LABORATORIO DE FISICOQUIMICA QU-426 B

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA QU-426 B

INDICE

I. OBJETIVOS

II. FUNDAMENTO TERICOIII. OBSERVACIONES

IV. DATOS

1. Datos experimentales2. Datos bibliogrficos

3. TRATAMIENTO DE DATOS

V. DISCUSIN DE LOS RESULTADOSVI. CONCLUSIONES

VII. RECOMENDACIONESVIII. BIBLIOGRAFA

INFORME N5VISCOCIDAD DE LQUIDOS

I. OBJETIVOS:

Aprender el funcionamiento del viscosmetro de Ostwald y adquirir la habilidad necesaria para poder manipularlo y obtener mejores resultados. Observar y analizar como afecta la variacin de la temperatura n la viscosidad de los diversos lquidos empleados en el laboratorio ( agua y etanol) II. FUNDAMENTO TERICO:VISCOCIDADLa viscosidad es la propiedad ms importante de los fluidos, y por tanto esta requiere la mayor consideracin en el estudio del flujo de fluidos. Esta es la resistencia que ejercen los fluidos al ser deformado cuando este se aplica un mnimo de esfuerzo cortante. La viscosidad de un fluido depende de su temperatura. Es por eso que en los lquidos a mayor temperatura la viscosidad disminuye mientras que en los gases sucede todo lo contrario lo contrario. Existen diferentes formas de expresar la viscosidad de un fluido, pero las ms importantes son las siguientes: viscosidad absoluta o dinmica, cinemtica, Saybol, Redwoor.Los lquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentes de fluidos. Los primeros tienen un volumen constante que no puede alterarse apreciablemente si son sometidos a compresin, por ende se dice que son fluidos incompresibles. Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan el del recipiente que los contiene; son fluidos compresibles porque, a diferencia de los lquidos, s pueden ser comprimidos.La viscosidad es aquella propiedad de un fluido por virtud de la cual ofrece resistencia al corte. Esta se puede clasificar en newtonianos, donde hay una relacin lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformacin resultante, y en no newtonianos, donde tal relacin lineal no existe. La Ley de la viscosidad de Newton afirma que dada una rapidez de deformacin angular en el fluido, el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la viscosidad. La resistencia de un fluido al corte depende de su cohesin y de su rapidez de la transferencia de la cantidad del movimiento molecular. Un liquido, cuyas molculas dejan espacios entre ellas mucho mas cerradas que las de un gas, tienen fuerzas cohesivas mucho mayor que un gas. La cohesin parece ser la causa predominante de la viscosidad en un liquido; y ya que la cohesin decrece con la temperatura, la viscosidad decrece tambin.(1)VISCOSIDAD DE LOS LIQUIDOS:Los lquidos presentan mucha mayor tendencia al flujo que los gases y, en consecuencia, tienen coeficientes de viscosidad mucho mas altos. Los coeficientes de viscosidad de los gases aumentan con la temperatura, en tanto que los de la mayora de lquidos, disminuyen. Asimismo se ha visto que los coeficientes de viscosidad de gases a presiones moderadas son esencialmente independientes de la presin, pero en el caso de los lquidos el aumento en la presin produce un incremento de viscosidad. Estas diferencias en el comportamiento de gases y lquidos provienen de que en los lquidos el factor dominante para determinar la viscosidad en la interaccin molecular y no la transferencia de impulso.La mayora de los mtodos empleados para la medicin de la viscosidad de los lquidos se basa en las ecuaciones de Poiseuille o de Stokes. La ecuacin de Poiseuille para el coeficiente de viscosidad de lquidos es:

donde V es el volumen del liquido de viscosidad que fluye en el tiempo t a traves de un tubo capilar de radio r y la longitud L bajo una presin de P dinas por centmetro cuadrado. Se mide el tiempo de flujo de los lquidos, y puesto que las presiones son proporcionales a las densidades de los lquidos, se puede escribir como:

Las cantidades t1 y t2 se miden mas adecuadamente con un viscosmetro de Ostwald. Una cantidad definida de liquido se introduce en el viscosmetro sumergido en un termostato y luego se hace pasar por succin al bulbo B hasta que el nivel del liquido este sobre una marca a. Se deja escurrir el liquido el tiempo necesario para que su nivel descienda hasta una marca b y se mide con un cronometro. El viscosmetro se limpia, luego se aade el liquido de referencia y se repite la operacin. Con este procedimiento se obtienen t1 y t2 y la viscosidad del liquido se calcula con la ecuacin anterior.

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA:El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de u liquido es notablemente diferente del efecto sobre un gas; mientras en este ultimo caso el coeficiente aumenta con la temperatura, las viscosidades de los lquidos disminuyen invariablemente de manera marcada al elevarse la temperatura. Se han propuesto numerosas ecuaciones que relacionan viscosidad y temperatura como por ejemplo:

donde A y B son constantes para el liquido dado; se deduce que el diagrama de log() frente a 1/T seta una lnea recta. Se pens en otro tiempo que la variacin de la fluidez con la temperatura resultara mas fundamental que la del coeficiente de viscosidad; pero el uso de una expresin exponencial hace que la opcin carezca de importancia.(2)

VISCOSMETRO DE OSTWALDConsta un tubo capilar unido por su parte inferior a un tubo ms ancho curvado en forma de U, y por la parte superior a una ampolla o ensanchamiento limitada por dos seales que encierran un volumen V en A.

