Relatório - Viscosidade de Ostwald

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LUÍS HENRIQUE BARBOSA SOUZA 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE 
UTILIZANDO UM VISCOSÍMETRO DE OSTWALD 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINA GRANDE-PB 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
CÂMPUS DE CAMPINA GRANDE-PB 
CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA 
DISCIPLINA – FISICO QUÍMICA EXPERIMENTAL 
 
1. INTRODUÇÃO 
Na vida cotidiana o termo viscosidade tem um sentido determinado, mas pode 
adquirir outro de acordo com sua explicação científica. Assim ao tocar certas substancias 
pegajosas e densas podemos dizer que são viscosas. Isso é o que acontece com o mel, com 
alguns produtos lácteos, a mostarda, alguns molhos ou produtos de cosméticos, etc. a parir de 
determinados critérios científicos, a viscosidade é uma lei definida por Isaac Newton. Com 
isso temos que do ponto cientifico algumas substancias fluidas exibem certo grau de atrito 
interno e esse fenômeno é conhecido como viscosidade. 
Pode ser definida cientificamente como uma força de atrito entre as camadas 
adjacentes dos fluidos. Em outras palavras, a viscosidade é uma resistência sob a forma de 
atrito interno. Nos líquidos a viscosidade se deve, principalmente, às forças elétricas de 
coesão das moléculas que formam a matéria. Nos gases, este fenômeno ocorre devido as 
colisões entre as moléculas. Do ponto de vista cientifico o estudo da viscosidade deve estar 
situado na área da mecânica dos fluidos. 
A mecânica dos fluidos é a ciência que tem por objetivo o estudo do comportamento 
físico dos fluidos e das leis que regem o comportamento. E aplica-se em ações de fluidos em 
superfícies submersas, equilíbrio de corpos flutuantes, ação do vento em construções civis, 
estudos de lubrificação, entre outras. A viscosidade é o atrito entre as diversas camadas de um 
fluido. Se a cada placa se aplica uma determinada força, isso gera um esforço sobre o fluido. 
Assim, o fluido é viscoso quando sua energia mecânica não é constante, bem como o fluido 
não é viscoso quando se mantem constante. Esta ideia foi explicada por Newton através de 
uma lei que leva seu nome. Esta lei afirma que em um fluido, a tensão de fricção aplicada em 
uma direção é proporcional à sua velocidade e esta situação é mensurável com um coeficiente 
de viscosidade. Todos os líquidos tem um grau de viscosidade e em relação aos óleos, alguns 
tem mais viscosidade do que outros. Para que o motor de uma máquina funcione 
corretamente, é necessário que o óleo tenha uma boa aderência ao metal. É preciso pensar que 
o óleo protege as partes móveis de um motor e, portanto, a sua viscosidade deve adaptar-se às 
mudanças de temperatura que afetam cada motor. 
A viscosidade de um líquido mede a resistência interna oferecida ao movimento 
relativo das diferentes partes desse líquido (resistência ao fluxo). Conhecer e controlar essa 
propriedade é muito importante na formulação e preparação de emulsões, cremes, géis, 
soluções, etc. A viscosidade é chamada de newtoniana quando a tensão de cisalhamento, 
aplicada paralelamente à direção do fluxo, necessária para iniciar o fluxo de uma camada 
molecular, for proporcional ao gradiente de velocidade entre as camadas. Há vários métodos 
de determinação do coeficiente de viscosidade de líquidos. A maioria consiste na variação das 
velocidades de escoamento do liquido através de um tubo capilar ou da queda de um corpo 
esférico através do liquido, utilizando as leis de Poiseuille e de Stokes, respetivamente. Esses 
métodos são utilizados apenas para líquidos de escoamento laminar. 
Nesta pratica, a viscosidade de diversos líquidos será determinada utilizando o 
viscosímetro de Ostwald. Nessa técnica, observa-se o tempo gasto para o liquido fluir de um 
reservatório superior de um volume definido, passando por um tubo capilar, para um 
reservatório inferior, sobre a influência da gravidade. A medida direta da viscosidade absoluta 
é muitas vezes difícil de ser omitida. O procedimento usual e a determinação da sua 
viscosidade em relação a viscosidade de uma substancia de referência, em uma determinada 
temperatura. 
 
