LB de QMC 206 - Ostwald

LABORATIRIO DE QMC - 206

Práctica 1 DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD DE LÍQUIDOS I.- Introdcci!n T"!rica A nivel molecular los líui!os "oseen cier#o $ra!o !e es#ruc#ura u or!en% Es#a "ala&ra #iene un si$ni' si$ni'ica ica!o !o !i'ere !i'eren#e n#e en líui líui!os !os ue en s(li!o s(li!os% s% En los líui líui!os !os)) las mol*cul mol*culas as se es#+n es#+n movien!o cons#an#emen#e !e un "un#o a o#ro "or lo #an#o) se ,a&la en ellos !e un or!en !e cor#o alcance% n 'lui!o "ue!e !i'erenciarse !e un s(li!o "or su com"or#amien#o cuan!o se some#e a un es'uer.o o 'uer.a a"lica!a% n s(li!o el+s#ico se !e'orma en una ma$ni#u! "ro"orcional al es'uer.o a"lica!o% /in em&ar$o) cuan!o un 'lui!o se some#e a un es'uer.o a"lica!o con#ina !e'orm+n!ose) es !ecir) 'lue a una veloci!a! ue aumen#a con el es'uer.o crecien#e% n 'lui!o 'lui!o e,i&e resis#encia resis#encia a ese es'uer.o% es'uer.o% La viscosid viscosidad ad es la "ro"ie!a! !e un 'lui!o ue se o"onen al movimien#o rela#ivo !e ca"as a!acen#es en el 'lui!o% Es#as 'uer.as viscosas se !e&en a las 'uer.as !e a#racci(n ue eis#en en#re las mol*culas !el 'lui!o) !e 'orma ue mien#ras maores sean las 'uer.as in#ermoleculares) maor ser+ la viscosi!a!  menor la movili!a! !el líui!o% n 'lui!o 'lui!o es  Newtoniano  Newtoniano cuan!o la 'uer.a "or uni!a! !e +rea 3T4 en#re !os "lanos "aralelos !el líui!o en movimien#o rela#ivo es "ro"orcional al $ra!ien#e !e veloci!a! 3 d  µ  5 dx4  en#re los "lanos) es !ecir T 

 

=

n 3 d µ  5 dx 4

Don!e n 7 coe'icien#e !e viscosi!a!%

Es#o se cum"le "ara líui!os "uros  al$unas soluciones  !is"ersiones% 8ara o#ras soluciones  !is"er !is"ersio siones nes)) es"eci es"ecialm almen#e en#e si son concen# concen#ra! ra!as as 5o 5o las "ar#íc "ar#ícula ulass son asim*# asim*#ric ricas) as) se o&se o&serv rvan an !esv !esvia iaci cion ones es !e es#e es#e com"o com"or# r#am amie ien# n#o o  se !ice !ice !e ella ellass ue son son 'lui 'lui!os !os no  Newtonianos  Newtonianos%

1

LABORATIRIO DE QMC - 206

El vi!rio  los "olímeros 'un!i!os son mu viscosos "orue sus $ran!es mol*culas se enre!an% El a$ua es m+s viscosa ue el &enceno) "ues sus mol*culas se enla.an con m+s 'uer.a  !i'icul#an el 'lu9o% La viscosi!a! !isminue con el aumen#o !e la #em"era#ura) "ues las  "ar#ículas se mueven con maor ener$ía  "ue!en esca"ar con m+s 'acili!a! !e sus vecinas% El cam&io !e una mol*cula !e una "osici(n a o#ra im"lica la ru"#ura !e enlaces !e :an Der ;aals !*&iles% La "ro"orci(n !e mol*culas con ener$ía su'icien#e "ara moverse si$ue una !is#ri&uci(n !e Bol#.man% Eso su$iere ue la ca"aci!a! !el líui!o "ara 'luir !e&e com"or#arse se$n la si$uien#e relaci(n   fluidez 

∝ e

- ∆E

RT

∆E es la ener$ía ue !e&e su"erar  es similar a la ener$ía !e enlace in#ermolecular%
vis cos idad  ∝

e

∆E

RT

Los líui!os o&e!ecen es#a 'orma e"onencial en un in#ervalo limi#a!o !e #em"era#ura% Las uni!a!es !e viscosi!a! en el sis#ema c$s son $5cm% s) llama!as poise o centipoise 3c"4% En el sis#ema /I) la viscosi!a! se e"resa en 8a%s 3"ascales=se$ o ne>#on% s5m2 o ?$5m% s4%

