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FISICO-QUIMICA EXPERIMENTAL, TEM COMO OBJETIVO FALAR SOBRE O EXPERIMENTO REALIZADO DENTRO DO LABORATORIO
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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diferenças de velocidades entre as camadas adjacentes no interior do líquido. Assim, em um líquido escoando através de um tubo de seção circular, as suas camadas se movem com velocidades que aumentam da periferia para o centro. Essa forma de escoamento é conhecida como escoamento laminar. Figura 1 : Fluxo laminar de um fluido entre duas placas. Portanto, quando as placas forem movimentadas em sentidos opostos com uma diferença de velocidade δv, deve ser aplicada uma força F na direção x para contrabalançar a força de cisalhamento do fluido. Essa definição de viscosidade, conforme a eq. 1, é a viscosidade dinâmica, μ, e é expressa em poise, P, que equivale a pascal por segundo, Pa s-1. Assim, cP, centipoise, equivale a um centésimo de poise. Já a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade do fluido é conhecida como viscosidade cinemática: V = μ ρ expressa em St (Stokes) que equivale a cm².s-^1. (Eq. 3) Muitos fluidos como a água, ou a maioria dos gases, satisfazem aos critérios de Newton e por isso são conhecidos como fluidos newtonianos. Se a viscosidade é constante, e independente da tensão de cisalhamento, τ, exibindo um comportamento de fluxo ideal, o fluido é dito newtoniano. Já os fluidos não newtonianos têm um comportamento mais complexo e não linear. Água, óleos minerais, soluções salinas, soluções de açúcares, gasolina, etc., são exemplos de fluidos newtonianos. Como fluidos não newtonianos tem-se o asfalto, a maioria das tintas, soluções de amido, sacarose, etc. Fluidos com composições variadas, como mel, podem ter uma grande variedade de viscosidades, uma vez que a viscosidade dinâmica depende da natureza do fluido, da temperatura e da pressão.
Calcular a viscosidade do álcool etílico e acetona usando a água destilada como substância de referência pelo método de viscosímetro de Ostwald.
Logo após a realização do experimento, coletou-se os seguintes dados, conforme a Tabela 1 representa logo abaixo. Tempo de Escoamento (s) Substâncias 1 2 3 Média Água Destilada 3,31min. = 1,98,6s 3,33min.= 199,8s 3,34min. = 200,4s 3,33s Álcool PA 5,57min.= 334,2s 6,1min.= 366s 6,1min.= 366s 355,2s Acetona PA Tabela 1: Dados experimentais. Em seguida, foi realizado uma coleta de dados bibliográficos, conforme a Tabela 2, de suas respectivas massas especificas das substâncias analisadas com relação a temperatura do ambiente (30°C). Substâncias Massa Específica (g/cm³) Água Destilada 0, Álcool PA 0, Tabela 2: Dados Bibliográficos. Deu início a realização dos cálculos de suas respectivas viscosidades. Para a viscosidade da água destilada (referência), usaremos a seguinte equação: Onde: n H 2 O = 5, (43,25+𝑡) 42 1, poise (Eq. 4) t = Temperatura do ambiente no ato do experimento; Temos: η H 2 O = 5, (43,25+30) 42 1, η H 2 O = 7, 9713 x 10 - poise
η 1 = 0,01122 poise η 1 = 3,0327 x 10- 3 poise ηr = 1, Para calcular a viscosidade dinâmica, usaremos a seguinte equação: Onde: η 1 = η H 2 O. ρ₁. t₁ ρ₂. t₂ poise (Eq. 5) 𝜌 = Massa específica de cada substância; t = Tempo de escoamento das respectivas substâncias; η^ H 2 O^ =^ viscosidade^ referência. Para a viscosidade dinâmica do álcool, temos: η 1 = 7,9713 x 10 -3. 0,7891 g/cm³. 355,5 s 0,9973g/cm³. 199,8 s Para a viscosidade dinâmica da acetona, temos: η 1 = 7,9713 x 10
Ao longo do experimento, foram realizados três ensaios para cada um dos compostos (Água, Álcool etílico e Acetona) para a determinação da viscosidade absoluta utilizando o viscosímetro de Ostwald. As condições de fluxo devem ter um valor de número de Reynolds suficientemente pequeno para que haja um fluxo laminar. A densidade também faz parte da equação de determinação da viscosidade dos fluidos, por isso foram realizadas duas tentativas para cada um dos reagentes do experimento. A determinação da vazão através de um capilar rígido é a base de um importante método para a medição da viscosidade. Neste método, é determinado o tempo de escoamento de um volume conhecido de líquido através de um capilar sob a influência da gravidade. A viscosidade de um líquido também depende do tamanho, inclinação e natureza química das moléculas que o compõem. Todos os parâmetros do viscosímetro podem ser determinados através da medição cuidadosa da dimensão do viscosímetro. É bom enfatizar para medições de viscosidade satisfatórias são de grande importância a limpeza do viscosímetro e um controle preciso da temperatura. A contaminação pode ocorrer se o aparelho não for limpo e isso pode afetar muito os valores da viscosidade da amostra líquida.
Apostila de aulas práticas. Físico Química Experimental – Universidade Estadual da Paraíba, 2002. P. Atkins, J. de Paula, Atkins’ Physical Chemistry, 10th Edition, Oxford University Press, United Kingdom, 2014.