Para a obtençao da viscosidade relativa de um liquido, mede-se os tempos de 
escoamento do liquido e da água no mesmo viscosimetro, mantendo o volume e a 
temperatura constantes. Os termos r, g, h, V e I da equação são os mesmos para ambos os 
liquidos, assim, a razão entre viscosidades do liquido e da água é dada pela equação: 
As unidade da viscosidade estão descritas na tabela 1. 
 
 
 
 
2. OBJETIVO 
Este trabalho prático tem com objetivos determinar os coeficientes de viscosidade 
pelo método de Oswald, assim como comparar e discutir os fatores que afetam a viscosidade 
dos líquidos. 
3. MATERIAIS E REAGENTES UTILIZADOS 
3.1 MATERIAIS 
 Viscosímetro de Ostwald 
 Pipetas de 10 mL 
 Becker de 50 mL 
 Termômetro 
 Cronômetros 
 Luvas PVC 
 Óculos de segurança 
3.2 REAGENTES 
 Água destilada 
 Soluções etanoicas e de sacarose 
 Álcool etílico e acetona 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
1) Primeiramente aferimos a temperatura ambiente no início do nosso experimento e 
observamos o valor inicial de 25ºC e uma final de 26ºC, levando em conta a pequena 
diferença, decidimos fazer uma medias das temperaturas, aderindo ao valor de 26ºC. 
2) Com o auxílio da pipeta, adicionamos ao viscosímetro cerca de 10 mL de cada 
substância a ser pesquisada. Entre elas destacamos o álcool PA, acetona PA, água e 
soluções da sacarose com diferentes concentrações. 
3) Com o pipetador colocamos uma pequena quantidade da substância dentro da abertura 
maior para um melhor encaixe até que o liquido se estabelecesse na marca desejada 
para começarmos a cronometrar o tempo. 
4) Ao finalizar todos os passos observamos que quanto maior a concentração, mais lento 
se tona no escoamento. Os tempos obtidos para cada substância ficou definido da 
seguinte forma: 
ANOTAÇÕES DOS DADOS EXPERIMENTAIS 
TEMPO DE 
ESCOAMENT
O (s) 
ÁGU
A 
SACAROSE 
10% 
SACAROS
E 20% 
SACAROSE 
30% 
SACAROSE 
40% 
ÁLCOOL 
PA 
ACETONA 
PA 
t1 230 306 372 524 693 360 115 
t2 231 306 372 524 693 360 115 
t3 229 306 371 524 693 360 114 
MEDIA 150 306 571,5 524 693 360 114,6 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Com os dados calculados durante todo o experimento podemos ter que quanto maior 
a concentração de uma determinada solução, maior o tempo de escoamento se torna e 
consequentemente mais lento fica o processo de escoamento dentro do viscosímetro. Esse 
escoamento já se torna mais lento ainda devido ao pequeno diâmetro do capilar que se 
encontra dentro o equipamento, mas mesmo diante algumas pequenas dificuldades 
conseguimos completar o nosso experimento com sucesso. 
 
6. APLICAÇÃO DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS 
 
1) Citar alguns métodos de medidas de viscosidade. E dizer qual o método empregado 
na experiência. Explique porque sou 10 mL em todas as determinações. 
R = Existem vários métodos de medir o coeficiente de viscosidade de um fluido onde 
alguns dependem da velocidade de escoamento do fluido como no método de Ostwald 
que é feito em um tubo na forma de U. existem outros métodos que podem determinar 
através da queda de objetos sólidos nos fluidos, determinando a velocidade através da 
distancia percorrida pelo corpo sólido. Os 10 mL foram utilizados em todo o 
experimento para tentarmos reduzir a margem de erro da viscosidade, pois um volume 
variado, pode afetar nos resultados esperados pelo experimento. 
2) Faça um modelo teórico mostrando um escoamento laminar de um liquido e a 
velocidade máxima no centro. 
R = O escoamento laminar é o tipo de fluxo onde existe um mínimo de agitação das 
várias camadas do fluido. As diferentes secções do fluido se deslocam em planos 
paralelos, ou em círculos concêntricos coaxiais, sem se misturar com outros elementos. 
Um fluxo laminar é definido como um fluxo em que o vetor velocidade e 
aproximadamenteconstante em cada parte do fluido. Num fluxo laminar as linhas de 
corrente não se cruzam, tal como descrito pela figura. No fluxo laminar o fluido se 
move em camadas sem que haja mistura de camadas e variação de velocidade, as 
partículas movem-se de maneira ordenada, mantendo sempre a mesma posição 
relativa. 
 