II.- O#$"ti%o&. O#$"ti%o& '"n"ra("&. - De#erminar la viscosi!a! !e una mues#ra%

O#$"ti%o& E&)"c*+ico&% - De#erminar la viscosi!a! !e la mues#ra varian!o la com"osici(n - De#erminar la viscosi!a! !e la mues#ra varian!o la #em"era#ura

2

LABORATIRIO DE QMC - 206

III.- ,nda"nto& T"orico&.  Ecaci!n d" (a D"n&idad%  ρ 

m =

[ ]

 g 

=

V 

!: 7  r  ρ  381  824

cm

@

o

Q 7 : 7  r  ρ   8

 η L

 η L

8 7  ρ  $, = Vi&co&ida  ρ 

  ηli   a$ua η

F

 = # li

li

 ρ   a$ua =

# a$ua

 Ecaci!n d" (a Vi&co&idad

 .

η 

mues#ra

=

η  a$ua

3 ρ  = #4 mues#ra

3 ρ  = # 4 a$ua

IV.- D"&cri)ci!n d" (a Practica. Ma#erial o Eui"o%

Reac#ivo%

- :iscosíme#ro !e Os#>al!

- Tam"ico

- Cronome#ro

- Aru&a

- :aso !e 8reci"i#aci(n - 8i"e#a @

LABORATIRIO DE QMC - 206

V.- Proc"dii"nto E/)"ri"nta.

,i0.1 :iscosíme#ro !e Os#>al!

 D"t"rinar (a %i&co&idad d" (a "&tra %ariando (a co)o&ici!n - 8rimero "esamos el vaso "reci"i#a!o vacío "ara "o!er calcular el "eso !e los reac#ivos !e sier#o can#i!a! !e volumen) lue$o volvemos a "esar el vaso mas el volumen me!i!o "ara  "o!er calcular la !ensi!a! "ura !e los reac#ivos% - Me!imos la #em"era#ura normal !e la mues#ra !e Tam"ico% - Tra&a9amos con el viscosíme#ro !e Os#>al! con la mues#ra !e Tam"ico re$is#ramos el #iem"o !e 'lu9o 3#4 !e un volumen !a!o : 3en#re las marcas a  &4 a #rav*s !e un #u&o ca"ilar  ver#icalH Es#o sirve "ara "o!er !e#erminar la !ensi!a! !e la mues#ra u#ili.an!o el #iem"o% - Tenemos  vasos vacios "ara "esarlos  !e#erminar la viscosi!a! !e la mues#ra !e Tam"ico varian!o la com"osici(n es#iran!o con a$ua  AJA

ml

10

20

@0

G0

0

TAM8ICO ml

0

G0

@0

20

10

 D"t"rinar (a %i&co&idad d" (a "&tra %ariando (a t")"ratra

G

LABORATIRIO DE QMC - 206

- Kacemos el mismo "roce!imien#o ue la !e#erminaci(n !e la viscosi!a! !e mues#ra varian!o la sus#ancia "ero en es#e caso #ra&a9amos con sus#ancia "ura con Aru&a elevan!o la #em"era#ura !e la sus#ancia - 8esamos la sus#ancia calien#e "ara !e#erminar la !ensi!a! !es"u*s u#ili.amos el viscosíme#ro "ara !e#erminas la viscosi!a!

VI.- Ca(c(o&.  ρ 

 ρ 

=

m V 

[ ] =

 g  cm

@

7 )@$r560ml

 ρ   7 0)0 $r5ml

η 

η Tam"ico 7

Tam"ico

=

η  a$ua

3 ρ  = #4 Tam"ico

3 ρ  = # 4 a$ua

2

1)002 cm 5s = 0)0 $r5ml = )@Gs

0)6 $5ml =@)@0 s

η Tam"ico 70)112 cmN5s

VII.- R"&(tado&  aná(i&i& d" R"&(tado&.  D"t"rinar (a %i&co&idad d" (a "&tra %ariando (a co)o&ici!n d"( $0o d" Ta)ico : 7 G0 ml  ρ 

7 0)6@@ $r5ml

m 7 @)@ $r  T 7 1 C 

LABORATIRIO DE QMC - 206

# 7 )@ se$

Dato& T"!rico&.

