Viscosidade em Líquidos

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INFORME VISCOSIDAD 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA 
FACULTAD DE QUIMICA FARMACEUTICA 
LABORATORIO DE FISICOQUIMICA 
2016 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS: 
 
 Conocer distintos métodos y equipos para determinar valores de viscosidad de 
líquidos newtonianos 
 Aprender a usar las unidades de medida de la viscosidad. 
 Diferenciar los tipos de métodos que se usan para encontrar la viscosidad de un 
fluido. 
 Determinar las viscosidades de isopropanol y etanol por el método Oswald y 
Höppler 
 
 
DATOS 
 
Tabla 1. 
 
Datos experimentales para el método de Oswald 
 
Líquido Tiempo (s) Tiempo promedio 
Agua 26.75 26.07 25.78 26.2 
Isopropanol 72 75.37 74.3 73.89 
Etanol 43.74 45.72 47.59 45.68 
 
 
 
Tabla 2. 
 
Datos experimentales para el método de Höppler 
 
Líquido Tiempo (s) Tiempo promedio 
Agua 54.3 54.48 54.44 54.41 
Isopropanol 107 106 105 106 
Etanol 60.02 60.02 60.01 60.02 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 3. 
 
Datos teóricos 
 
Viscosidad del agua 
(g/(cm*s) (cP) 
Viscosidad del 
Isopropanol 
(g/(cm*s) (cP) 
Viscosidad del Etanol 
(g/(cm*s) (cP) 
0.8949 (PubChem, s.f.) 2.038 (PubChem, s.f.) 1.074 (PubChem, s.f.) 
 
 
Tabla 4. 
 
Datos experimentales de las densidades para cada líquido y la esfera utilizada 
 
Masa del picnómetro 
vacío (g) 
Masa del picnómetro con 
agua (g) 
Masa del picnómetro 
con Isopropanol (g) 
Masa del picnómetro con 
etanol (g) 
14.3407 19.6081 18.461 18.4772 
Densidad de la esfera 
g/cm3 
Densidad agua g/cm3 
Densidad Isopropanol 
g/cm3 
Densidad Etanol g/cm3 
2.22 1.0534 0.82406 0.8273 
 
 
 
 
 
MODELO DE CÁLCULO 
 
 
 Para determinación de viscosidad relativa por el método de Oswald: 
 
 
ηη = ρ ∗ρ ∗ (Fabio) 
 
Donde: 
 
η = Vis osidad dinámica en poises 
ρ = De sidad a soluta del líquido (g/ml) 
t = tiempo de flujo (s) 
 
 
 
 
 Para determinación de viscosidad por el método de Höppler 
 η = ∗ ρb – ρf ∗ K (Fabio) 
 
Donde: 
 
η = Vis osidad di á i a e e tipoi es P 
t = tiempo que demora la bola de una marca a otra (s) 
ρb = densidad de la bola (g/ml) 
ρf = densidad del líquido a investigar (g/ml) 
K = constante de la bola en cm2*s2 
 
 
 
 Calculo del porcentaje de Error 
 %� � = η �ó �� − η��η �ó �� � 
 
 
 
 
RESULTADOS 
 
 
 
 La determinación de densidad relativa para los líquidos problema por el 
método de Ostwald, se usó la viscosidad dinámica del agua o o η2 en la 
ecuación 1, y se determinó para el líquido etanol: 
 
 
 �� = � ∗� ∗ ≡ � = � � ∗� ∗ 
 
 η = . �. ��− . − . �. �� − � .. �. �� − � . = . �. ��− . − 
 
 
Se repite procedimiento anterior, para el líquido isopropanol. 
 
 
 
 Calculo de la viscosidad de los líquidos problema por el método de Höppler. 
Primero debemos calcular K de ecuación 2. Siendo K una constante de la 
esfera, haciendo uso de los datos de viscosidad teórica del agua. 
 
K = η / [t* ρb – ρf)] = . �.��− . −. � . �.�� − − . �.�� − = . . �� 
 
Reemplazando K en ecuación 2, se obtiene: 
 
 η = ∗ ρb – ρf ∗ K � = . � . �. �� − − . �. �� − � . . �� = . �. ��− . − 
 
 Determinación del porcentaje de Error para η Höppler experimental de 
isopropanol, y del mismo modo para los demás porcentajes de error 
reportados en Tabla 5. 
 %� � = η �ó �� − η��η �ó �� � = . �� − . ��. �� � = . % 
 
 
 
Tabla 5. 
 
