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VISCOSIDAD...

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LABORATORIO DE FISICOQUIMICA

PRACTICA N°9 VISCOSIDAD

INTEGRANTES: MARIA CATALINA OCAMPO ANA CRISTINA VELÁSQUEZ

EQUIPO # 2 GRUPO QSQ-407

FACULTAD DE CIENCIAS FARMACÉUTICAS Y ALIMENTARIAS QUIMICA FARMACEUTICA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA 2017

VISCOSIDAD Los líquidos a diferencia de los sólidos tienen la capacidad de poder fluir, es decir, si se pone en movimiento a un líquido, éste al moverse trata de permanecer todo junto, y es precisamente atribuido su virtud de ser viscosos. La Viscosidad es la resistencia que tienen las moléculas que conforman un líquido para separarse unas de otras, es decir, es la oposición de un fluido a deformarse y esta oposición es debida a las fuerzas de adherencia que tienen unas moléculas de un líquido o fluido con respecto a las otras moléculas del mismo líquido. Es importante resaltar que la viscosidad es una característica que está presente en los líquidos que se encuentran en movimiento, no se puede ver reflejada en un líquido que se encuentre estático debido a que si el líquido permanece fijo las moléculas que lo componen no tendrán la necesidad de interactuar entre sí para tratar de permanecer unidas. Cuan se muestra la viscosidad en un fluido el mismo está intentando oposición a su movimiento, que es dado ante la aplicación de una fuerza. Mientras más grandes sean las moléculas de un líquido mayor resistencia pondrán a su desplazamiento, por lo tanto en este caso se dice que estos fluidos son más viscosos debido a que el desplazamiento que pueden presentar sus moléculas se da de una manera más lenta (la razón es que las fuerzas intermoleculares que están presente en este líquido son más fuertes), en caso el contrario, cuando las moléculas que lo conforman son más pequeñas tendrán menor fuerza de oposición por lo que su movimiento será más rápido (presentan fuerzas intermoleculares débiles). El hecho de que un fluido sea más viscoso que otro quiere decir que tiene mayor oposición a su deformación, sin embargo, con la sola acción de aplicarle energía calórica (aumento de temperatura) a un fluido, ocasiona que disminuya su viscosidad, lo que provoca este pueda moverse de una manera mucho más rápida. A parte de los líquidos los gases también poseen la característica de la viscosidad debido a que estos también son fluidos o se pueden poner en movimiento, sin embargo, en este caso sus efectos suelen ser despreciables en vista que son tomados en cuenta como fluidos ideales.

DATOS Datos experimentales para el método de Oswald Liquido Agua Etanol Isopropanol

Tiempo 24.73 37.9 61.2

24.85 36.84 61.8

24.64 37.80 61.8

Tiempo promedio 24.74 37.51 61.6

Datos experimentales para el método de Höppler Liquido Agua Etanol Isopropanol

Tiempo (segundos) 59 60 92.4

58 60.1 91.2

59 60 92.4

Tiempo promedio 58.66 60.03 92

Datos teóricos Viscosidad del agua (g/cm*s)(Cp) 0.8949

Viscosidad del isoprapanol(g/cm*s)(Cp) 2.038

Viscosidad del etanol (g/cm*s)(Cp) 1.074

Datos experimentales de las densidades para cada líquido y la esfera utilizada Masa del picnómetro vacío 12.8855 Densidad de la esfera g/cm3 2.222

Masa del picnómetro con agua 18.2560-12.8855 = 5.3705 g Densidad agua g/cm3 1.0741 Experimental

Masa del picnómetro con isopropanol 17.1135 – 12.8855 =4.228 g Densidad isopropanol g/cm3 0.8456 Experimental

Masa del picnómetro con etanol 17.1241 – 12.8855=4.2386 g Densidad del etanol g/cm3 0.8477 Experimental

MODELO DE CALCULO Determinación de viscosidad por el método de Oswald ƞ 1 ρ 1∗T 1 = ƞ 2 ρ 2∗T 2 Donde: Ƞ =Viscosidad dinámica en poises ρ= Densidad absoluta del liquido T= Tiempo de flujo en segundos La determinación de densidad relativa para los líquidos problema por el método de Ostwald, se usó la viscosidad dinámica del agua como η2 en la ecuación anterior, y se determinó para el líquido etanol: Ƞ1= (0.8494) *

0.8477∗60.03 1.0741∗24.74

= 1.626 g/cm*s De etanol

Para el isopropanol Ƞ1= (0.8494) *

0.8456∗61.6 1.0741∗24.74

= 1.665 g/cm*s De isopropanol

Calculo de la viscosidad de los líquidos problema por el método de Höppler. Primero debemos calcular K de ecuación 2. Siendo K una constante de la esfera, haciendo uso de los datos de viscosidad teórica del agua Para el etanol Ƞ = t ( ρb – ρf) K     K=