El funcionamiento del viscosmetro de Ostwald se basa en la ley de Poiseuille.Midiendo el tiempo t que emplea el agua destilada (densidad r y viscosidad h conocidas) en desalojar el volumen V en A entre las marcas E, y el que emplea el mismo volumen del lquido problema (viscosidad h' y densidad r') se puede determinar su viscosidad sin ms que medir el tiempo que cada uno emplea en desalojar el volumen V fijo del viscosmetro. (3)

III. OBSERVACIONES:

El funcionamiento del viscosmetro consiste en agregar cierta cantidad volumen del lquido, el cual se arrastra por succin con la bombilla hasta encima de la marca superior, luego se permite la salida del lquido y se midi el tiempo transcurrido para que el lquido descienda hasta la marca inferior. Para lograr una mayor precisin al momento de obtener los datos se hace la medicin 2 veces; los cuales no deben ser muy distantes con lo cual se comprobara que el dato promedio obtenido es menos propenso aun gran error. En el viscosmetro se puede apreciar; que al incrementar de la temperatura, el tiempo promedio que demora el lquido pasar de la marca A hacia la marca B va disminuyendo.

IV. DATOS: Datos experimentales:

Para el destilada:Temperatura (C)Tiempo promedio (seg.)

1931.82

2526.98

3024.72

3523.11

4021.41

Temperatura (C)Tiempo (seg.)

1943.33

2541.90

3038.53

3536.66

Para el Etanol (98):

V. TRATAMIENTO DE DATOS:CALCULO DE LA VISCOSIDAD PARA EL AGUA DESTILADA:De la ley de Hagen-Poiseuille:

De los clculos para el agua a 19C:= 1.028 poisesRemplazando en las ecuaciones y hallando para las diferentes temperatura:

Temperatura (C) (H2O) (teorico) (H2O)(experimental)

191.0341.028

250.8950.870

300.8000.796

350.7220.743

400.6560.687

Para hallar el radio del viscosmetro tomamos como t5eorico para el agua y remplazamos los datos para la temperatura de 19C en las ecuaciones: De donde obtenemos que el radio(r) :

PARA EL ALCOHOL A 98 :Hallamos las viscosidades para el alcohol a 98 :

Temperatura (C) (ALCOHOL) (teorico) (ALCOHOL)(experimental)

191.1061.1133

251.0961.0696

301.0030.9772

350.9140.9257

VI. DISCUSION DE RESULTADOS:

La medicin del tiempo deber realizarse por una sola persona, este a su vez deba detener el cronmetro justo cuando el lquido comenzaba ya a acercarse a la marca limite, porque la velocidad de descenso se aceleraba justo en ese punto, as tomar el tiempo resultaba ms preciso o con menos error, ayudando a la exactitud de los clculos. Cada viscosmetro se diferencia en el dimetro del capilar; por tal motivo los datos obtenidos difieren de los hallados con otros capilares; lo que llevo a la medicin de tiempos diferentes. Estos datos se incluyeron en los clculos de las viscosidades versus las concentraciones a temperaturas constantes y nos lleva a resultados que pueden diferir de los dems.

VII. CONLUSIONES: Para conocer la viscosidad de una sustancia desconocida solo basta saber su densidad y tomar una sustancia como muestra patrn. Luego, usando el viscosmetro de Ostwald, comparamos tiempos de deslizamiento de la sustancia. La viscosidad vara de manera inversa con la temperatura. Esto es debido a que cuando la temperatura aumenta se rompen las fuerzas internas de friccin debido a la agitacin molecular provocada.

En la realizacin de este experimento pudimos reconocer la relacin que hay entre cada liquido de acuerdo a sus propiedades, es decir cada liquido responde de diferente manera en cuanto a su viscosidad. Adems de esto pudimos ver que cuando se aumenta la temperatura a un lquido este tiende a fluir de una manera ms rpida.

VIII. RECOMENDACIONES:

. Agitar el agua del bao termostatizado para homogenizar la temperatura en todo el liquido; as obtener una mayor precisin en la temperatura del liquido dentro del viscosmetro. Usar la bombilla para llevar el nivel del liquido a un nivel mayor que la marca superior(A) ; lo cual permitir tener el tiempo adecuado para empezar las mediciones y estas resultes ms precisas. Realizar varias mediciones de tiempo para obtener un promedio de estos; as se lograra un dato mas exacto lo que se reflejara al momento de realizar los clculos pertinentes.

IX. BIBLIOGRAFIA:

Perry, J. H. Manual del Ingeniero Qumico. 7 edicin, UTHEA. Mxico, 1999. http://www.monografias.com/trabajos69/medida-viscosidad-liquido http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/Valderrama http://www.ugr.es/museojtg/instrumento44/ficha_fundamentos2.htm

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