Objetivos:

Instituto TecnológicoDe Mexicali

Ing. Química

Laboratorio Integral INorman Edilberto Rivera Pazos

Alumna:Ramirez medina miriam

Practica #1

Laboratorio Integral I

Norman Edilberto Rivera Pazos

Alumna:Ramirez medina miriam

Practica #1

Viscosidad

Ver de una manera más práctica lo que es el fenómeno de la viscosidad y cómo influye la temperatura así como otros cambios en ella.Trabajar con diferentes viscosímetros.

Introducción:

Viscosidad:

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesión moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones.

Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida como la viscosidad, la cual se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un líquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión y la adherencia. Se puede considerar como causada por la fricción interna de las moléculas y se presenta tanto en gases ideales como en líquidos y gases reales. La temperatura influye de diferentes formas tanto en líquidos como en gases, esta diferencia se debe a la estructura molecular de cada uno de estos.

En los líquidos las moleculas están bastante cercanas entre sí, con intensas fuerzas de cohesión entre moleculas y la resistencia al movimiento relativo del fluido entre sus capas adyacentes (viscosidad) está relacionada con esas fuerzas. A medida que aumenta la temperatura en un líquido las fuerzas de cohesión entre sus moleculas se reducen con una disminución correspondiente de la resistencia al movimiento. Como la viscosidad es un indicador de la resistencia al movimiento podemos concluir que la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura en un líquido.

Por otro lado en los gases las moleculas están bastante separadas entre sí y las fuerzas intermoleculares en este caso son insignificantes, para los gases la resistencia al movimiento relativo surge debido al intercambio de la cantidad de movimiento (ímpetu) de las moléculas entre capas adyacentes. A medida que las moléculas son transportadas por el movimiento aleatorio desde una región de baja velocidad volumétrica, hasta mezclarse con moleculas de una región de mas alta velocidad molecular. Existe un intercambio efectivo de la cantidad de movimiento que es el que resiste el movimiento relativo entre las capas. Por lo tanto deducimos que si aumentamos la temperatura en un gas su actividad molecular aleatoria crece y por lo tanto su viscosidad.

Marco teórico:

Laboratorio Integral INorman Edilberto Rivera Pazos

Alumna:Ramirez medina miriam

Practica #1

Viscosímetro - stormer

Viscosímetro giratorio se caracteriza por una estructura compuesta de un conjunto de cilindros, dos de ellos estáticos en donde se contiene el fluido más un cilindro interno que se hace girar mediante un mecanismo accionado por una pesa.

El tiempo que demora en dar 100 revoluciones se relaciona con la viscosidad del fluido.

Material y Equipo:

Glicerina Guantes Parrilla eléctrica Termómetro Vaso de precipitado 500ml.

Procedimiento:

1.- Desplaza la canaleta de tal manera de que no exista ningún tipo de roce con el cilindro fijo cuando tengas el punto exacto sujétalo con los tornillos de ajuste que se encuentran a los costados.

2.- suelta el freno para corroborar de que no hay ningún tipo de roce.

3.-vierte la sustancia a medir en este caso glicerina hasta el tope interno.

4.-Calienta agua hasta 62° y viértela en la canaleta (ubicada alrededor del cilindro fijo).

5.-Coloca el termómetro y mide su temperatura.

6.-suelta el freno y observa el reloj anota el tiempo que esperas a que el tacómetro de 100 revoluciones.

Cálculos:

Tabla1: valores obtenidos en la práctica.

Resultados:

Por medio de la ecuación de la lineal recta (y= mx+b) y con la tabla de viscosidades se obtiene: µ= (1.35*t)-5

Sustituyendo:

Tabla2.valores de viscosidad.

