MASSA ESPECIFICA E VISCOSIDADE DA SACAROSE EM DIFERENTES CONCENTAÇÕES

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FACULDADE SALESIANA MARIA AUXILIADORA 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
ÉVELLIN DE LIMA CARNEIRO 
IURI MATHEUS DOS SANTOS OLIVEIRA 
JULIANA PORTO SIMÕES DE ANDRADE 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA E VISCOSIDADE DA SACAROSE A 
DIFERENTES CONCENTRAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MACAÉ 
2019 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1 – Pressão laminar de um fluido entre duas placas 5 
Figura 2 – Viscosímetro de Cannon-Fenske 7 
Figura 3 – Viscosímetro de Cannon-Frenske 7 
Figura 4 – Solução de sacarose a diferentes concentrações 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO 3 
2 OBJETIVO 3 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 4 
3.1 Massa específica de um fluido 4 
3.2 Viscosidade de um fluido 4 
4 PROCEDIMENTOS 6 
4.1 Materiais utilizados 6 
4.2 MÉTODOS 6 
4.2.1 Determinação da massa específica das soluções 6 
4.2.2 Determinação da viscosidade pelo Viscosímetro Cannon-Fenske 6 
5 RESULTADOS 8 
5.1 Massa específica 8 
5.1.1 Massa dos fluídos 8 
5.1.2 Volume real do picnômetro 8 
5.1.3 Massas específicas das soluções de sacarose 9 
5.2 Viscosidade 9 
5.2.1 Viscosidade da água 10 
5.2.1 Viscosidade das soluções de sacarose 10 
6 DISCUSSÃO 11 
7 CONCLUSÃO 12 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 13 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
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, consequentemente 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. 
Neste experimento, determinaremos a massa específica e viscosidade da 
sacarose a diferentes concentrações. 
 
 
2 OBJETIVO 
 
 
A prática teve 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. 
 
 
 
 
 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
 
3.1 Massa específica de um fluido 
 
A massa específica ρ de uma mistura homogênea é a razão entre sua 
massa m e o volume V ocupado por essa massa. Desta forma, pode-se dizer que 
a massa específica mede o grau de concentração de uma massa em determinado 
volume. 
 
ρ = 
 
 
 
 
No Sistema Internacional de Unidades, SI, a unidade de massa específica é 
o kg/m³, porém é bastante comum esta propriedade ser expressa em g/cm³. A 
relação entre essas unidades é: 
1 g/cm³ = 10³ kg/m³ 
 
A propriedade massa específica é encontrada em algumas literaturas pelos 
termos densidade específica ou densidade absoluta. Estes termos foram 
originados a partir da tradução equivocada do termo “density”, que é o 
correspondente na língua inglesa para o termo massa específica. 
 
 
3.2 Viscosidade de um fluido 
 
A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte 
microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Quanto maior a 
viscosidade, menor a velocidade em que o fluido se movimenta. 
Viscosidade é a medida da resistência de um fluido à deformação causada 
por um torque. É comumente percebida como a “grossura”, ou resistência ao 
despejamento. 
A viscosidade de qualquer fluido vem de seu atrito interno. Nos fluidos 
líquidos, este atrito interno origina-se das forças de atração entre moléculas 
 
 
relativamente próximas. Com o aumento da temperatura, a energia cinética média 
das moléculas se torna maior e consequentemente o intervalo de tempo médio no 
qual as moléculas passam próximas umas das outras se torna menor. Assim, as 
forças intermoleculares se tornam menos efetivas e a viscosidade diminui com o 
aumento da temperatura. Por este motivo, um óleo lubrificante torna-se menos 
viscoso com o aumento da temperatura. 
A viscosidade mede-se por meio de viscosímetros, aparelhos em que 
geralmente se determina o tempo que certo volume de líquido leva a escoar-se 
através de um orifício de pequeno diâmetro. Os valores de viscosidade dos fluidos 
são obtidos experimentalmente em Laboratório com métodos específicos. 
Trata-se de um teste padronizado onde é medido o tempo que certa 
quantidade de fluido leva para escoar através de um pequeno tubo (capilar) a uma 
temperatura constante (ambiente). 
 
Fig. 1. Pressão laminar de um fluido entre duas placas. Atrito entre o fluido e a superfície móvel 
causa a torção do fluido. A força necessária para essa ação é a medida da viscosidade do fluído. 
 
Um fluido newtoniano é um fluido cuja viscosidade, ou atrito interno, é 
constante para diferentes taxas de cisalhamento e não variam com o tempo. 
A constante de proporcionalidade é a viscosidade. Nos fluidos newtonianos 
a tensão é diretamente proporcional à taxa de deformação. Apesar de não existir 
um fluido perfeitamente newtoniano, fluidos mais homogêneos como a água e o ar 
costumam ser estudados como newtonianos para muitas finalidades práticas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 PROCEDIMENTOS 
 
4.1 Materiais utilizados 
● Amostras: Soluções de sacarose (10,20 e 30% em massa) e 
água destilada 
● Medidores: Cronômetro, Termômetro e Balança. 
● Picnômetro 
● Viscosímetro Cannon-Fenske 
 
 
4.2 MÉTODOS 
 
4.2.1 Determinação da massa específica das soluções 
 
A primeira parte do experimento consistiu em obter as massas específicas 
das soluções à temperatura ambiente. Após confirmação da temperatura ambiente 
com termômetro como 22ºC foi determinada a densidade da água (ρH2O) 
utilizando a tabela A.2-3 da apostila e por método de interpolação. Foi 
determinada a densidade da água como ρH2O = 0,99777 g/cm
3. 
O picnômetro foi devidamente calibrado com 50mL de água destilada e 
então foi determinado o seu real valor de volume (Vpic). 
Em seguida o picnômetro foi preenchido com a solução e foi determinada a 
massa em balança analítica. Esse procedimento foi executado para cada solução 
de sacarose e os valores obtidos foram apresentados na tabela 1. 
Com os valores de volume real e massas obtidos é determinada a massa 
específica de cada solução. 
 
