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VISCOSIMETRO VISCOSIMETRO DE OSTWALD
VISCOSÍMETRO DE OSTWALD
OBJETIVOS: •
Determinar la viscosidad de 3 líquidos puros a tres diferentes temperaturas, utilizando el viscosímetro de Ostwald.
•
Determinar la tensión superficial de tres líquidos puros mediante el método de ascensión capilar.
•
Determinar el porcentaje de error, entre el valor experimental valor experimental y el reportado de la literatura. literatura .
INTRODUCCIÓN TEÓRICA. Un liquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas chocan miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas. Además de esto, los líquidos presentan caracter ísticas ísticas que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un liquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y liquido.
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FUNDAMENTO TEÓRICO Viscosimetro de ostwald
Es quizás el modelo que más se ha utilizado en la medida de viscosidades absolutas y relativas en líquidos puros y biológicos, en sus mezclas y, especialmente, en fluidos newtonianos. Se basa en la ley de Poisseuille que permite conocer la velocidad de flujo de un líquido a través de un tubo, en función de la diferencia de presiones bajo las que se establece el desplazamiento. La simplificación del tratamiento numérico facilita la expresión que se aplica en la medida experimental. r =
en donde
r
t’/t.
representa la viscosidad relativa del líquido problema, respecto al
agua u otro líquido, t’ y t los tiempos de flujo del estandar y del líquido, respectivamente, y
la la densidad.
La fuerza de fricción entre dos láminas contiguas de un fluido es F = F = S dv / dr , en donde S representa la superficie en contacto separadas a una distancia
dr y
proporcionalidad,
con
gradiente
de
velocidad
dv/dr .
La
constante
de
, posee unas dimensiones de (masa)(longitud) -1(tiempo) -1. Su
unidad en el sistema SI es kg.m -1s-1. En el sistema CGS se llama poisse y es igual a una décima parte de la unidad SI.
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El viscosímetro de Ostwald es de vidrio. Posee un ensanchamiento en forma de ampolla provista de sendos enrases, conectado a un tubo capilar vertical que se une a un segundo ensanchamiento destinado a la colocación de la muestra en una primera operación, y del agua o líquido de referencia en otra operación complementaria. El conjunto se introduce en un baño termostático para fijar la temperatura con precisión. Es indispensable la concreción de este valor, porque la magnitud de la viscosidad , o de su inverso la fluidez , son altamente dependientes de la temperatura, como fue demostrado por Arrhenius, y anteriormente por el español J. de Guzmán Carrancio (1913). La dependencia se expresa como: en donde
= A exp( Evis/RT)
Evis representa la barrera de energía que se precisa vencer para que
se produzca un flujo elemental.
Parte experimental: MATERIAL:
3
•
Vaso de precipitado de 2000ml.
•
Viscosímetro de Ostwald.
•
Mechero.
•
Termómetro de -10 a 120°C.
•
Cronometro.
•
Soporte Universal.
•
2 Tubos capilares.
•
Tubo de ensaye.
•
Pipeta de 10ml.
•
Tela de Alambre con centro de asbesto. .
•
Pinzas para Bureta.
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Experimento 1: A) Determinar la viscosidad a temperatura ambiente. ambiente. Se llena del liquido utilizado, (cabe mencionar que se usaron 2 líquidos, ciclo hexano y agua, para la realización de este experimento; se vierte el liquido en el viscosímetro de Ostwald, como se ve en la figura, hasta llenar las tres cuartas partes de la esfera o del volumen del bulbo que esta en la parte inferior.
Soplando lentamente por la rama derecha, se hace subir el liquido hasta llegar a la maraca (a); para mantener el liquido en esta posición se tapa el otro orificio con el dedo índice. Se deja fluir el liquido hacia la bulbo inferior, simultáneamente sé toma el tiempo que tarda en descender desde la marca actual (a) hasta la marca (b) que esta en la parte inferior del bulbo. Esta operación se repitió tres veces para cada liquido que se empleo, empleo, el agua destilada y el ciclo hexano.
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. Donde: 1=
Viscosidad del liquido desconocido(ciclo hexano).
Viscosidad del agua.
Sustancias
Aguas 21ºC
Ciclo
hexano
Densidades 21ºC
1.152336
Tiempo obtenido
Viscosidad
s
0.84 cent.poise
3.995 s
0.97 cent.poise
21ºC
Experimento 2: B) Determinación de la viscosidad a temperaturas a diferentes del ambiente. ambiente. El experimento se realizó a cinco temperaturas diferentes a las del ambiente, estas son: 25, 29, 33, 37, 41ºC Para la hacer este paso se metió el viscosímetro en un vaso de precipitado de 2000ml, el cual contiene agua a la temperatura de , dejándose que el liquido de prueba alcance la misma temperatura, cabe mencionar que el agua debe de cubrir casi hasta la marca (a) del viscosímetro.
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Para establecer la velocidad del liquido, se coloco el viscosímetro en posición vertical, y se repite los pasos. •
Soplando lentamente por la rama derecha, se hace subir el liquido hasta llegar a la maraca (a); para mantener el liquido en esta posición se tapa el otro orificio con el dedo índice.
•
Se deja fluir el liquido hacia la bulbo inferior, simultáneamente sé toma el tiempo que tarda en descender desde la marca actual (a) hasta la marca (b) que esta en la parte inferior del bulbo.
•
Esta operación se repitió tres veces para cada liquido que se empleo, empleo, el agua destilada y el acido sulfurico.
Datos obtenidos con el viscosímetro de Ostwald
.
Temp. :
25°C
29°C
33°C
37°C
41°C
tiempo H2O
6.4055s
5.834s
5.5855s
5.352s
5.279s
Tiempo Acido sulfúrico
11.592s
10.881s
10.249s
9.869s
9.309s
Viscosidad del H2SO4
5.6
5.4
5
4.3
4.2
Centi. poise
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CONCLUSIONES:
En la realización de este experimento pudimos reconocer la relación que hay entre cada liquido de acuerdo a sus propiedades, es decir cada liquido responde de diferente manera en cuanto a su viscosidad y su tensión superficial.
además de esto pudimos ver que cuando se aumenta la temperatura a un liquido este tiende a fluir de una manera mas rápida.
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BIBLIOGRAFÍA:
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Manual del ingeniero Quimico - PERRY.
Fisico quimica –Alberty y Daniels