Viscosimetro-zahn

temperatura tiempo (s)

62 45.65

60 47.39

58 52.6456 58.7254 63.91

52 77.58

50 83.52

48 94.28

46 109.5

44 124.53

temperatura tiempo (s) µ (Cp) µ (Pa.s)62 45.65 56.63 0.056660 47.39 58.98 0.059058 52.64 66.06 0.066156 58.72 74.27 0.074354 63.91 81.28 0.081352 77.58 99.73 0.099750 83.52 107.75 0.107848 94.28 122.28 0.122346 109.5 142.83 0.142844 124.53 163.12 0.1631

Cada tasa tiene un manija de 12 pulgadas permite a la copa a ser sumergida en un recipiente de líquido. En el centro de la parte superior de la manija del lazo es una placa de identificación. Las copas de inmersión de viscosidad tipo Zhan están diseñadas para cumplir con los parámetros de la norma ATM 04212, ASTM 0816, ASTM 01084.

Características:

Simple y durable Rango de cerca de 20 a 1.800 centistokes Copa en forma de bala de acero inoxidable Orificios perforados con precisión

DescripciónRango en

Centistrokes

Diámetro de orificio

Aplicación

Copa de inmersión de viscosidad N°1

5 - 56 0.08" Líquidos muy delgados

Copa de inmersión de viscosidad N°2

21 - 231 0.11"Aceites delgados, mezcla de

pinturas y lacas

Copa de inmersión de viscosidad N°3

146 - 848 0.15"Aceites medianos, mezcla de

pinturas, esmaltes

Copa de inmersión de viscosidad N°4

222 - 1,110 0.17" Líquidos viscosos, mezclas

Copa de inmersión de viscosidad N°5

460 - 1,840 0.21"líquidos extremadamente

viscosos y mezclas

Material y Equipo:

Aceite de coco 200ml. Glicerina 200ml. Termómetro. Vaso de precipitado de 250 ml. Viscosímetro zahn.

Procedimiento:

1.-Tomar las copas 1, 2 y 4 (en la cuales primeramente utilizaremos aceite coco y posteriormente en la copa 2 y 4 utilizaremos glicerina).

2.-Agregar la sustancia en un vaso de precipitado de 250ml.

3.-Con el termómetro mida la temperatura ala que se trabajara dicha sustancia.

4.-Sumerga la copa en el vaso de precipitado de 1 a 5 minutos para alcanzar el equilibrio térmico, después retirar en forma vertical de la sustancia de manera rápida y suave.

5.-Con un cronometro tomar el tiempo a partir del momento en que la copa deje de estar en contacto con la superficie del líquido.

6.-Mantener la copa vertical siempre que el líquido este fluyendo así como cuidar que la distancia entre la copa y la superficie del líquido sea menor de 15 cm.

7.- Detengan el cronometro en el momento que se observe la primer gota de quiebre. La cantidad de segundos en tiempo de flujo será el valor de la viscosidad.

8.-Realizar el mismo procedimiento para todas las copas. Con un número de repeticiones de 3 veces para cada copa.

9.- Tomar un promedio de tiempo de las tres repeticiones por cada copa.

NOTA: Es importante anotar las temperaturas así como el tiempo de cada copa.

Cálculos:

La temperatura de la muestra deberá ser de 25 centígrados +- 2 al momento de la prueba de acuerdo con la siguiente formula:

V= k (t-c) flujo inverso la

Viscosidad cinemática.

Donde:

V: Viscosidad cinemática.

T: Tiempo de flujo.

K y C: Constantes correspondientes a la tabla (1).

Tabla 3. Valores de las constantes de cada copa.

El tiempo de flujo está escrito de 20-80 segundos.

Copa No. 1 2 3 4 5Viscosidad cinemática 50-60 20-250 100-800 200-1200 400-1800

Tabla 4.tiempo de flujo.

Resultado:

Copa No.