Dato& T"!rico& d"( A0a Ti")o 2&3

T")"ratra 24C3

Vi&co&idad2c56&3

@)@0

1

1)002

N4

1

5

7

8

9

Ta)ico (

0

G0

@0

20

10

A0a (

10

20

@0

G0

0

Ma&a d" (a &&t. 0r

)@

)@

)@

)0

)@1

D"n&idad 0r 6 (

0)0

0)2

0)2

0)G

0)2

)@G

@)66

@)G6

2)

2)G1

0)112

0)00

0)00G

0)0062

0)001

Ti")o &"0 Vi&co&idad

     D      A      D      I      S      O      C      S      I      V

TIEMPO

6

LABORATIRIO DE QMC - 206

 D"t"rinar (a %i&co&idad d" (a "&tra %ariando (a t")"ratra d"( $0o d" Ar#a : 7 G0 ml  ρ 

m 7 @)012 $r 

7 0)@ $r5ml

T 7 1 C

# 7 )0G se$

N4

1

5

7

8

9

T")"ratra 4C

1

@0

@

G2

60

G)1

G2)

@)@

G)01

G)66

G0

G0)1

G0

@0)1

@)

0)@

1)102

0)G@

0)2

0)G1

)@

@)@

2)

2)G

2)2G

0)012G6

0)002

0)0060

0)00

0)00G

Ma&a d" (a &&t. 0r Vo("n ( D"n&idad 0r 6 ( Ti")o &"0 Vi&co&idad T"orica

     D      A      D      I      S      O      C      S      I      V

TIEMPO

 D"t"rinar (a %i&co&idad d" (a "&tra %ariando (a t")"ratra d"( A0a : 7 G0 ml  ρ 

m 7 @)0 $r 

7 0)6 $r5ml

T 7 1 C

# 7 @)@0 se$

N4

1

5

7

8 

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T")"ratra 4C Ma&a d" (a &&t. 0r

1

G@

G0

@

@)0

@%11

@%1

@%62

G0

G0

G0

@

0)6

0)2

0)2

0)@G

@)@0

2)12

@)2

2)61

0)001

0)00G@

0)006

0)00G

Vo("n ( D"n&idad 0r 6 ( Ti")o &"0 Vi&co&idad T"orica&

Vi&co&ida d" Ta#(a&

1:;;<5 ;:=5>9 ;:==1

;:<5<

     D      A      D      I      S      N      E      D

TIEMPO

     D      A      D      I      S      O      C      S      I      V

TIEMPO

VIII.- Conc(&ion"&.



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De#erminamos ue el Tam"ico es !e Maor Cali!a! ue la Aru&a "or la viscosi!a!) al #ra&a9ar  con el viscosíme#ro ,u&o errores ,umano cuo errores no nos 'avorece en los !a#os a  "or la !is#racci(n !e al$unos com"aPeros los !a#os no 'ueron "recisos es#o se !e&i( a la ine"eriencia !e mane9os !e los ins#rumen#os% - Los resul#a!os o&#eni!os !e la viscosi!a! !el Tam"ico varian!o la com"osici(n !emos#ramos ue la viscosi!a! va !isminuen!o se$n vamos !isolvien!o con a$ua% - De las $r+'icas se "ue!e concluir ue la viscosi!a! no !e"en!e !e su concen#raci(n a ue los "un#os me arro9an una curva  no "resen#a una "ro$resi(n% - La viscosi!a! !e"en!e !e la #em"era#ura !el 'lui!oH a maor #em"era#ura el valor !e la viscosi!a! !isminue  a menor #em"era#ura aumen#a% - Los líui!os con viscosi!a!es &a9as 'luen '+cilmen#e  cuan!o la viscosi!a! es eleva!a el líui!o no 'lue con muc,a 'acili!a!% - La viscosi!a!  la !ensi!a! !e las soluciones ue se es#u!ian van a !e"en!er !e las concen#raciones ue #en$an !ic,as soluciones% - En la com"araci(n !e la viscosi!a! !el a$ua #e(rico con la viscosi!a! !e #a&la vemos ue el error es $ran!e a ue es#o se !e&e al error ,umano% De&i!o a ue no se lim"io &ien los reci"ien#es% El cual ,i.o variar el "eso

I?.- @i#(io0ra+*a. - /c,aums Mecanica !e los Slui!os e Ki!raulica Ranall D% Jiles) UacV B% Eve##  C,en$ Liu ) In#eramericana !e Es"aPa ) Ma!ri! 200@ "a$ @@ - rui.a E"erimen#os !e Sisicouímica) Limusa) M*ico% 1G%



LABORATIRIO DE QMC - 206

- C,an$ Ramon!) 8,isical C,emis#r >i#, a""lica#ions #o &iolo$ical ss#ems% Collier  MacMillan In#erna#ional E!i#ions% Lon!on% 1%

10