Reporte de resultados experimentales para viscosidades por método Oswald y Höppler 
 
Líquido η Ostwald (cP) η Höppler (cP) %Erroroswald %ErrorHöppler 
Isopropanol . �. ��− . − . �. ��− . − 3.14% 2.35% 
Etanol . �. ��− . − . �. ��− . − 13% 9.7% 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS 
 
En la práctica realizada para viscosidad se determinó la viscosidad para los líquidos 
isopropanol y etanol, a través de dos métodos de Ostwald y Höppler; los cuales arrojaron 
que la viscosidad del isopropanol es significativamente mayor que la del etanol. 
A continuación, se explica la viscosidad determinada por el método de Ostwald. Éste método 
con la expresión matemática que lo representa 
�� = � ∗� ∗ , muestra que la viscosidad de un 
líquido problema, se puede hallar a través de la comparación con otro líquido al cual si se le 
conoce su viscosidad, es por ello que a una viscosidad calculada aquí es llamada vis osidad 
relativa . 
Por otra parte, en la sección experimental de este método se tomaron los tiempos que tardó 
en desplazarse el líquido entre un punto A y B; de igual forma se midieron las densidades de 
cada líquido con ayuda de un picnómetro. Lo anterior, se realizó semejante para el agua y 
finalmente se obtenían todos los datos necesarios para el cálculo de la viscosidad para los 
líquidos problema. 
En resumen, las viscosidades relativas para isopropanol y etanol se calcularon realizando la 
comparación con la viscosidad teórica del líquido agua y los valores de tiempo y densidad de 
ella reemplazados en la ecuación. 
 
Ahora bien, el método de Höppler es un procedimiento donde también se determina la 
viscosidad pero esta vez será necesario llenar un recipiente con el líquido problema, el 
recipiente tendrá en su exterior dos líneas que indican una longitud de recorrido constante 
para la esfera, la cual se hace caer libremente dentro del recipiente en mención y se le toma 
el tiempo que demora la bola en transitar la distancia L. 
 
En la ecuación matemática que identifica la viscosidad determinada por este método es: 
 η = ∗ ρb – ρf ∗ K en donde no se necesita relacionar la viscosidad de mi líquido 
problema con la de un líquido patrón, sino que solo necesito el tiempo que demoró la esfera 
en recorrer la longitud L , las densidades de la bola y del líquido problema, y por último, 
calcular la constante K remplanzando los valores en la ecuación con los datos del agua; y así, 
una vez calculada K para la esferita usada, se puede determinar la viscosidad de los líquidos 
problemas. 
 
En suma, se evaluaron satisfactoriamente dos métodos en la determinación de la viscosidad 
para el isopropanol y etanol. De igual forma, se determinaron los porcentajes de error 
asociado para cada método encontrándose que en promedio por el método Höppler es el 
que brinda más exactitud en las medidas. En contraste, se observó también que las 
mediciones del etanol por ambos métodos presentaron los porcentajes más altos de error. 
Podría explicarse esos porcentajes de error más altos para el etanol, por la alta velocidad a 
que logran moverse las capas del líquido y esto no permite una medición exacta del tiempo. 
 
Para finalizar, es apropiado indicar que la viscosidad se conoce como una propiedad de los 
líquidos que se mide cuando éstos están en movimiento y que para unos la viscosidad va ser 
mayor o menor o que otros. Es decir, las capas moleculares de las cuales está hecho el líquido 
a medida que el líquido se mueve se van deslizando unos sobre otras y que la velocidad a la 
que lo hacen, depende en gran medida de la estructura tridimensional de la molécula. 
 
En éste orden de ideas, el etanol al ser una molécula más líneal que el isopropanol las capas 
de su líquido podrán moverse con mayor facilidad, con ello lograran una mayor velocidad y 
así un valor de viscosidad mucho menor que el del isopropanol. 
 
 
CONCLUSIONES 
1. Se reconocieron dos distintos viscosimetros que se usan en la determinación de 
viscosidades de líquidos 
2. Se comprendieron las unidades a las cuales debe ser expresada la viscosidad �. ��− . − es decir cP (centipoises) 
3. Se determinaron las viscosidades de isopropanol y etanol por el método de Oswald . �. ��− . − y . �. ��− . − respectivamente. Por el método Höppler 
fueron de . �. ��− . − y . �. ��− . − para isopropanol y etanol 
respectivamente. 
4. Se logró conocer que con el método de Oswald se obtiene la viscosidad de un líquido 
en relación con otro, y por el método de Höppler la viscosidad hallada es de mayor 
exactitud y se pueden determinar en un rango amplio de temperaturas.REFERENCIAS 
Fabio, R. (s.f.). Viscosidad. En Manual de Laboratorio de Fisicoquímica (págs. 40-45). 
Medellín. 
PubChem. (s.f.). Viscosity Ethanol. Recuperado el 13 de 04 de 2016, de PubChem: 
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/702#section=Auto-Ignition 
PubChem. (s.f.). Viscosity Isopropanol. Recuperado el 13 de 04 de 2016, de 
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/3776#section=Top 
PubChem. (s.f.). Viscosity Water. Recuperado el 13 de 04 de 2016, de PubChem: 
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/962#section=Solubility