DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS

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Universidade Federal de Santa Catarina 
Físico-Química Experimental 
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DE 
LÍQUIDOS 
 
INTRODUÇÃO 
 
A reologia é uma área da ciência que estuda as deformações e os fluxos de escoamento da matéria devido a aplicação de uma força. Essa área abrange diversas propriedades relacionadas a deformação da matéria, tais como: viscosidade, extrussibilidade, compressibilidade, ductibilidade, espalhabilidade, elasticidade e fluidez. Para a engenharia de alimentos, a reologia é importante para cálculos de processos e controle de qualidade, por exemplo. 
A medida da viscosidade é um teste físico aplicado a líquidos puros e a preparações com líquidos (soluções, emulsões, suspensões e semi-sólidos). Ela está relacionada a propriedades como fluidez, velocidade de deslizamento do fluido sobre ele mesmo e ao tixotropismo das amostras analisadas. 
Podemos caracterizar os fluidos em dois grupos: newtonianos e não newtonianos. Os newtonianos possuem viscosidade constante, enquanto que os não newtonianos possuem mudança de viscosidade conforme o aumento da velocidade de cisalhamento. 
 
OBJETIVO​	 
 
Determinar o coeficiente de viscosidade de líquidos empregando os viscosímetros de Ostwald e Höppler. 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
· Preparação de solução de sacarose 15% (massa/volume) e verificação da concentração da solução com o refratômetro. 
 
· Determinação da densidade da solução de sacarose com o picnômetro (considerando a densidade da água como 1g/ml). 
 
 
 
 
3.1 MEDIDAS COM O VISCOSÍMETRO DE OSTWALD 
 
 
 
Viscosidade da água/solução de sacarose 
 
· Foram adicionados 4 mL de água no viscosímetro pelo tubo com auxílio de uma pêra. A pêra foi retirada e o líquido escorreu livremente. O procedimento foi realizado duas vezes. 
 
· Com uma proveta, foram adicionados 10 mL de água destilada no viscosímetro. 
 
· Utilizou-se uma pêra para sugar o líquido até o bulbo. A pêra foi removida e o líquido desceu livremente, enquanto isso mede-se o tempo necessário para que o líquido escorra entre os pontos marcados. 
 
· 3 medidas são realizadas para obter a média. 
 
MEDIDAS COM O VISCOSÍMETRO DE HÖPPLER Viscosidade da água/solução de sacarose 
 
· O tubo interno do viscosímetro foi lavado com o líquido que foi usado para determinar a viscosidade. 
 
· A esfera de vidro foi colocada no tubo e afundou. 
 
· O tempo de queda da esfera entre as marcas no viscosímetro foi anotado. 
 
· Duas medidas foram feitas para obter a média. 
 
TRATAMENTO DE DADOS 
 
1. Viscosidade Relativa (à água) para solução de sacarose (Ostwald): 
 
· Densidade Sacarose: d1 = m/V 
O volume utilizado foi calculado fazendo a diferença entre o volume do picnômetro com água e o volume do picnômetro vazio. 
V = 80,535 - 30,542 V = 49,997 mL d1 = 52,697 / 49,997 d1 = 1,05 g/mL 
· Tempo Sacarose: 
1 = 47,59s 
2 = 47,67s 3 = 47,65s t1 = (47,59+47,67+47,65)/3 t1 = 47,64s 
· Densidade Água: 
Padrão: d2 = 1 g/mL 
· Tempo Água: 
1 = 33,67s 
2 = 33,89s 3 = 34,45s t2 = (33,67+33,89+34,45)/3 t2 = 34,0033s ηrel = η1 / η2 = (d1*t1) / (d2*t2) ηrel = (1,05*47,64) / (1*34,0033) ηrel = 1,47109251 mPa.s 
Erro = [(valor experimental - valor teórico) / valor teórico ] x 100 
Erro = [ (1,47109251 - 1,665) / 1,665] x 100 
Erro = 11% 
 
2. Viscosidade Relativa à água para a sacarose (Höppler): 
 
· Densidade da bola: 
Padrão: ds = 2,226 g/cm^-3 
· Densidade da sacarose: 
Calculada no item anterior: d1 = 1,05 g/mL 
· Densidade da água: 
Padrão: d2 = 1 g/mL 
· Tempo Sacarose: 
1 = 96,83s 2 = 96,12s t1 = (96,83 + 96,12) / 2 t1 = 96,475s 
· Tempo Água: 
1 = 61,75s 2 = 61,35s t2 = (61,75 + 61,35) / 2 t2 = 61,55s 
· K = 0,013384 mPa.cm^3g^-1 
 	 ηrel = η1/η2 = [(ds-d1)t1*k] / [(ds-d2)t2*k] 	 ηrel= [ (2,226 - 1,05)*96,475*0,013384] / [(2,226 - 1)*61,55*0,013384] 	 ηrel = 1,50350051 mPa.s 
Erro = [ (1,50350051 - 1,665 ) / 1,665 ] x 100 
Erro = 9% 
Viscosidade Cinemática para sacarose (Höppler): 
η = t(ds - dL)K η = 96,4756 * (2,226 - 1,05)*0,013384 η = 1,51848581 mPa.s (viscosidade dinâmica) 
Viscosidade cinemática = η/dL 
Viscosidade cinemática = 1,51848581 / 1,05 
Viscosidade cinemática = 1,44617696 St 
3. Viscosidade Absoluta de água e sacarose (Höppler): 
η = t(ds - dL)K ηágua = 61,55*(2,226-1)*0,013384 ηágua= 1,00996066 mPa.s 
Erro = [ (1,00996066 - 0,890) / 0,890 ] x 100 Erro = 13% ηsacarose = 96,48*(2,226-1)*0,013384 ηsacarose = 1,51848581 mPa.s 
Erro = [ (1,51848581 - 1,4815) / 1,4815 ] x 100 
Erro = 2% 
4. 
a) Viscosidade relativa: é definida como a razão entre a viscosidade 
absoluta do líquido em questão e a viscosidade absoluta da água, a mesma temperatura. 
 
b) Viscosidade específica: é definida como aumento da viscosidade, 
por causa da presença do soluto dividido pela viscosidade do solvente puro. 
c) Viscosidade reduzida: é definida como a razão entre a viscosidade 
específica e a concentração da solução. 
d) Viscosidade intrínseca: é definida como a relação da viscosidade com a massa molar e não com a concentração igual as viscosidades anteriores. Para isso toma-se o limite da viscosidade reduzida quando a concentração tende a zero. Ao se plotar o gráfico da viscosidade reduzida, versus a concentração, se os pontos forem distribuídos de tal maneira que possam ser unidos por uma linha reta, o lugar em que esta reta corta o eixo da viscosidade reduzida é o valor da viscosidade intrínseca. 
CONCLUSÃO 
No experimento foram utilizadas duas formas de medir o coeficiente de viscosidade de uma solução de sacarose e da água. O viscosímetro de Höppler mede a viscosidade pelo tempo que uma esfera leva para atravessar um líquido. Outra maneira de medir a viscosidade se refere ao viscosímetro de Ostwald, no qual a resistência ao escoamento é dada pela velocidade em que o líquido flui através de um capilar de vidro. 
Houve porcentagens significativas de erro, mas alguns valores chegaram próximos ao esperado. 
Além dos erros humanos, como a cronometragem do tempo de escoamento, os dados obtidos no experimento, provavelmente foram afetados pela temperatura que difere dos valores da literatura, acarretando uma diferença em relação aos valores teóricos. Portanto, nessas condições, os resultados obtidos foram razoavelmente bons.