Instituto Tecnológico de Mexicali.

Carrera:

Ingeniería Química.

Materia:

Laboratorio Integral 1.

Profesor:

Norman Edilberto Rivera Pasos.

Trabajo:

Reporte de Practica de laboratorio.

“Uso del viscosímetro”

Mesa No. 2

Samuel Lepe de Alba.

Jazmín Lizeth Jiménez Nava.

Lizeth Ramírez Salgado.

Rosa Isela Román Salido.

Diana Alejandra Rios Marin.

Oscar Astorga Araujo.

Belén Guadalupe Domínguez Moreno.

Jesús Manuel Auyon González.

Mexicali B.C., 29 de Agosto de 2015

Objetivo:

El alumno determinara la viscosidad de las sustancias a diversas temperaturas, utilizando los diferentes viscosímetros.

Introducción:

La práctica de viscosidad es una práctica muy importante en el sentido industrial debido a que esta se fundamenta mucho en leyes físicas y químicas que nos permite entender porque tal compuesto es más espeso que otro, o porque un compuesto es utilizado como lubricante, etc.

El conocimiento de la viscosidad de un líquido nos ayuda en el área de mecánica de fluidos ya que podemos saber qué tipo de líquido es importante y porque usarlo en tal máquina para que esta funcione en óptimas 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 la persona, etc. En fin el conocimiento de la viscosidad trae consigo muchas conclusiones que pueden llevar al éxito de una empresa.

Fundamento teórico:

Viscosidad:

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. La viscosidad se produce por el efecto de corte o deslizamiento resultante del movimiento de una capa de fluido con respecto a otro y es completamente distinta de la atracción molecular. Se puede considerar como causada por la fricción interna de las moléculas tanto en líquidos como en gases.

Viscosidad de los líquidos:

Los líquidos presentan mucha mayor tendencia al flujo que los gases y, en consecuencia, tienen coeficientes de viscosidad mucho más altos. Los coeficientes de viscosidad de los gases aumentan con la temperatura, en tanto que los de la mayoría de líquidos, disminuyen. Asimismo se ha visto que los coeficientes de viscosidad de gases a presiones moderadas son esencialmente independientes de la presión, pero en el caso de los líquidos el aumento en la presión produce un incremento de viscosidad. Estas diferencias en el

comportamiento de gases y líquidos provienen de que en los líquidos el factor dominante para determinar la viscosidad en la interacción molecular y no la transferencia de impulso.

Viscosidad de los gases:

Los gases a diferencia de los líquidos aumentan su viscosidad con la temperatura. Esto se debe principalmente a que se aumenta la agitación o movimiento de las moléculas y además los toques o roces con actividad y fuerza a las demás moléculas contenidas en dicho gas. Por lo tanto es mayor la unidad de contactos en una unidad de tiempo determinado. Empíricamente se sabe que la viscosidad es proporcional a la raíz cuadrada de su temperatura absoluta.

Influencia de la temperatura:

El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de un líquido es notablemente diferente del efecto sobre un gas; mientras en este último caso el coeficiente aumenta con la temperatura, las viscosidades de los líquidos disminuyen invariablemente de manera marcada al elevarse la temperatura.

Densidad:

Se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. La densidad de un cuerpo está relacionado con su flotabilidad, una sustancia flotara sobre otra si su densidad es menor.

Reactivos:

Aceite de bebe. Aceite de cocina. Glicerina. Agua.

Material y equipo:

3 vasos de precipitados. Parrilla eléctrica. Termómetro de mercurio. 3 probetas. Viscosímetro Brookfield. Viscosímetro Zahn. Viscosímetro Stormer.

Viscosímetro Zahn.

Viscosímetro Stormer.

Usillos.

Viscosímetro Brookfield.

Viscosímetro Zahn:

Medidor de Viscosidad - Copa Zahn se utiliza para comprobar y ajustar la viscosidad de muchos y diversos tipos de líquidos.

Cada taza tiene una manija de 12 pulgadas enlazada para permitir que la taza sea sumergida manualmente dentro de un envase conteniendo líquido. En el centro de esta manija se encuentra un anillo para sostener la taza en posición vertical durante la prueba.

Los resultados obtenidos se expresan en Zahn-Segundos a temperatura específica para cada taza en particular. Para convertir Zahn-Segundos a Centistokes, refiérase al estándar ASTM D 4212.

CARACTERISTICAS

Simple y durable. Rango de cerca de 20 a 1.800 centistokes. Copa en forma de bala de acero inoxidable Orificios perforados con precisión. Diámetros de los orificios ajustados por el fabricante usando estándares de

viscosidad de aceite newtoniano detectables aplicables al NIST.

Procedimiento 1: Limpie la copa para eliminar los residuos. Seleccione la copa según la sustancia con la que vaya a probar. Sumerja la copa dentro del vaso de precipitado y dejar por un momento

para alcanzar el equilibrio. Levantar cuidadosamente la copa y mantenerla verticalmente. Esperar a que la sustancia fluya cronometrando el tiempo, ya que corte

parar el cronometro. Anotar los datos en una tabla.

