Relatório Viscosidade de Ostwald

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS
CÂMPUS GOIÂNIA
BACHARELADO EM QUÍMICA
HANIEL HONORATO DOS SANTOS
DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE PELO METODO DE OSTWALD
	GOIÂNIA-GO
2020
1 INTRODUÇÃO
	A viscosidade é uma importante propriedade física que influencia em várias etapas de um processo de produção, sendo um parâmetro importante nas análises reológicas de produtos como tintas acrílicas, esmaltes sintéticos e vernizes. Reologia é a ciência que trata da deformação e fluxo da matéria.
	Essa propriedade física tem também um papel importante na indústria de produtos alimentares líquidos, podendo afetar processos tecnológicos como o bombeamento, filtração, clarificação, entre outros. Afetando também as propriedades organolépticas, que incluem a percepção de doçura, amargor, sabor e adstringência. A viscosidade de alimentos líquidos pode ser medida objetivamente com viscosímetros ou avaliada subjetivamente por painéis. (1)
	Essa propriedade indica resistência interna de um líquido ao escoamento. Ela tende a diminuir conforme a temperatura aumenta. A explicação desse fenômeno se dá pelo fato de que quando o líquido é aquecido as moléculas ficam mais enérgicas, o que permite o escoamento com mais facilidade. Portanto, quanto maior for a viscosidade de um líquido, mais lento é o escoamento. (2)
	Caracteriza-se a viscosidade conforme o tipo de fluxo, podendo ser newtoniano ou não newtoniano. A viscosidade possui características newtonianas quando a tensão de cisalhamento por unidade de área, τ (F / A), entre dois planos paralelos de um líquido em movimento relativo for proporcional ao gradiente de velocidade dv/dx entre planos, conforme a equação abaixo:
Equação 1: 		onde, é o coeficiente de viscosidade
	Para grande parte dos líquidos, a uma certa temperatura e pressão é uma quantidade bem definida, independente da tensão de cisalhamento e do gradiente de velocidade, desde que fluxo seja laminar ou newtoniano, são exemplos de fluido newtoniano a gasolina, água, óleos minerais, soluções salinas ou de açúcar. Contudo, em muitas soluções e dispersões, em especial as concentradas e/ou que contenham partículas assimétricas, observam-se desvios do fluxo newtoniano. Isso faz com que a viscosidade adquira características de fluxo não newtoniano, a maioria das tintas, o asfalto e as soluções de amido são exemplos de fluídos não newtonianos. As principais causas do fluxo não newtoniano são: a formação de uma estrutura através do sistema e a orientação de partículas assimétricas. (3)
	Encontra-se na literatura várias metodologias experimentais para determinação do coeficiente de viscosidade de fluídos. Os métodos dependem do sistema e da precisão desejada na medida. Para fluidos newtonianos os métodos mais empregados baseiam-se no fluxo através de um tubo capilar. A pressão, sob cuja ação o líquido passa a fluir, fornece o esforço de cisalhamento. Já a análise para fluídos não newtonianos, são bastante úteis os viscosímetros de cilindros concêntricos e de cone e placa.
	O método de Ostwald é utilizado para medir as viscosidades relativas de dois líquidos. Essa metodologia baseia-se na observação do tempo gasto para o líquido fluir sob a influência da gravidade através de um tubo capilar em que o raio e comprimento são conhecidos. A solução é escoada de um reservatório superior de volume definido para um segundo reservatório inferior.
	Conforme ilustra a figura 1, introduz-se no viscosímetro de Ostwald uma quantidade de líquido suficiente para chegar aos níveis “B” e “C”. Deixa-se o líquido escorrer e mede-se o tempo necessário para o menisco do líquido passar da marca A para B. 
Figura 1: Viscosímetro de Ostwald 
(FAZENDA, 2009)
Para o método de Ostwald, o coeficiente de viscosidade é obtido através da lei de Poiseulli, pela equação 2:
Equação 2: 
Onde:	r = raio do capilar (cm)
g = aceleração da gravidade (cm/s²)
h = diferença de altura entre os níveis que determinam o tempo de fluxo (cm)
V = volume do líquido que atravessa o capilar (cm³)
L = altura do capilar (cm)
ρ = densidade do fluido (g/cm³)
t = tempo de fluxo (s)
η = viscosidade em poise
Como em qualquer instante a pressão que move o líquido através do capilar é proporcional à sua densidade, temos: 
Equação 3:	
em que:	k = constante do viscosímetro
	ρ = densidade do líquido
	t = tempo de fluxo
Portanto, para dois líquidos diferente, temos:
Equação 4:	
Onde ρ1 e ρ2 são as densidades dos fluidos conhecido e desconhecido e t1 e t2 são respectivamente os tempos gastos para que volumes iguais sejam escoados. 
	As viscosidades dependem da temperatura. Com isso, e necessária uma termostatização rigorosa. Deve-se remover do líquido analisado possíveis partículas como pó e matérias fibrosas que podem obstruir o capilar. É indicado a seleção de um viscosímetro que dê para ter um valor de tempo maior do que 100s, caso contrário, será preciso fazer uma correção. (3)
	A velocidade de cisalhamento pode variar de um valor máximo, no centro do capilar, a zero, em suas paredes e isso torna uma desvantagem do método de Ostwald. Contudo, o método é de fácil execução e proporciona resultados precisos (cerca de 0,01 a 0,1%) em seus resultados.(3)
	Esse trabalho descreve o método de Ostwald como uma simples e precisa opção para determinar o coeficiente de viscosidade de fluídos newtonianos com resultados precisos.
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVOS GERAIS
Os objetivos deste trabalho foram determinar o coeficiente de viscosidade pelo método de Ostwald. Nesse método a viscosidade relativa de dois líquidos tendo um como padrão podem ser medidas. Inicialmente introduz-se no viscosímetro uma quantidade de líquido suficiente para chegar aos níveis “B” e “C” (ver figura 1). O líquido escoa e mede-se o tempo necessário para o menisco do líquido passar da marca A para B.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
O trabalho tem como objetivo específico determinar o coeficiente de viscosidade da água, etanol e uma solução de sacarose pelo método de Ostwald, 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
· Determinou-se a densidade da água e dos líquidos estudados na temperatura em que serão feitas as medidas dos tempos de escoamento.
· Colocou-se com a pipeta, 10,0mL do líquido a ser analisado no viscosímetro limpo e seco, à fim de ambientar o viscosímetro. 
· Adicionou-se novamente 10,0mL do líquido no viscosímetro e fez-se a medida do tempo do tempo de escoamento com o cronômetro. A leitura foi realizada 5 vezes e tirou-se a média do tempo obtido.
· Realizou-se o procedimento acima com a água e com as outras soluções.
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1) ATIKINS, Peter. JONES, Loreta. Princípios de Química. 5 ed. Porto Alegre-RS: Bookman, 2012, p.180.
2) YANNIOTIS, S. et al. Effect of etanol, dry extract and glycerol on the viscosity of wine. Journal of Food Engineering, v. 81, v. 2, p. 399-403, 2007
3) FAZENDA, Jorge M. R. et al. Tintas Ciência e Tecnologia. 4. ed. São Paulo: Blucher, 2009, p. 507
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