Determinação de massa específica e viscosidade de fluidos

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Aula Prática 1: Determinação de massa específica e viscosidade de fluidos 
 
A massa específica é uma propriedade da matéria que relaciona a massa e 
volume em uma determinada temperatura. É de extrema importância na indústria 
química a determinação da massa específica tanto de fluidos quanto de partículas 
envolvidas em um processo industrial, pois é uma propriedade que caracteriza uma 
substância. 
A viscosidade é uma propriedade de transporte de um fluido a qual está 
relacionada ao atrito que impõe resistência ao movimento. Esta propriedade é de 
fundamental importância na mecânica dos fluidos e, conseqüentemente nos processos 
industriais onde fluidos são transportados através de tubulações, agitados em tanques, 
movimentados por bombas, etc. Assim, o conhecimento da viscosidade de um fluido é 
imprescindível para o dimensionamento das bombas, tubulações, agitadores de tanques, 
etc. 
Nesta prática, tem-se como objetivo, determinar a massa específica e a 
viscosidade de soluções de sacarose em diversas concentrações à temperatura ambiente, 
utilizando o método da picnometria (massa específica) e o método da medida relativa 
(viscosidade) pelo uso do Viscosímetro Cannon-Fenske. 
Para o procedimento experimental será necessário: 
 Amostras: Soluções de sacarose (10, 20, 30 e 40% em massa) e Água destilada 
 Medidores: Cronômetro, Termômetro e Balança 
 Vidraria: Picnômetro e Viscosímetro Cannon-Fenske 
 
Para a determinação da massa específica das soluções: 
a) Inicialmente, deverá ser obtida experimentalmente a massa específica das 
soluções à temperatura ambiente. Um termômetro deverá ser utilizado para verificar 
qual a temperatura ambiente das soluções. 
b) Primeiramente calibrar o picnômetro de 50 mL com água destilada, 
determinando o real valor de seu volume (Vpic). 
 
 
c) Posteriormente, o picnômetro deverá ser preenchido com a solução, determinado 
a massa em balança analítica. Com o valor do volume real do picnômetro obtido será 
possível determinar a massa específica de cada solução. 
OH2
OH2
pic
m
V


 
(1) 
 
 
Para a determinação da viscosidade pelo Viscosímetro Cannon-Fenske: 
 
a) Inicialmente, toda a metodologia deverá ser realizada com a água destilada e 
posteriormente com cada solução. A figura 1 mostra um esquema do viscosímetro 
Cannon-Fenske, inteiramente construído em vidro. 
 
 Figura 1: Viscosímetro de Cannon-Fenske 
b) Para o carregamento do viscosímetro, deve-se introduzir o fluido em questão 
pelo extremo aberto de maior diâmetro, com a ajuda de uma pipeta ou um pequeno 
bécker. Para efetuar a medida, parte do fluido residente no bojo inferior deve ser 
conduzido para os dois bojos menores superiores; isto é feito através de aspiração com 
auxílio de uma pêra ou uma seringa. Durante as medidas, quando o nível do fluido 
passar pelo anel superior, indicadas pela letra “A” o cronômetro deverá ser acionado, e 
deverá ser travado quando o nível do líquido passar pelo anel “B” (ver detalhes acima, à 
esquerda). Realizar o experimento em triplicata para os dois fluidos. 
 
Para o tratamento de dados de Cannon-Fenske: 
No viscosímetro de medida relativa, mede-se o tempo de escoamento de um 
volume pré-determinado do fluido através de um capilar. Para entendimento da medida 
relativa, considera-se um fluido newtoniano e incompressível, com densidade e 
viscosidade conhecidas, escoando em regime laminar. Nestas condições, de um balanço 
de massa no sistema, é possível relacionar as viscosidades de dois fluidos através da 
pic
solução
V
soluçãom

 
(2) 
 
 
 
equação 3, onde dois fluidos diferentes escoam em regime laminar no mesmo capilar a 
partir da mesma altura inicial até a mesma altura final. 
 
22
11
2
1
t
t





 
(3) 
 
onde ρ1 e ρ2 são as massas específicas dos fluidos (kg/m
3
) e t1 e t2 são os tempos de 
escoamento de cada fluido (s). A equação 3 pode ser utilizada para obter a viscosidade 
de diferentes líquidos, tendo um fluido padrão, com densidade e viscosidade conhecida. 
 
Para discussão e resultados: 
Todos os resultados devem ser explicados, discutidos e comparados com a 
literatura. Os resultados devem ser apresentados em forma de relatório e apresentados 
em forma de seminário. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
Russel, J. B.Química Geral. Editora Pearson, São Paulo, 1994. 
Cremasco, M. A. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e Fluidomecânicos. 
Editora Edgard Blücher Ltda., São Paulo, 2012. 
Fox, R. W., MacDonald, A. T. Pritchard. P. J. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 
6ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006 
Geankoplis, C. J. Procesos de transporte y operaciones unitarias.Compañía editorial 
continental, Ciudad Del México, 1998. 
Bennett, C. O.; Myers, J. E. Fenômenos de Transporte: Quantidade de Movimento, 
Calor e Massa, Editora McGraw-Hill, São Paulo, 1978. 
Tabela de densidade da água líquida em diferentes temperaturas
 
Fonte: Geankoplis, 1998. 
Tabela de viscosidade da água líquida em diferentes temperaturas 
 
Fonte: Geankoplis, 1998.