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1. RESUMEN

La finalidad de esta prctica es la determinacin de laviscosidadde una sustancia mediante diferentes clculos fisicoqumicos. Esta prctica se realiz a las condiciones de 756 mmHg depresin, unatemperaturade 24 C y con un porcentaje de humedad de 92%.Bajo estas condiciones de obtuvo unvalorde viscosidad de 1.21 cp para elalcoholal 100% a 20C, con este valor trabajamos para determinar la viscosidad desolucionesde alcohol al 20 y 60% a la misma temperatura.Utilizamos el viscosmetro de Ostwald para la determinacin de los tiempos de los diferentes tipos dealcoholesetlicos. Adems se utiliz elmtododel picnmetro que sirvi para determinar en primer lugar la gravedad especifica del alcohol al 100% en diferentes temperaturas (20, 30 y 40C) cuyosvaloresfueron: 0.790, 0.787, 0.783 respectivamente; y posteriormente mediante la relacin de densidades del alcohol con respecto a ladensidaddelaguanos da laigualdadde la gravedad especifica y as obtuvimos la densidad del alcohol.Las viscosidades obtenidas del alcohol 20 y 60% tuvieron un porcentaje de error de 4.99% y 3.37%.

2. INTRODUCCIN

La prctica de viscosidad es una prctica muy importante en el sentido industrial debido a que esta se fundamenta mucho enleyesfsicas y qumicas que nos permite entender porque tal compuesto es ms espeso que otro, o porque un compuesto es utilizado como lubricante, etc.El saber cuan viscoso es una solucin nos permite saber por ejemplo su peso molecular, es decir podemos determinar el peso molecular de una solucin desconocida gracias al mtodo de viscosidad. Elpoderestudiar la viscosidad de una sustancia nos ayuda a concluir cuanto varia con respecto a la temperatura, si es ms viscoso o menos viscoso, etc.Elconocimientode la viscosidad de un lquido nos ayuda en el rea demecnicade fluidos ya que podemos saber qu tipo de lquido es importante y porque usarlo en tal mquina para que esta funcione en ptimas condiciones. O porque usar tal lubricante para carro a tal temperatura y porque no usar otro. O tal vez en las bebidas como las cervezas, ya que la viscosidad influye mucho en el gusto de lapersona, etc. En fin el conocimiento de la viscosidad trae consigo muchas conclusiones que pueden llevar alxitode unaempresa.

3. PRINCIPIOSTEORICOS

3.1 VISCOSIDAD:

Losgasesy los lquidos tienen unapropiedadconocida como la viscosidad, la cual se puede definir como laresistenciaa fluir ofrecida por un liquido, resultante de los efectos combinados de la cohesin y la adherencia. La viscosidad se produce por el efecto de corte o deslizamiento resultante delmovimientode una capa de fluido con respecto a otro y es completamente distinta de la atraccin molecular. Se puede considerar como causada por la friccin interna de las molculas y se presenta tanto en gases ideales como en lquidos y gases reales.3.2 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 elcomportamientode gases y lquidos provienen de que en los lquidos el factor dominante para determinar la viscosidad en lainteraccinmolecular y no la transferencia de impulso.La mayora de losmtodosempleados para lamedicinde la viscosidad de los lquidos se basa en lasecuacionesde Poiseuille o de Stokes. La ecuacin de Poiseuille para el coeficiente de viscosidad de lquidos es:

donde V es elvolumendel liquido de viscosidadque fluye en eltiempota traves de un tubo capilar deradiory la longitudLbajo una presin dePdinas 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 cantidadest1yt2se 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 unamarcaa.Se deja escurrir el liquido el tiempo necesario para que su nivel descienda hasta una marcaby se mide con un cronometro. El viscosmetro se limpia, luego se aade el liquido de referencia y se repite la operacin. Con esteprocedimientose obtienent1yt2y la viscosidad del liquido se calcula con la ecuacin anterior.3.3 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA:El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de u liquido es notablemente diferente del efecto sobre ungas; 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:

dondeAyBson constantes para el liquido dado; se deduce que eldiagramade 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.3.4 DENSIDAD:Se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. La densidad de un cuerpo esta relacionado con su flotabilidad, una sustancia flotara sobre otra si su densidad es menor.La gravedad especifica o densidad relativa esta definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 C. Se representa la gravedad especifica (Ge) y tambin se puede calcular utilizando cualquier relacin de peso de la sustancia a peso del agua.