3) A viscosidade determinada pelo viscosímetro de Ostwald e absoluta ou relativa? e 
porquê? 
R = Absoluta porque envolve certa dificuldade pois precisa de uma substancia padrão. 
Sendo assim em geral prefere-se a determinação da relação entre as viscosidades de 
dois líquidos, são feitas por medidas de comparação entre o tempo da vazão de um 
liquido de viscosidade conhecida, geralmente a água, e do líquido cuja viscosidade se 
deseja determinar. 
4) Qual a influência da temperatura sobre a viscosidade de um fluido (líquido ou 
gás). Explicar de acordo com a equação. 
R= A viscosidade dos lubrificantes não é constante, ela varia com a temperatura. 
Quando esta aumenta a viscosidade diminui e o óleo escoa com mais facilidade. O 
índice de viscosidade mede a variação da viscosidade com a temperatura. Segundo a 
equação, variação da viscosidade só é possível se tivermos uma energia necessária 
para deslocar o volume que fica acumulado entre os meniscos através do capilar e 
temos que essa energia é inversamente proporcional a temperatura, quanto menor a 
temperatura mais difícil o fluido escoa. 
5) Que dados são necessários para calcular a viscosidade do liquido utilizando o 
viscosímetro de Ostwald. 
R= é feita por comparações entre o tempo na vazão do fluido e do fluido desconhecido. 
São necessárias as densidades dos fluidos e os tempos de escoamento dos mesmos, 
dependendo também do alinhamento do viscosímetro. 
 
6) Comentar a determinação da viscosidade por meio do viscosímetro de Ostwald. 
R= O viscosímetro de Ostwald, permite a determinação simples do coeficiente de 
viscosidade a partir de uma substancia padrão. Nesse caso as medidas de viscosidade 
são feitas por comparações entre o tempo de vazão do fluido de viscosidade conhecida, 
geralmente a água, e o de um fluido de viscosidade desconhecida. A precisão na 
operação com esse viscosímetro depende do controle das variáveis de temperatura, 
tempo, alinhamento vertical e volume da substancia estudada. 
7) Discuta o efeito da modificação da estrutura molecular sobre a viscosidade de 
líquidos. 
R = Como exemplo, temos a água. a forças intermoleculares que atuam na água são 
basicamente as ligações de hidrogênio, que é a forma mais forte entre as forças 
intermoleculares. Desta forma, para que as moléculas de água possam fluir, elas 
precisam vencer essas fortes interações, quebrando-as. Convém ressaltar que as forças 
de London podem ser fortes o suficiente para tornar um líquido viscoso, especialmente 
aqueles formados por cadeias longas e ramificações em sua estrutura molecular. 
8) Calcular a viscosidade da água destilada 
R = Para calcular a viscosidade da água 
destilada utilizamos a seguinte 
fórmula: 
 
 
 
 
 
9) Calcule as viscosidades dinâmica, relativa e cinemática das soluções de sacarose 
nas diferentes concentrações e do álcool etílico e da acetona 
R = Calculo da viscosidade dinâmica foi feito da seguinte forma: 
5, ,985
 43,25 + 𝑡 ⬚1,542
 = 
5, ,985
 43,25 + 25,5 ⬚1,542
 = = 8,79 x 10
-9 Poise 
Álcool PA: 
 2
 1 1
 2 2
 8,6923 3
 ,7864 36 
 ,996783 23 
 = 0,01073 Poise 
 
Acetona PA: 
 2
 1 1
 2 2
 8,6923 3
 ,7899 114,6
 ,996783 23 
 = 0,00343 Poise 
Sacarose 10%: 
 2
 1 1
 2 2
 8,6923 3
1, 243 3 6
 ,996783 23 
 = 0,0118 Poise 
Sacarose 20%: 
 2
 1 1
 2 2
 8,6923 3
1, 735 371,5
 ,996783 23 
 = 0,0151 Poise 
Sacarose 30% 
 2
 1 1
 2 2
 8,6923 3
1,11 9 524
 ,996783 23 
 = 0,0220 Poise 
Sacarose 40%: 
 2
 1 1
 2 2
 8,6923 3
1,1447 693
 ,996783 23 
 = 0,0300 Poise 
Obs: os valores das densidades das soluções foram obtidos no experimento 01, 
determinação da densidade de líquidos por picnometria e densimetria. 
Dando sequência a questão, agora iremos calcular a viscosidade relativa das soluções. 
Álcool PA: 
 