4.2.2 Determinação da viscosidade pelo Viscosímetro Cannon-Fenske 
 
Inicialmente, prendemos o viscosímetro com ramo capilar na vertical e com 
a ajuda de um bécker, introduzimos água destilada (padrão) no extremo aberto de 
maior diâmetro. 
 
 
Para efetuar a medida, aspiramos, com a ajuda de uma pêra, a água 
destilada até o traço de referência, indicado pela letra “A” e acionamos o 
cronômetro. O cronômetro foi travado quando o líquido passou pelo anel, indicado 
pela letra “B”, conforme figuras abaixo. 
 
Figura 2. Viscosímetro de Cannon-Fenske 
 
 
Figura 3. Viscosímetro de Cannon-Fenske 
 
 
 
 Realizamos o mesmo procedimento com a sacarose a 10%, 20% e 30% e 
anotamos o tempo de cada escoamento. Todos os processos foram feitos em 
triplicata. 
 
Figura 4. Solução de sacarose a diferentesconcentrações. 
 
5 RESULTADOS 
 
5.1 Massa específica 
 
5.1.1 Massa dos fluídos 
Utilizando a tabela A.2-3 da apostila e por método de interpolação foi 
encontrado a densidade da água ρH2O = 0,99777 g/cm
3, para a temperatura de 
22ºC. 
Fluido H2O Sacarose 10% Sacarose 20% Sacarose 30% 
Massa (g) 49,23 51,10 53,01 54,87 
Tabela 1. Massa dos fluidos em questão. 
 
5.1.2 Volume real do picnômetro 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.1.3 Massas específicas das soluções de sacarose 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.2 Viscosidade 
 
Para cada escoamento de cada fluido foi medido um tempo, conforme as 
tabelas abaixo: 
Obs.: A temperatura utilizada para o experimento é 22ºC. 
 
Água destilada t1 t2 t3 tmédio 
Tempo (s) 9,96 10,10 9,75 9,94 
Tabela 2. Tempo de escoamento da água destilada. 
 
Sacarose 10% t1 t2 t3 tmédio 
Tempo (s) 12,20 12,46 12,28 12,31 
Tabela 3. Tempo de escoamento da sacarose a 10%. 
 
Sacarose 20% t1 t2 t3 tmédio 
Tempo (s) 16,58 17,20 17,05 16,94 
Tabela 4. Tempo de escoamento da sacarose a 20%. 
 
 
Sacarose 30% t1 t2 t3 tmédio 
Tempo (s) 20,66 21,56 21,12 21,11 
Tabela 5. Tempo de escoamento da sacarose a 30%. 
 
5.2.1 Viscosidade da água 
 
Conforme tabela A.2-4 da apostila, a viscosidade da água a 22ºC é 
determinada como: 
 
 
A partir da viscosidade da água podemos determinar a viscosidade das soluções 
de sacarose através da equação abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.2.1 Viscosidade das soluções de sacarose 
 
Viscosidade da solução de sacarose a 10% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Viscosidade da solução de sacarose a 20% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Viscosidade da solução de sacarose a 30% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 DISCUSSÃO 
 
 Pode-se considerar o experimento proposto satisfatório, pois os resultados 
obtidos através dos cálculos condizem com a literatura. Foi comprovado que 
quanto maior a massa específica, sob uma temperatura conhecida, também maior 
será o valor da viscosidade do fluido em questão. Os experimentos foram 
realizados em triplicatas, e em três diferentes concentrações de solução de 
sacarose, 10%, 20% e 30%, respectivamente. Através dos cálculos, podemos 
observar que quanto maior a concentração de sacarose, maior a densidade do 
fluido e consequentemente maior sua viscosidade. 
 O tempo de escoamento no experimento foi aumentado de acordo com o 
aumento da concentração de solução de sacarose, consequentemente o cálculo 
de viscosidade aumentou de acordo com aumento das concentrações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 CONCLUSÃO 
 
A prática foi realizada em laboratório utilizando o Viscosímetro de Cannon-
Fenske, pelo qual foi observada a resistência ao escoamento de acordo com a 
velocidade com que o fluido flui através de um capilar de vidro, que no caso foram 
as diferentes concentrações de soluções de sacarose. 
Através do experimento, foi possível comprovar que velocidade de 
escoamento de um líquido é inversamente proporcional à sua viscosidade, ou 
seja, quando mais rápido um fluido escoa pelo capilar, menor é a viscosidade do 
mesmo. 
 
 
 
 
 
 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 JUNIOR, Claudenir Marcheti. Utilização de medidores ultrassônicos 
para medição fiscal de vazão de gás natural. Tese (Mestre em 
Metrologia) Rio de Janeiro, 2009. 
 FERREIRA, Hugo Heitor Moreira. Escoamento de fluidos newtonianos e 
viscoelásticos em torno de um cilindro: Estudo numérico de efeitos 
tridimensionais. Dissertação (Mestre em Fundamentos e Aplicações em 
Mecânica dos Fluidos) Porto, 2006.