 
Tabela 1 – Etanol a diferentes concentrações. 
Líquido Concentração (%) 
Etanol 10 20 30 40 
 
Fizeram-se os experimentos com água 
e com os líquidos problemas. 
 
2) Viscosímetro de Hoppler; 
 
III) Materiais e Reagentes 
 
1 Viscosímetro de Hoppler, 1 cronometro, 
provetas de 150 mL, esferas de vidro, 1 
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paquimetro, esferas de vidro de 3 mm a 0,5 mm, 
glicerina e 1 termometro 0 – 100 °C. 
 
IV) Metodologia Experimental 
 
Pesou-se a esfera a ser utilizada numa 
balança analítica e mediu-se o raio utilizando o 
paquímetro. 
Nivelou-se o viscosímetro, previamente 
limpo, manejando os parafusos niveladores de 
altitude até que a bolha de ar se situe bem no 
cento do visor. 
Colocou-se, no viscosímetro, o líquido a 
ser estudado (Tabela 2), sem deixar bolhas de ar. 
 
Tabela 2 – Glicerina a diferentes concentrações. 
Líquido Concentração (%) 
Glicerina 5 10 15 25 
 
Colocou-se a esfera no cilindro central e 
deixou-se cair sem formação de bolhas de ar. 
Anotou-se o tempo de caída entre os dois 
traços do visor. 
Calculou-se a densidade do líquido 
estudado utilizando um picnometro. 
Resultados e Discussão 
 
Viscosímetro de Ostwald 
 
Mediu-se os tempos de escoamento do 
etanol através viscosímetro de Ostwald a 
temperatura de 30°C, tabela 3. 
 
Tabela 3 - Medidas de tempo de escoamento do 
etanol através viscosímetro de Ostwald. 
Medidas 
Tempo(s) 
Etanol 
10% 20% 30% 40% 
1 148 181 227 259 
2 149 180 229 262 
3 147 183 225 261 
Média 148 182 227 261 
 
Verificou-se que a viscosidade da solução 
de etanol foi diretamente proporcional à sua 
concentração, ou seja, a resistência ao 
escoamentodo etanol aumentou com a 
concentração e isto está relacionado a uma serie 
de fatores, sendo o mais relevante deles, as 
interações intermoleculares. As moléculas de 
etanol podem formar ligações de hidrogênio 
intermoleculares, etanol-etanol e etanol-água, 
dificultando o escoamento do mesmo, figura 1. 
 
Figura 1: Formação de ligação de hidrogênio (---) 
na solução de etanol. 
 
 
 
Mediu-se a massa de 25 mL de etanol nas 
concentrações apresentadas na tabela 1 através 
de um picnometro, com o intuito de obter a 
densidade das soluções de etanol estudadas, 
tabela 4. 
 
Tabela 4 - Densidade das soluções de etanol. 
Conc(%) tmédio(s) m(g) V(mL) d(g.mL
-1
) 
10 148 26,8725 25,00 1,0749 
20 182 26,8769 25,00 1,0751 
30 227 26,3247 25,00 1,0530 
40 261 26,3541 25,00 1,0542 
 
As densidades obtidas nas concentrações 
de etanol 10% e 20% foram maiores que as 
densidades nas concentrações de etanol 30% e 
40%. Este resultado pode está relacionado à 
formação de ligação de hidrogênio entre as 
moléculas de etanol, porém não se pode afirmar 
com precisão, uma vez que precisaríamos de um 
ensaio mais rigoroso para provar este efeito, pois 
estes valores obtidos podem também está 
relacionado a erros experimentais cometidos 
pelo operador. 
O tempo de escoamento da água foi 
determinado através da estrapolação da reta do 
gráfico tempo de escoamento das soluções de 
etanol em função das concentrações. Logo, na 
equação obtida, para x igual a 0 % de etanol, tem-
se o tempo de escoamento da água igual a 108 s, 
figura 2. 
 
 
Laboratório de Físico-Química 1, Marcos Venicius Batista de Souza Castro, Prática nº8 
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Figura 2: Gráfico do tempo de escoamento da água 
 
O valor do tempo de escoamento da água 
foi estimado, pois não se mediu 
experimentalmente. 
A densidade e a viscosidade da água 
obtida na literatura foram 0,9957 g.mL-1 e 7,9575 
mP a 30°C, respectivamente. 
A viscosidade do etanol pode ser obtida 
por meio da equação 2, onde utilizou-se a água 
como fluido de referência, tabela 5. 
 