 1
 2
 
 , 1 73 
8,6923 1 
 = 1,234 
Acetona PA: 
 
 1
 2
 
 , 343 
8,6923 1 
 = 0,394 
Sacarose 10%: 
 
 1
 2
 
 , 118
8,6923 1 
 = 1,257 
Sacarose 20%: 
 
 1
 2
 
 , 151
8,6923 1 
 = 1,737 
Sacarose 30%: 
 
 1
 2
 
 , 22 
8,6923 1 
 = 2,530 
Sacarose 40%: 
 
 1
 2
 
 , 3 
8,6923 1 
 = 3,451 
Agora faremos para o calculo da velocidade cinemática: 
Álcool PA: 
 
 1
 
 
 , 1 73 
 ,7864
 = 0,0136 Stokes 
Acetona PA: 
 
 1
 
 
 , 343 
 ,7899
 = 0,0043 Stokes 
Sacarose 10%: 
 
 1
 
 
 , 118 
1, 243
 0,0115 Stokes 
Sacarose 20%: 
 
 1
 
 
 , 151 
1, 735
 0,0140 Stokes 
Sacarose 30%: 
 
 1
 
 
 , 22 
1,11 9
 0,0198 Stokes 
Sacarose 40%: 
 
 1
 
 
 , 3 
1,1447
 0,0262 Stokes 
 
10) Conhecendo-se os valores da viscosidade relativa e densidade absoluta (prática 1) 
das soluções de sacarose, construa um gráfico com viscosidade a ordenada e 
densidade as abscissas. 
 
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
vi
sc
o
si
d
ad
e
 r
e
la
ti
va
 
Densidade 
Viscosidade x Densidade 
11) Comparar o resultado obtido para a viscosidade dinâmica e comentar o erro 
obtido para o álcool e a acetona. 
 
R = 
VISCOSIDADE DE LIQUIDOS 
TEMPERATURA °C 20 25 30 
ÁLCOOL ETÍLICO 1,200 x 1,003 
ACETONA 0,345 0,316 0,295 
 
Obs.: precisamos encontrar a uma temperatura de 25°C 
Álcool: 
2 25
25 3 
 = 
1,2 
 1, 3
 ⟶ 
11, 15
1 
 = 1,1015 centipoise (cálculo para completar a tabela acima) 
Para uma temperatura do experimento aproximada para 25,5°C, temos: 
2 25
25,5 25
 = 
1,1 15 
1, 3 1,1 15
 ⟶ 
1, 3 1,1 15
5
 .(25,5-25) +1,1015= 0,010818 centipoise 
Agora vamos calcular o erro para o álcool: 
 E%= 
| |
 
 
 
 E% = 
 , 1 818 , 1 7
 , 1 818
 ⟶ E% = 1,090% 
 
Dando continuidade agora vamos para a acetona: 
 
2 25
25,5 25
 = 
 ,295 ,316
 ,316
 ⟶ 
 ,295 ,316
5
 .(25,5-25) +0,316= 0,003139 
 E%= 
| |
 
 
 
 E% = 
 , 3139 , 34
 , 3139
 ⟶ E% = 8,31% 
 
CONCLUSÃO 
 
Analisando o presente experimento, podemos observar que a viscosidade pode sofrer algumas 
variações que podem depender da naturalidade do líquido e também de fatores como a 
temperatura em que se encontram. Observando também a margem de erro do experimento 
notamos que foram erros pequenos, mais que poderiam ser melhores. Temos alguns 
“possíveis motivos” para essas pequenas margens onde um dos que podemos citar trata-se do 
tempo cronometrado, pois nem sempre todos que estão presentes no laboratório conseguem 
iniciar ou parar o tempo do cronômetro de forma unificada sendo assim para o experimento 
utilizamos a média dos valores obtidos por todos. Lembrando que obtivemos esses resultados 
através do viscosímetro de Ostwald. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
Alunos Online, Difusão e efusão dos gases. Disponível em: 
<https://alunosonline.uol.com.br/quimica/difusao-efusao-dos-gases.html>, acesso em 
03/09/2019. 
Wikipédia, Lei de Graham. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Graham>, 
acesso em 06/09/2019. 
 
 
 
https://alunosonline.uol.com.br/quimica/difusao-efusao-dos-gases.html
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Graham