RELATORIO DETERMINAR IDEALIDADE DE SOLUÇÕES

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Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Disciplina: Físico-Química Experimental - Instituto de Química 
Professor: Cristian Follmer 
Data de realização: 11/12/2015 
 
 
 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA IDEALIDADE DE 
SOLUÇÕES 
 
 
 
 
 
 
Alunos: 
Carlos Eduardo 
Danilo Franco 
Gabriela Bardella 
Gabriela Freitas 
INTRODUÇÃO 
 
 O presente trabalho teve por objetivo verificar se uma mistura de acetato de etila com 
acetato de butila comporta-se como uma solução ideal, constatando se há um comportamento 
linear de sua fluidez em relação às frações volumares de um dos componentes. Para tanto, foi 
necessário ter conhecimento dos conceitos de solução ideal, viscosidade e fluidez de líquidos. 
 É chamada de solução ideal aquela em que, ao diluir uma substância (i) qualquer num 
solvente (S), são iguais os três tipos de interações intermoleculares presentes (S-S, S-i e i-i); 
situação similar à uniformidade das forças de coesão de um líquido quando puro. Como 
consequência, as propriedades intensivas de uma solução ideal podem ser determinadas a 
partir da soma das contribuições dessas propriedades de cada constituinte. Sendo essa 
contribuição o produto da propriedade intensiva de um componente pela sua respectiva 
fração molar. A exemplo disso, tem-se que o volume molar dessa solução é a soma das 
contribuições dos volumes molares de cada componente. 
 É possível definir a fluidez de um líquido sabendo-se que ela é o inverso de sua 
viscosidade: esta considerada como a dificuldade em estabelecer um movimento relativo 
entre dois planos paralelos do mesmo, ou seja, a resistência em fazê-lo escoar. 
 Para determinação desses fatores, foram utilizados: 
 - para viscosidade (η), um viscosímetro de Ostwald seguindo a relação: 
 
 (A um constante de proporcionalidade, ρ a massa específica do líquido e t); 
 
- para fluidez, a equação empírica de Bingham é válida para soluções ideais: 
 
 (Φ a fluidez da solução, Φi a fluidez do componente i, Xi a fração molar do componente i). 
 
Podendo ser reescrita como: 
 
Exibindo o comportamento linear da fluidez da solução com a fração molar de 
determinado componente. 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
O processo consistiu primeiramente no preparo das seguintes soluções: 
 
 
Posteriormente, trabalhou-se com a água a fim de seq determinar a constante de 
proporcionalidade “A” relacionada à viscosidade: 
- utilizando um viscosímetro de Ostwald (I), mediu-se o tempo de escoamento da água, 
repetindo a operação três vezes, e determinou-se também a massa específica da mesma a 
partir de uma balança de Westphal-Mohr (II). 
(I) (II) 
 
Com esses dados, repetiu-se o procedimento para o acetato de etila, para o acetato de 
butila e para as três soluções da tabela acima; medindo-se o tempo duas vezes para cada uma, 
rinsando previamente o viscosímetro com sua respectiva solução de análise e anotando o valor 
da temperatura a qual ocorreu o processo. 
Por fim, com todos os resultados obtidos, foi possível chegar às conclusões e relações 
desejadas. 
 
 
 
 
 
RESULTADOS 
 
A tabela 1 contém os tempos de escoamento obtidos a partir do experimento feito 
utilizando o viscosímetro de Ostwald. Foi calculado o tempo médio através da média 
aritmética entre os tempos observados (t1 e t2). 
Utilizando os valores tabelados para viscosidade e massa específica da água como 
referência, foi calculado o valor da constante A da relação: 
 
 
Na tabela 2 são apresentados os valores de viscosidade das demais soluções. O cálculo 
desses valores depende do A calculado previamente, do tempo médio que cada solução 
apresentou (na Tabela 1) e dos valores da massa específica de cada uma. A massa específica 
foi obtida a partir do valor encontrado pela balança de Westphal-Mohr, vezes um fator de 
correção, calculado por uma relação entre a massa específica da água tabelada (tab) e a obtida 
pela balança (exp): 
𝐹𝐶 =
𝜌𝑒𝑥𝑝
𝜌𝑡𝑎𝑏
 
O valor de FC encontrado foi de: 0,965402 
Tempo de escoamento (s) t1 t2 Tempo Médio 
Água 137 136 136,5 
Acetato de Etila 79 78 78,5 
Solução 3 83 83 83 
Solução 2 91 91 91 
Solução 1 105 105 105 
Acetato de Butila 120 121 120,5 
Tabela 1 
 
Viscosidade (Pa.s) Massa Específica (kg/m³) Tempo Médio (s) A 
Água 0,0008753 0,9967867 136,5 6,4E-06 
Acetato de Etila 0,0004197 0,835459 78,5 6,4E-06 
Solução 3 0,0004405 0,829183887 83 6,4E-06 
Solução 2 0,0004785 0,82155721 91 6,4E-06 
Solução 1 0,0005479 0,815282096 105 6,4E-06 
Acetato de Butila 0,0006270 0,812965131 120,5 6,4E-06 
Tabela 2 
 
Com os valores das viscosidades calculados, é possível calcular a fluidez de cada 
solução a partir da relação: 
𝜙 =
1
𝜂
 
A tabela 3 apresenta esses valores para cada fração molar de Acetato de Etila presente 
em cada solução (x). 
Com os valores de Fluidez como eixo y e valores de X como eixo x, plota-se o gráfico 1 
a fim de verificar a linearidade da relação da fluidez com as frações molares. 
 
 
 
Fluidez X 
Acetato de Etila 2382,457857 1 
Solução 3 2270,340935 0,8 
Solução 2 2089,973707 0,5 
Solução 1 1825,251953 0,2 
Acetato de Butila 1595,001371 0 
Tabela 3 
 
 
Gráfico 1 
 
 
 
y = 775,37x + 1644,9 
R² = 0,9811 
0,0014
500,0014
1000,0014
1500,0014
2000,0014
2500,0014
3000,0014
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Fluidez x Fração Volumar 
CONCLUSÃO 
 
O R² encontrado a partir do ajuste linear feito para o gráfico um foi de 0,9811. Este 
valor indica que a reta obtida apresenta algo próximo de um comportamento linear, sem 
coincidir numa reta perfeita. Porém é necessário considerar erros experimentais devido à falta 
de acurácia na medida do tempo ou no manuseio da balança. 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
- http://home.ufam.edu.br/berti/reologia/010-
Introdu%C3%A7%C3%A3o/viscosimetria_cisalhamento.doc 
- http://www.ecientificocultural.com/ECC3/solu04.htm 
- http://www.eq.ufrj.br/prh13/download/aulas/prh-13-termodinamica-aula-06-solucao-03.ppt