Tabela 5 - Viscosidade do etanol em suas diferentes 
concentrações. 
Concentração (%) Viscosidade (mP) 
10 11,7980 
20 14,5110 
30 17,7269 
40 20,4053 
 
Os resultados encontrados para as 
soluções de etanol mostraram que o aumento da 
concentração ocasionou a elevação da 
viscosidade da mesma, e isto está relacionado à 
formação de ligações de hidrogênio, que 
restringem a movimentação das moléculas 
aumentando a sua resistência ao escoamento. 
 
Viscosímetro de Hoppler 
 
O viscosímetro de Hoppler é uma técnica 
utilizada para medir a viscosidade de líquidos 
mais viscosos como a glicerina que será analisada 
aqui. 
 Como o viscosímetro de Hoppler utiliza 
uma esfera escoando sobre um líquido por um 
determinado espaço no tempo é de grande 
importância calcular a densidade desta esfera, 
equação 5. A massa e o diâmetro da esfera de 
vidro foram 1,8 g e 1,1 cm, respectivamente. 
 
 
Equação 5: Densidade da esfera do viscosímetro. 
𝑑𝑠 =
𝑚𝑒𝑠𝑓
4
3
. 𝜋(
𝑑
2
)3
 
 
O valor da densidade da esfera foi de 2,5828 
g.mL-1. 
Mediu-se os tempos de escoamento da 
glicerina através viscosímetro de Hoppler a 
temperatura de 30°C, tabela 6. 
 
Tabela 6 - Medidas de tempo de escoamento da 
glicerina através do viscosímetro de Hoppler. 
Medidas 
Tempo(s) 
Glicerina 
5% 10% 15% 25% 
1 5,18 5,90 6,69 8,95 
2 5,24 5,82 6,81 8,89 
3 5,29 5,81 6,97 8,96 
4 5,12 5,71 6,80 8,89 
5 5,09 5,83 6,61 8,62 
Média 5,18 5,81 6,78 8,86 
 
 O tempo de escoamento médio da água 
através do viscosímetro de Hoppler foi de 4,69 s. 
 Verificou-se que a viscosidade da solução 
de glicerina também foi diretamente 
proporcional à sua concentração e isto também 
pode está relacionada às ligações de hidrogênio 
formadas entre glicerina-glicerina e glicerina-
água, figura 3. 
 
Figura 3: Formação de ligação de hidrogênio (---) 
na solução de glicerina. 
 
 
Mediu-se a massa de 25 mL de glicerina 
nas concentrações apresentadas na tabela 2 
através de um picnometro, com o intuito de 
obter a densidade das soluções de etanol 
estudadas, tabela 7. 
 
 
 
y = 3,84x + 108,5
R² = 0,996
0
50
100
150
200
250
300
0 10 20 30 40 50
Te
m
po
 (s
)
Concentração (%)
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5 
 
 
Tabela 7 - Densidade das soluções de glicerina. 
Conc(%) tmédio(s) m(g) V(mL) d(g.mL
-1
) 
5 5,18 27,0243 25 1,0810 
10 5,81 27,8438 25 1,1138 
15 6,78 28,5639 25 1,1426 
25 8,86 29,2082 25 1,1683 
 
Verificou-se que as densidades das 
soluções de glicerina aumentaram com a 
concentração, mostrando que as interações 
intermoleculares aumentam com o aumento da 
concentração. 
A densidade da água obtida através do 
picnometro foi de 1,0867 g.mL-1 e viscosidade da 
água obtida na literatura foi de 7,9575mP a 30°C. 
A viscosidade da glicerina pode ser obtida 
por meio da equação 4, onde utilizou-se a água 
como fluido de referência, tabela 8. 
 