Procedimiento 2:Viscosímetro Stormer:

El primer paso consiste en la eliminación del roce que pueda existir entre el rotor y el cilindro fijo del equipo. Para ello, desplace el cilindro fijo hacia el rotor hasta llegar al tope de la guía, fijándolo en esta posición. Suelte el freno para dejar caer el peso y mueva el cilindro fijo hasta eliminar cualquier sonido de roce. Una vez logrado esto, asegure el cilindro a través de los cuatro tornillos de ajuste.

Introduzca la muestra a analizar en el cilindro fijo hasta la altura de los topes internos.

Suelte el freno y mida el tiempo necesario para que el rotor de 100 revoluciones.

Calentar agua hasta 100 C. Verter el agua en la canaleta ubicada alrededor del cilindro fijo donde se

coloca la sustancia a medir su viscosidad, esto para que por medio de conducción y convección se transmitiera calor a la sustancia y así elevar su temperatura.

Colocar en el cilindro fijo la sustancia hasta la altura de los topes internos. Colocar un termómetro. Esperar hasta que las dos sustancias alcancen el equilibrio térmico. Hacer 10 pruebas registrando la temperatura y el tiempo que tarda en

hacer las 100 revoluciones.

Procedimiento 3:Viscosímetro Brookfield:

Calibración: Armar el equipo y nivelarlo. Encender el equipo, el motor debe estar apagado. Introducir la clave del husillo que se utilizara presionando la tecla SPDL. Presionar la tecla para medir la viscosidad. Presionar la tecla AUTOZERO.

Prueba: En una probeta de 100ml añadir la sustancia a analizar. Calibrar el equipo como se indica. Hacer la prueba y anotar los datos.

Cálculos:

Procedimiento 1: Viscosímetro Zahn.

Se utilizara la fórmula:μ=K (t−c )

K y C se sacan de las tablas; t es el tiempo promedio que duro en caer la sustancia. Se obtiene una en unidades de cts., para convertir las a unidades a cpoises la densidad de la sustancia se multiplica por la viscosidad cinemática.

Copa 1 2 3 4 5K 1.1 3.5 11.7 14.8 23c 29 14 7.5 5 0

Aceite de cocina:

Calcular la densidad:

Multiplicar por la densidad para convertir a centipoises.

μ = (23.653cts)*(.84 gr/ml) = 19.86 cps = .01986 pa*s

Aceite de bebe:

Calcular la densidad.

Multiplicar por la densidad para convertir a centipoises.

μ = (14.3924 cts.)*(.7075gr/ml) = 10.18 cps = .01018 pa*s.

Glicerina.

Calcular la densidad.

Multiplicar por la densidad para convertir a centipoises.

μ = (220.224 cts)*(1.1725 gr/ml) = 258.2 cps = .2582 pa*s.

Procedimiento 2: Viscosimetro Stormer.

De aquí se obtiene la siguiente ecuación:

μ = 1.5t – 25.Datos obtenidos.

Aplicando la formula obtuvimos lo siguiente:

Procedimiento 3: Viscosimetro Brookfield.

Sustancia. Husillo. Viscosidad en cps. Viscosidad en Pa*sAceite de bebe. 1 43.9-40.3 .0439-.0403Aceite de bebe. 2 28.8-32 .0288-.032

Sustancia. Husillo. Viscosidad en cps. Viscosidad en Pa*sAceite comestible. 1 92.8 .0928Aceite comestible. 2 64 .064

Sustancia. Husillo. Viscosidad en cps. Viscosidad en Pa*s

Glicerina 1 605 .605

Análisis:Para el viscosímetro Stormer se compararon las gráficas obtenidas en Excel con las dadas como referencia. Se puede observar que tienen cierta correlación.

Viscosidad-Temperatura.

Viscosidad-Tiempo.

En el viscosímetro Zahn se obtuvieron errores debido a que no siempre se levantó la copa a la misma altura, y la mala posición que tenía la persona que estaba haciendo la prueba.

En el viscosímetro Brookfield solo hubo error en la medición de la glicerina ya que la persona que lo hizo no sabía calibrar el aparato e hizo la lectura errónea.

Conclusiones:

Con el viscosímetro Stormer se puede observar un ascenso en la temperatura que puede ocasionar errores en los cálculos. Con el viscosímetro Zahn puede haber ligeros errores humanos en la medición de tiempos y la altura a la que levantaban la copa. Con el viscosímetro Brookfield el error en la medición se puede basar en que el rotor se encuentre oscilando de forma anormal en una trayectoria circular.

Bibliografía:

http://www.twilight.mx/Viscosimetros/Viscosimetros-Zahn.html

www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/Propm5.htm

Robert Mott. Mecánica de fluidos. 6ta edición.