η = Viscosidad dinámica en centipoices (cP) t = tiempo que demora la bola de una marca a otra (s) ρb = densidad de la bola (g/ml) ρf = densidad del líquido a investigar (g/ml)K = constante de la bola en cm2*s2 0.8494 58.66∗( 2.222−1.0741)

= 0.0125 s2*cm2

Ƞ =60.03 (2.2 - 0.8477) * 0.0125 =1.014 g* cm-1 * s-1

Para el isopropanol

K=

0.8494 58.66∗( 2.222−1.0741)

= 0.0125 s2*cm2

Ƞ =92 (2.2 - 0.8456) * 0.0125 =1.557 g* cm-1 * s-1 Porcentaje de error Viscosidad del etanol Método de Ostwald % Error :

1,074 −1,626 × 100:50,21 % 1,074

Método de Hoopler: % Error :

1,074−1, 014 × 100:5,6 % 1,074

Viscosidad del isopropanol Método de Ostwald % Error :

2,038 −1,665 ×100 :18,30 % 2,038

Método de Hoopler: % Error :

2,038 −1,557 ×100 :23,6 % 2,038

ANALISIS DE RESULTADOS En la práctica de laboratorio de fisicoquímica de la viscosidad de los líquidos se obtuvo como resultado la viscosidad del etanol e isopropanol, empleando dos métodos diferentes para calcular la viscosidad, uno de esos métodos es el de Ostwald donde permitió un cálculo rápido (aunque no de máxima precisión) de la viscosidad relativa de un líquido midiendo los tiempos que un mismo volumen de dos líquidos tarda en pasar entre las marca M1 y M2, por otro lado el método de Hoppler, las determinaciones con este viscosímetro, se basan en la medida del tiempo que tarda una bola en recorrer el espacio entre dos marcas extremas señaladas en el viscosímetro. Como resultado final se obtuvo por el método de Ostwald la viscosidad para el etanol de 1,626 cp con un procentaje de error del 50,21%, para el isopropanol una viscosidd de 1,665 cp con un porcentaje de error del 18,30%. Por otro lado, con el método de Hoppler, se determinó la viscosidad del etanol de 1,074 cp con un porcentaje de error de 5,6 %, este valor fue muy favorable en

comparación con el método de Ostwald donde se obtuvo un porcentaje mayor a este. Para el isopropanol por Hoppler se obtuvo una viscosidad de 1,557 cp con un porcentaje de error del 23,6%, siendo mejor método para este líquido es el Ostwald puesto que se obtuvo un porcentaje de error menor. Todos estos errores se les puede atribuir a errores personales en cuanto a la toma de tiempo, puesto que para encender el cronometro se perdían algunos segundos. También puede ser a los equipos utilizados y los solventes, puesto que no estaban calibrados correctamente.

PREGUNTAS 1. Como se define un fluido newtoniano y un fluido no newtoniano. Un fluido newtoniano son aquellos fluidos donde el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformación se denominan fluidos Newtonianos. Algunos ejemplos de fluidos prácticamente newtonianos son el agua, el aire, la gasolina y el petróleo. Los fluidos No Newtonianos son aquellos en que el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la deformación. Algunos ejemplos de fluidos con comportamientos marcadamente No Newtonianos son la crema dental, la grasa y el lavaplatos en gel. En estos ejemplos existe un esfuerzo de cedencia por debajo del cual se comportan como un sólido. En los fluidos Newtonianos este esfuerzo de cedencia es cero. 2. Cuál es la expresión matemático de la ley de newton sobre la viscosidad para un fluido newtoniano. Explicar cada termino.

Donde μ es la viscosidad. El signo menos de la ecuación se debe a que el gradiente de velocidad es siempre negativo si la dirección de F, y por tanto de τ se considera positivo. El término (-dv/dy) se denomina velocidad de cizalla o de cizallamiento y se expresa generalmente con el símbolo γ.

3. Explicar como la temperatura, el peso molecular y la estructura afectan la viscosidad de un líquido. Al aumentar la temperatura se disminuye su viscosidad mediante el incremento de la velocidad de las moléculas y, por ende, tanto la disminución de sus fuerzas de cohesión como también la disminución de la resistencia molecular interna al desplazamiento. El peso molecular, y la estructura molecular Los líquidos que tienen moléculas grandes y de formas irregulares son generalmente más viscosos que los que tienen moléculas pequeñas y simétricas. La viscosidad depende de las fuerzas de cohesión y la rapidez de la transferencia de cantidad de movimiento entre moléculas.

4.

Consultar una ecuación que exprese la variación de la viscosidad con la temperatura en un líquido. Cuál es el significado de cada termino....