Tabela 8 - Viscosidade da glicerina em suas diferentes 
concentrações. 
Concentração (%) Viscosidade (mP) 
5 8,8224 
10 9,6792 
15 11,0738 
25 14,2128 
 
Os resultados encontrados para as 
soluções de glicerina mostraram que o aumento 
da concentração ocasionou a elevação da 
viscosidade da mesma, e isto também está 
relacionado às fortes interações 
intermoleculares, formadas pelas ligações de 
hidrogênio. 
Conclusão 
Os resultados encontrados para as 
soluções de etanol mostraram que o aumento da 
concentração ocasionou a elevação da 
viscosidade da mesma, e isto está relacionado à 
formação de ligações de hidrogênio, que 
restringem a movimentação das moléculas 
aumentando a sua resistência ao escoamento. 
Os resultados encontrados para as soluções 
de glicerina mostraram que o aumento da 
concentração ocasionou a elevação da 
viscosidade da mesma, e isto também está 
relacionado às fortes interações 
intermoleculares, formadas pelas ligações de 
hidrogênio. 
Verificou-se que as viscosidades das 
soluções de etanol e de glicerina foram 
diretamente proporcionais à concentração dos 
mesmos, ou seja, a resistência ao escoamento do 
etanol e da glicerina aumentou com a 
concentração e isto está relacionado às 
interações intermoleculares. As moléculas de 
etanol e de glicerina podem formar ligações de 
hidrogênio intermoleculares, e isto restringem a 
movimentação das moléculas, dificultando o 
escoamento dos mesmos. 
Referências 
[1] P. Atkins, L. Jones, - Princípios de Química: 
Questionando a vida moderna e o meio 
ambiente, 3ª edição. Editora Bookman, 2006; 
 
[2] Atkins, P.W.; Jones, L. – Físico-Química, 6ªed., 
vol. 3, LTC, 1997; 
 
[3] SKOOG, D.H. et al. Fundamentos de Química 
Analítica. 8. ed. São Paulo: Thomson, 2006; 
 
[4] Apostila de Laboratório de Físico-Química 1, 
Determinação do coeficiente de viscosidade, 
Universidade Federal de Pernambuco, Prof: 
Luciano Costa Almeida, págs 1-10. 
 
[5] Fonte: http://www.ebah.com.br/content/A 
BAAAg mN0AD/coeficienteviscosidade. Acessado 
em 30/06.15. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laboratório de Físico-Química 1, Marcos Venicius Batista de Souza Castro, Prática nº8 
6 
 
Questões 
 
1 – Discuta os resultados em termos das estruturas e das propriedades das moléculas. 
 
R.: Respondido no relatório. 
 
2 - Um volume V de água passa por um viscosímetro de Ostwald, a 25 ºC em 30 segundos.Qual o tempo 
necessário para passar o mesmo volume de glicerina, nas mesmas condições, sabendo-se que a sua 
viscosidade é 9,54 poise e sua densidade é 1,26 g.cm-3? 
 
R.: 
 
𝑡2 =
𝑛2. 𝑑1. 𝑡1
𝑑2. 𝑛1
 𝑡2 =
9,54.0,9971.30
1,26.0,008904
= 25436 𝑠 = 7ℎ 
 
3 - Estudando a viscosidade da glicerina em função da temperatura, encontrou-se: 
 
 
 
Determine a constante B da equação de Carrancio para a glicerina 
 
R.: 
 
 
𝑙𝑛𝜂 = 𝑙𝑛𝐴 + 
𝐵
𝑅. 𝑇
 
𝐵
𝑅.
= 8255𝐾 𝐵 = 8,314𝐽𝑚𝑜𝑙−1𝐾−1. 8255𝐾 = 68632𝐽𝑚𝑜𝑙−1 
 
4 - Explique a origem da viscosidade. 
 
R.: A viscosidade surge das interações entre as moléculas. As interações intermoleculares fortes mantêm as 
moléculas unidas e restringem seus movimentos. As fortes ligações de hidrogênio da água dão-lhe 
viscosidade maior do que a do hexano. Os hidrocarbonetos oleosos e as graxas são apolares e só estão 
sujeitos às forças de London. 
 
5 - Explique por que a viscosidade dos líquidos diminui e a dos gases aumenta quando a temperatura 
aumenta. 
 
R.: Com o aumento da temperatura as moléculas em um líquido adquirir energia cinética para escapar das 
moléculas vizinhas. Logo, a mobilidade das moléculas no líquido aumenta, fazendo o líquido ficar mais 
fluido. Nos gases, os choques predominam sobre as forças de coesão. Nestes fluidos, o aumento da 
temperatura aumenta os choques entre as moléculas e com a parede do recipiente que o contém, em 
consequente aumenta a viscosidade. 
 
y = 8255,x - 25,43
R² = 0,999
0,0000
1,0000
2,0000
3,0000
4,0000
5,0000
6,0000
7,0000
8,0000
0,0032 0,0033 0,0034 0,0035 0,0036 0,0037 0,0038 0,0039 0,0040
lnη
1/T(K-1)