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Universidad de Guadalajara Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías Laboratorio de Mecánica de Fluidos Edwin Uriel Vicente Hernández

2019B 213624925 22/08/19

Viscosímetros de Ostwald Los viscosímetros de Ostwald son los más antiguos de todos, pero siguen siendo un aparato perfecto para medir la viscosidad de la mayoría de fluidos. En esta página te traemos toda la información relacionada con este instrumento, así como los mejores modelos disponibles en la actualidad, para que puedas realizar tus propios estudios con material de calidad.

Método del Viscosímetro de Ostwald El Viscosímetro de Ostwald es un aparato de laboratorio conformado por un tubo de vidrio de vidrio en forma de U modificado para calcular la viscosidad. Este tipo de viscosímetros permite medir la viscosidad de líquidos transparentes y opacos, aunque no con máxima precisión. Sin embargo, son lo suficientemente buenos para estudios que no requieran altos niveles de perfección, como para prácticas en laboratorios escolares o estudios sencillos de pinturas y otros productos.

Partes de un Viscosímetro de Ostwald

Esquema de un viscosímetro de Ostwald. Las partes de las que se componen los viscosímetros de Ostwald son: el tubo principal (el de la derecha en la imagen), por el que se introduce el líquido; el bulbo principal, con las marcas de nivel A y B, donde se controla el descenso de la muestra; la zona capilar, justo debajo del bulbo principal; y el bulbo secundario, que permite almacenar el líquido sin necesitar un tubo demasiado largo. -Cómo Funciona un Viscosímetro de Ostwald En este viscosímetro se utilizan distintas cavidades como marcas para cronometrar el tiempo que tarda en caer el fluido desde una marca hasta la otra. Dependiendo la duración de este lapso, la viscosidad del mismo será mayor o menor, siendo proporcional al tiempo empleado.

Debido a esto, las medidas con este tipo de viscosímetros deben realizarse junto con un cronómetro y un termómetro, el cual permitirá medir la temperatura de la muestra, ya que esta influye en su viscosidad, y deberá tenerse en cuenta a la hora de calcularla. Tras haber medido el tiempo en pasar de una marca a la otra y la temperatura a la que se encuentra, para obtener la viscosidad del fluido será necesario utilizar una variación de la fórmula de la Ley de Poiseuille explicada más adelante. -Fundamento Teórico e Historia

Wilhelm Ostwald es el creador de este tipo de viscosimetros. Ideado por Wilhem Ostwald (1853-1932), este instrumento hace uso de la gravedad, una forma bastante sencilla de medir la viscosidad sin hacer uso de tecnología excesivamente sofisticada, lo que reduce su precio. El principio físico y químico detrás de su funcionamiento es el rozamiento provocado por las fuerzas intermoleculares del fluido contra las paredes del propio tubo. Cuanto más fuertes sean estas fuerzas, mayor será la resistencia que tendrá este a descender por el reducido espacio, aumentando así el tiempo que tarda en alcanzar la marca inferior. La temperatura del fluido debe controlarse durante este proceso debido a que la viscosidad depende en gran medida de la temperatura a la que se encuentre, como demostró Svante August Arrhenius y, anteriormente, el español J. de Guzmán Carrancio en 1913. -Cómo Introducir el Líquido Hasta la Medida Deseada

La mejor forma de hacer subir el líquido por el lado del viscosímetro con las marcas es mediante el uso de un aspirador de pipetas (también llamado pera). De esta forma, se evitan problemas de seguridad por aspiración de gases tóxicos producidos por el fluido. Sin embargo, para realizar las medidas se ha de retirar, ya que se deben efectuar con los extremos libres Por ello, la mejor forma de proceder es haciendo subir la muestra por el lado con las señales hasta superar la más alta, quitar el aspirador y poner el dedo en su lugar rápidamente, lo que hará que deje de descender. De esta forma, se puede regular el nivel hasta que se sitúe exactamente en la marca superior. -Control de la Temperatura Se puede controlar la temperatura a la que se encuentran tanto el viscosímetro como el fluido mediante un baño termostático, es decir, introduciendo el viscosímetro en un líquido a la temperatura a la que se desee operar. Este líquido deberá ser transparente para que se puedan tomar medidas fácilmente. Si, por algún motivo, no se quisiera hacer uso de baños termostáticos se pueden tomar medidas de la temperatura de la muestra justo antes y justo después de realizar cada medida, y calcular la media de ambas en el caso de que haya una variación perceptible. El mejor instrumento para este tipo de mediciones (en las que el líquido se encuentra dentro del tubo) sería con un termómetro electrónico o muy estrecho. El termómetro electrónico garantizaría una mayor precisión, ya que realiza las medidas más rápidamente, reduciendo así su error. -Cuidados Básicos de este Instrumento de Laboratorio En principio, al ser un aparato en el cual la pureza de la muestra es bastante importante, el principal proceso de mantenimiento es la correcta limpieza del mismo. Para ello, el viscosímetro debe limpiarse con jabón neutro y agua y frotarse con una escobilla para material de laboratorio justo después de ser utilizado. En lugar de jabón neutro y agua también pueden utilizarse distintos detergentes especializados, que permitirán eliminar las impurezas en mayor medida, como Alconox, LiquiNox, Solujet, Citranox o Citrajet. Si no se limpiase inmediatamente, se debería dejar al menos en un espacio del laboratorio destinado a material sucio conteniendo agua y jabón neutro, para más tarde ser limpiado correctamente. Asimismo, es recomendable guardar los viscosímetros de Ostwald en lugares donde estén protegidos de golpes o productos químicos que puedan deteriorarlos

o ensuciarlos. Lo mejor para esto es que se encuentren en una caja donde estén envueltos en algún tipo de paño que prevenga que un golpe a la maleta haga chocar unos con otros.