Marca Tiempo 1 Tiempo 2 Tiempo 3Tiempo

PromedioVc

(Cps.)Vc

(Pa*S)

1 Gardco 43.93 44.48 44.75 44.39 45.64 0.04564

1 G. Eléctrica 50.7 49.77 51.25 50.57 52.44 0.05244

2 G. Eléctrica 25.51 25.41 25.48 25.47 40.14 0.04014

2 G. Eléctrica 22.44 21.93 22.75 22.37 29.3 0.0293

4 X 8.26 8.7 8.16 8.37 49.88 0.04988

De acuerdo a la formula V= k (t-c) se obtiene la viscosidad cinemática. Con el número de copa y con la tabla 1 se obtiene los valores para k y c; el promedio es la suma de los tres tiempo y dividido entre tres sustituyendo en la formula se obtiene la Viscosidad cinemática en unidades de Cps. Dividida entre mil se obtiene en Pa*seg.

Tabla5: Valores de viscosidad (Pa*s).

Copa No. 1 2 3 4 5K 1.1 3.5 11.7 14.8 23C 2.9 14 7.5 5 0

Viscosímetro - Brookfield

El funcionamiento del viscosímetro Brookfield se basa en el principio de la viscosimetría rotacional; mide la viscosidad captando el par de torsión necesario para hacer girar a velocidad constante un husillo inmerso en la muestra de fluido a estudiar. El par de torsión es proporcional a la resistencia viscosa sobre el eje sumergido, y en consecuencia, a la viscosidad del fluido.

Los viscosímetros Brookfield son de fácil instalación y gran versatilidad y para su manejo no se necesitan grandes conocimientos operativos.

Material y Equipo:

Glicerina. Guantes. Parrilla. Termómetro. Vasos de precipitado 250 y 1000 ml. Viscosímetro Blookfield.

Procedimiento:

1.-Calibrar el viscosímetro.

Asegúrate de que el equipo este anivelado para verificar que sea así en la parte trasera encontraras una pequeña burbuja la cual tiene que estar colocada en el centro en caso de que no sea así ajusta los tornillos niveladores ubicados en la parte inferior de la base.

Calibrar del equipo:

Enciende el equipo sin encender aun el motor. Escribe la clave del husillo (para el 1 es 61 y es 2 es 62) y después SPDL. Se presiona la tecla CPS para la medición de la viscosidad. Presiona AUTO CERO y automáticamente se calibra a cero. Se coloca el husillo en el rotor con una mano se sostiene el rotor y con la

otra se atornilla el rotor.

Nota: La calibración del equipo debe ser sin husillo.

2.-colocas la sustancia a medir en un vaso de precipitado hasta la marca indicada en el husillo y con el termómetro toma la temperatura de la muestra.

3.-se enciende el motor.

4.-automaticamente tendrás un valor de viscosidad en la pantalla.

5.-calentar agua a 80°, y posteriormente colocar la muestra a baño maría agitar un poco tomar nuevamente su temperatura.

6.- para el paso 5 es obligatorio repetir los pasos del 2 al 4.

Cálculos:

µ (Cp.)Temperatur

a376.5 28

96 50112 48

Tabla 6: Valores obtenidos en la práctica.

Resultados:

µ (Cp)Temperatur

aµ (Pa*S)

376.5 28 0.376596 50 0.096

112 48 0.112 Tabla 7: Valores de la viscosidad en Pa*s

Conclusión:

Con la práctica realizada aprendimos a utilizar los diferente viscosímetros, calcular las viscosidades y convertirlas unidades para poder trabajar con las tablas y graficas correspondientes en el caso del viscosímetro stormer la gráfica varia un poco debido a la pureza de la glicerina tomando en cuenta que no es 100% pura así como también al tomar el tiempo la persona encargada de hacer esto no puede que no haya sido tan exacta o hasta el mismo cronometro, etc.

En el caso del viscosímetro zahn es el que más trabajo me costó para convertir sus unidades no encontraba una camino por dónde empezar hasta que me encontré con algunas fórmulas y tablas así que trabaje en base a la formula y así que fue muy sencillo obtener el resultado y la conversión.

Referencias:

http://www.disfrutalasmatematicas.com/algebra/ecuacion-linea-recta.html

http://twilight.mx/pdfs/Viscosimetros/BL-Z1_Manual.pdf

http://definicion.de/viscosidad/