3.5 PICNOMETRO:Es un aparato que se utiliza para determinar las densidades de distintas sustancia. Tambin se conoce como frasco de densidades. Consiste en un pequeo frasco devidriode cuello estrecho cerrado con un tapn esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo capilar con graduaciones.

4. DETALLES EXPERIMENTALES

4.1 MATERIALESY REACTIVOS:

Materiales:Viscosmetro de Ostwald, un recipiente para utilizarlo para bao mara, pipeta 10 mL, vasos de precipitacin, cocinilla, un picnmetro, untermmetro, un cronometro, pro pipeta. Reactivos:Agua destilada, etanol al 100%, etanol al 60%, etanol al 20%.4.2 PROCEDIMIENTO:

Medicin de la viscosidad de lquidos con el Viscosmetro de Ostwald:El viscosmetro en primer lugar tiene que estar completamente seco, una vez seco se vierte lamuestraliquida a estudiar aproximadamente 7 mL, el viscosmetro se coloca en el recipiente con bao mara y se empieza a medir la temperatura, primero con 20 C, luego con 30 C y finalmente con 40 C. Con ayuda de la pro pipeta se succiona la muestra liquida hasta que suba a un puntoa;desde ah se mide el tiempo hasta que baje al puntobdel viscosmetro, esteprocesose hace tres veces con las temperaturas ya mencionadas.

Determinacin de la densidad de la solucin mediante el mtodo del picnmetro:El picnmetro una vez lavado con agua destilada se pone en la estufa y se deja secar por 10 min. Luego se moja la parte exterior del picnmetro, luego se seca y se pesa en la balaza analtica (W1). Una ves pesado se llena con agua destilada completamente hasta el capilar y se sumerge en un bao de temperatura constante primero a 20 C luego a 30 C y finalmente a 40 C, para cada temperatura su respectiva pesada. Se retirael aguadel picnmetro y se seca en la estufa, luego se moja y seca la parte exterior y se vuelve a pesar. Una ve pesada se llena con etanol al 100% y se realiza lo mismo que se hizo con el agua destilada.

5. TABULACION DEDATOSY RESULTADOSTABLA 1CONDICIONES DEL LABORATORIO

P (mmHg)756

T (C)24

%HR92

A. MEDICIN DE LA VISCOSIDAD DE LQUIDOS CON EL VISCOSMETRO DE OSTWALD:TABLA 2DATOS PARA EL AGUA DESTILADATEMPERATURA(C)t1(s)t2(s)t3(s)(s)

2042.5042.6642.5342.56

3034.2534.3435.1834.59

4030.4030.2530.2530.30

TABLA 3DATOS PARA EL ETANOL 100%TEMPERATURA(C)t1(s)t2(s)t3(s)(s)

2066.1364.0364.5364.89

3056.2855.0355.2255.51

4048.1548.8248.9148.63


20123.19125.60125.35124.71


2090.5992.4792.2891.78

B. DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE LA SOLUCIN POR EL METODO DEL PICNMETRO:TABLA 6DATOS PARA LA DENSIDAD DEL ETANOL AL 100% A 20 CAGUA DESTILADAETANOL 100%

W1(g)W2(g)W3(g)W4(g)

19.467544.455119.473439.2494

TABLA 7DATOS PARA LA DENSIDAD DEL ETANOL AL 100% A 30 CAGUA DESTILADAETANOL 100%


19.467544.403219.473439.1000

TABLA 8DATOS PARA LA DENSIDAD DEL ETANOL AL 100% A 40 CAGUA DESTILADAETANOL 100%


19.467544.371519.473438.9848

TABLA 9DATOS DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DEL ETANOL AL 100%Ge DEL ETANOL A 20 C