Viscosimetro de Fenske El viscosímetro de Cannon-Fenske (figura 1) consta de una ampolla de vidrio cuyo volumen V está limitado por dos señales marcadas en el vidrio. Este depósito está conectado por su parte inferior a un tubo, en parte capilar, que termina en otra ampolla situada en un nivel inferior que la primera, tomando el conjunto forma de U. (los viscosímetros utilizados tienen, además, otra ampolla de vidrio encima de la de volumen V para evitar que se salga el líquido durante la operación de carga). El viscosímetro de Cannon - Fenske está basado en el mismo principio que el viscosímetro de Ubbelohde. Se aplica únicamente a líquidos transparentes.

-Copa Ford El viscosímetro de copa Ford se usa para determinar de forma rápida y sencilla la viscosidad en líquidos. Por favor, tenga en cuenta que es sólo aplicable a líquidos

poco viscosos. Las pastas densas y otras sustancias de alta viscosidad no son aptas para medirlas con una copa de viscosidad. La estructura del viscosímetro de copa Ford está regularizada por la norma DIN, y por tanto es siempre igual. Se compone de un cuerpo hueco de forma cilíndrica que suele desembocar en una boquilla intercambiable. Las aperturas de las boquillas están regularizadas, al igual que la copa, por la normativa DIN. La medición se realiza de la siguiente manera: Primero se mantiene cerrada la boquilla y se rellena la copa con la sustancia a medir. Recuerde que es necesario llenar la copa hasta arriba. Un canal rebosadero impide que se falsifique la medición por líquido que pueda escurrirse. A continuación, pase por encima de la copa con la placa de cristal para retirar el material sobrante. Ahora podrá abrir la boquilla. Debido a la depresión generada el material permanece en la copa. Si ahora retira la placa de cristal horizontalmente debe activar el cronómetro. Cuando el flujo se interrumpa por primera vez deberá parar el cronómetro. Cuando use un viscosímetro de copa tenga presente que, según el medio utilizado, deberá limpiar la copa a fondo. De lo contrario, pueden quedar residuos en la copa que pudieran falsificar mediciones futuras. También falsifican la medición los arañazos, pues ese material retirado cambia el volumen de la copa, por lo que ya no cumple con la normativa DIN.

Densímetro Densímetro. Un densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical. El

término utilizado en inglés es “hydrometer”; sin embargo, en español, un hidrómetro es un instrumento muy diferente que sirve para medir el caudal, la velocidad o la fuerza de un líquido en movimiento. La forma más conocida de densímetro es la que se usa para medir la densidad de leche, llamado lactómetro, que sirve para conocer la calidad de la leche. La densidad específica de la leche de vaca varía de 1,027 hasta 1,035. Como la leche contiene otras sustancias, aparte de agua (87%), también se puede saber la densidad específica de albúmina, azúcar, sal, y otras sustancias más ligeras que el agua. Para comprobar el estado de carga de una batería se utiliza variedad de densímetro. Está constituido por una probeta de cristal, con una prolongación abierta, para introducir por ella el líquido a medir, el cual se absorbe por el vacío y el asado interno que crea una manzana de goma situada en la parte superior de la probeta. En el interior de la misma va situada una ampolla de vidrio, cerrada y llena de aire, equilibrada con un peso a base de perdigones de plomo. La ampolla va graduada en unidades densimétricas, de 1 a 1,30.    

Lactómetro - Para medir la densidad específica y calidad de la leche. Sacarómetro - Para medir la cantidad de azúcar de una melaza. Salímetro - Para medir la densidad específica de las sales. Areómetro Baumé - Para medir concentraciones de disoluciones.

La escala Baumé se basa en considerar el valor de 10ºBé al agua destilada. Existen fórmulas de conversión de ºBé en densidades:  

Para líquidos más densos que el agua: d = 146'3/(136'3+n) Para líquidos menos densos que el agua: d = 146'3/(136'3-n)

Picnómetro El Picnómetro es un instrumento de medición muy usado en el laboratorio de Química. Es un pequeño envase de vidrio que tiene una tapa biselada en el cual se encuentra un capilar. El Picnómetro se le utiliza para medir las densidades de los líquidos y de sólidos.

Picnómetro o botella de gravedad específica, aparato que se utiliza para determinar las densidades de distintas sustancias. También se conoce como frasco de densidades. Consiste en un pequeño frasco de vidrio de cuello estrecho, cerrado con un tapón esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo capilar con graduaciones de tal manera que un volumen puede obtenerse con gran precisión. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua o el mercurio....