W4-W3W2-W1

19.776024.9876

Ge = 0.790

Ge DEL ETANOL A 30 C

W4-W3W2-W1

19.511424.9040

Ge = 0.787

Ge DEL ETANOL A 30 C

W4-W3W2-W1

19.626624.9357

Ge = 0.787

Leer ms:http://www.monografias.com/trabajos33/viscosidad/viscosidad.shtml#ixzz3eVgFQ5O2 TABLA 10*VALORES TEORICOS DE LA DENSIDAD DEL AGUATEMPERATURA(C)DENSIDAD()

200.99819

300.99565

400.99222

*Datos obtenidos del "Handbook of Chemestry and Physics", ediciones 62 y 87, pag: F 11, 10 141 y 15 23.TABLA 11*VALORES TEORICOS DE LA VISCOSIDAD DEL AGUATEMPERATURA(C)VISCOSIDAD(p)

200.0010020

300.0007977

400.0006532

*Norbert Adolph Lange, "Handbook of Chemestry", Ed. Mc Graw Hill, Book Company,1974.TABLA 12DATOS DE logvs 1/T DEL ETANOL AL 100%TEMPERATURACVISCOSIDADx 103Log1/T (s-1)

201.2091-2.917500.050

301.0080-2.996500.033

400.8180-3.087240.025

TABLA 13VISCOSIDAD () vs CONCENTRACINx103

( %)

1.2091100

2.578060

2.074020

1.00200

6. EJEMPLO DE CLCULOS6.1 DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA Y DENSIDAD DEL ETANOL 100% A 20 C:La gravedad especfica tiene un valor adimensional, este calculo es el mismo para las temperatura de 30 y 40 C.Con lo valores de la tabla 6.

Para determinacin la densidad del etanol se dice que guarda una relacin con la densidad del agua respecto a la gravedad especfica calculada, entonces:

Y para una temperatura de 20 C el agua tiene una densidad de 0.99819entonces decimos:

6.2 DETERMINACIN DE LADEL ETANOL 100% A 20 C:Aplicando la formula de la viscosidad se puede obtener la viscosidad de la muestra:

Reemplazandolos valoresen la ecuacin a 20 C obtenemos la viscosidad del etanol:

este procedimiento es repetitivo para temperaturas de 30 y 40 C.6.3 CALCULO DE LADEL ETANOL AL 20 Y 60% A 20C:Etanol al 60%:Con ayuda de esta ecuacin se puede determinar la densidad de una solucin teniendo en cuenta que el porcentaje indica la cantidad de alcohol que tiene en un 100% o sea en 100 mL.

Aplicamos la formula con los datos obtenidos y nuestro resultado es:

Una vez calculado la densidad se procede con el mismo procedimiento con el que obtuvimos la viscosidad del etanol al 100%, obtener la viscosidad del etanol al 60%.

Etanol al 20%:Realizamos los mismos pasos del problema anterior:

Porcentajes de error:Para el etanol al 20%:

Para el etanol al 60%:

7. DISCUSIN DE RESULTADOS Se puede percatar que la densidad de la sustancia disminuye cuando la temperatura va aumentando lo cual se puede apreciar en la grafica log() vs 1/T. Tambin notamos que cuando la temperatura aumenta la viscosidad disminuye. El mtodo del picnmetro es un mtodo muy exacto, adems con ayuda de una balanza analtica los valores de los pesos son mas exactos y se puede determinar la densidad muy prxima a la terica para as poder hallar las viscosidades a diferentes temperaturas. La misma concentracin de la solucin, nosgeneroresultados diferentes de viscosidad ya que presentaba un peso molecular bajo (20% en peso) y luego un peso molecular de etanol un poco alto (60% en peso). Esto hizo que la viscosidad vare en ciertas proporciones con respecto a la muestra pura (100%). El porcentaje de error tiene mucho que ver con los tiempos hallados con el viscosmetro de Ostwald y la determinacin de la densidad de la sustancia pura a una temperatura de 20C, ya que estos valores luego son utilizados para determinar las viscosidades de las sustancias La grafica .log() vs 1/T para el etanol 100% nos da a entender que cuando menor es la inversa de la temperatura (es decir la temperatura es mayor) entonces el valor del log(viscosidad) va a disminuir de forma lineal (la viscosidad disminuye). Es decir la ecuacin de esta grafica tendra la forma y = aX + b.8. CONCLUSIONES A mayor temperatura el valor de la viscosidad va a disminuir. De la graficavsa temperatura constante se puede concluir que la viscosidad no depende de su concentracin ya que los puntos me arrojan una curva y no presenta una progresin. Las viscosidades de los lquidos se pueden calcular a partir de las densidades que se calculan para cada temperatura. Con el viscosmetro de Ostwald se pueden determinar adecuadamente los tiempos en los que el liquido va a pasar de un punto A a un punto B. El mtodo del picnmetro resulta ser mas exacto para la determinacin de la densidad de los lquidos. Los lquidos con viscosidades bajas fluyen fcilmente y cuando la viscosidad es elevada el liquido no fluye con mucha facilidad. La viscosidad y la densidad de las soluciones que se estudian van a depender de las concentraciones que tengan dichas soluciones. El log() vs 1/T va a tender para los lquidos a formar una lnea recta.9. RECOMENDACIONES Tratar de mantener la temperatura constante cuando se trabaja con el viscosmetro Ostwald, para la determinacin de las viscosidades de las diversas soluciones que se van a estudiar. Se deben tomar los tiempos de manera exacta cuando el liquido que se estudia pasa de un punto A a un punto B en el viscosmetro. Los materiales que se utilizan para las diversas mediciones se deben lavar y secar por completo en la estufa. El picnmetro debe de ser llenado completamente hasta el capilar; luego del bao se debe de secar por completo el picnmetro antes de ser pesado. El volumen que se utiliza de agua debe ser el mismo para las soluciones de etanol que se han utilizado.10. BIBLIOGRAFA Maron S., Lando J, "Fisicoqumica Fundamental", 2da ed, Ed. Limusa,Mxico, 1987, pag 70 75. Crockford H., Navell J., "ManualdeLaboratoriodeQumicaFsica", 1ra ed, Ed. Alambra,Madrid, 1961, pag 70 73. Glasstone S. "Tratado de qumica fsica", 7ma ed, Ed. Aguilar,Espaa, 1979, pag 449 452. Pons Muzzo G., "Fisicoqumica", 5taedicin, Ed.UniversoSA, Lima, 1981. CRC, "Handbook of Chemestry and Physics", 847d ed, Ed CRC Press, 2003 2004, pag 10 141 15 23. Norbert Adolph Lange, "Handbook of Chemestry", Ed. Mc Graw Hill, Book Company,1974.11. APNDICE11.1CUESTIONARIO:1. Porque es una propiedad que permitir conocer si una sustancia fluir de manera fcil o con dificultades y as poder definir algunas de sus propiedades.2. Porque es necesario conocer la viscosidad de una sustancia?Como mtodo analtico se puede considerar el mtodo de pares de puntos en el cual se toman 2 ecuaciones extremas y se forma una serie de ecuaciones. Como mtodo grafico se puede utilizar el mtodo de mnimos cuadrados con el cual se puede halar la pendiente y la constante de la ecuacin.3. Explique algunos mtodos analticos y/ogrficospara estimar la viscosidad de una sustancia.4. indique otros mtodos experimentales para la determinacin de la viscosidad de lquidos, dando una breve explicacin. El mtodo de la bola que cae,consiste en determinar el tiempo que tarda una esfera de peso y tamao conocido en caer a lo largo de una columna de dimetro y longitud conocida del liquido en cuestin. Con el viscosmetro de Ostwald,que consiste en medir el tiempo que tarda en fluir un volumen conocido de liquido a travs de un capilar de longitud y radio conocido. Laleyde Stokes,que es aplicable a la cada de cuerpos esfricos en todos los tipos de fluido siempre que el radiordel cuerpo que cae sea grande en comparacin con la distancia entre molculas.

Leer ms:http://www.monografias.com/trabajos33/viscosidad/viscosidad.shtml#ixzz3eVgX3K6k

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