AMANDA FIGUEIRDEO PEREIRA – 1175505

MARCELO ANDRÉ PETRY PONTES – 1046861

RAQUEL DE ALMEIDA KONZEN – 1151711

PROPRIEDADES DE LÍQUIDOS E ESTRUTURA MOLECULAR,

DENSIDADE E VISCOSIDADE

Grupo 1

Experimento realizado no dia 13 de abril de 2012.

1 INTRODUÇÃO

As propriedades químicas descrevem uma transformação química, tal como a

interação de uma substância com outra, ou a transformação de uma substância em outra.

As propriedades físicas não envolvem qualquer mudança na composição ou identidade da

substância, isto é, são propriedades que podem ser observadas e medidas sem modificação

de sua composição. As propriedades físicas podem ser classificadas como extensivas

(diretamente proporcional à quantidade de matéria da substância) e intensivas (independem

de matéria).1

A densidade absoluta é também uma propriedade específica, isto é, cada substância

pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias.1

Já a viscosidade é a resistência apresentada por um fluido à alteração de sua forma,

ou aos movimentos internos de suas moléculas umas em relação às outras. A viscosidade

de um fluido indica sua resistência ao escoamento sendo o inverso da viscosidade, a fluidez.

Os materiais são divididos em duas categorias gerais, dependendo de suas características

de fluxo: newtonianos (viscosidade constante) e não newtonianos (aumento da velocidade

de cisalhamento).2

O objetivo do experimento é determinar a densidade e a viscosidade de substâncias

puras e de misturas, além de relacionar estes resultados com outras propriedades que estão

relacionadas com a estrutura molecular do sistema.

2 EXPERIMENTAL

2.1 Determinação da densidade e viscosidade relativa de uma substância pura.

Em primeiro lugar, o volume do picnômetro foi aferido, utilizando-se para isto a

densidade da água à temperatura ambiente no momento do experimento, a massa do

picnômetro vazio e a massa do picnômetro completo com água. Em seguida determinou-se

também a densidade do etanol, fazendo uso do mesmo raciocínio, e utilizando para os

cálculos o volume do picnômetro vazio e a massa devida à quantidade de etanol que se

encontrava dentro do picnômetro.

Após o cálculo da densidade do etanol, o próximo experimento foi montado, e para

isto o viscosímetro, como o da Figura 1, foi colocado em um suporte provido de garra. Água

destilada foi adicionada até que o maior bulbo do viscosímetro se encontrasse com pelo

menos metade de seu volume completo com o líquido. Com a ajuda de uma pêra, a água

destilada foi elevada até a metade do bulbo A, e a partir deste ponto a água foi deixada

escoar livremente. O tempo que o líquido levou para escorrer pelo bulbo B foi o marcado.

Este procedimento foi repetido três vezes para utilizar nos cálculos a média das medidas.

Depois das três medidas relativas à agua serem anotadas, o mesmo procedimento foi

utilizado com uma solução de etanol (0,79 kgL-1).

Figura 1: Viscosímetro de Cannon-Fenske utilizado para determinação da viscosidade.3

2.2 Dependência da viscosidade com a composição da mistura.

Com o auxílio de uma balança e uma bureta, soluções de 5, 10, 20 e 30% (m/m) de

sacarose foram preparadas. Para isto, foram utilizadas massas de 1,25, 2,50, 5,00 e 7,50

gramas, respectivamente. Para se obter a confirmação das concentrações das soluções de

sacarose, um refratômetro foi utilizado. Após a confirmação das concentrações de cada

solução, o procedimento para utilização do viscosímetro foi retomado. O tempo foi medido

em triplicata para cada solução de sacarose, assim como foi para a água e para o etanol.

A

B

C

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Determinação da densidade e viscosidade relativa de uma substância pura.

A densidade absoluta () de uma substância é definida como a relação entre a sua

massa e o seu volume:

(1)

Para calcular o volume do picnômetro utilizou-se: um líquido referência (água pura a

25,5 C), cujo valor de densidade é conhecido, 0,9979186 g.cm-3,4 massa do picnômetro

vazio, 11,8585 g; e massa do picnômetro com água, 19,9886 g. Através da equação 1,

obteve-se o volume de 8,1470 cm-3.

A viscosidade relativa de um líquido (r) pode ser determinada através da seguinte

equação:

(2)

Onde: , , são, respectivamente, a viscosidade, a densidade e o tempo da

substância a ser analisada, e , , são, respectivamente, a viscosidade, a densidade e

o tempo da substância referência.

Usufruindo das equações 1 e 2, calculou-se a densidade, a viscosidade relativa e a

viscosidade absoluta da água, do etanol, e das soluções de sacarose 5%, 10%, 20% e 30%,

cujos valores são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1: valores de densidade, de viscosidade relativa e de viscosidade absoluta em

relação viscosidade absoluta da água a 25 C.4

substância

ou solução Mps / g ms / g / g.cm-3 t / s r i / mPa.s

água 19,9886 8,1301 0,99792 64,11 1 0,890

etanol 18,2853 6,4268 0,78885 99,49 1,227 1,09

sacarose 5% 20,1465 8,2880 1,0173 71,50 1,137 1,01

sacarose 10% 20,3178 8,4593 1,0383 77,34 1,255 1,12

sacarose 20% 20,6710 8,8125 1,0817 107,72 1,821 1,62

sacarose 30% 21,0521 9,1936 1,1285 197,66 3,486 3,10

Onde, mps é a massa do picnômetro seco, ms é a massa do picnômetro com o líquido,

é a densidade, t é o tempo médio gasto pelo viscosímetro, r é a viscosidade relativa em

relação a água e i é a densidade absoluta da substância ou solução.

O valor encontrado para a densidade do etanol, no experimento, foi de

0,78885 g.cm-3 à 23,2 C, que pode ser considerado dentro do esperado, já que o valor no

rótulo de etanol à 25 C é de 0,79 g.cm-3.

O valor encontrado para a viscosidade do etanol, no experimento, foi de 1,09 mPa.s

à 23,2 C, que pode ser considerado dentro do esperado, já que o valor tabelado de

viscosidade para o etanol à 25 C é de 1,074 mPa.s.4

2.2 Dependência da viscosidade com a composição da mistura.

Para as soluções de 5, 10, 20 e 30% de sacarose encontramos valores de

viscosidade que foram mostrados na Tabela 1, montando um gráfico, obtém-se a Figura 2. A

partir disto, verificou-se que quanto mais concentrado, mais viscoso será a solução de

sacarose .

Figura 2: viscosidade absoluta das soluções de sacarose em relação a suas concentrações.

3 CONCLUSÃO

O objetivo da prática foi o de determinar a densidade e viscosidade de líquidos,

puros e misturas, através do picnômetro e o viscosímetro de Cannon-Flenske,

respectivamente. Dentro deste objetivo, observou-se que é de fácil realização a medida de

densidade de um líquido com uma grande precisão, fazendo uso do picnômetro. Também

observou-se que a temperatura tem um efeito grande na viscosidade, pois substâncias a

temperaturas apenas um pouco diferentes já podem apresentar grandes divergência de

resultados para a viscosidade.

4 REFERÊNCIAS

1 CÉSAR, Janaína; PAOLI, Marco-Aurélio De; ANDRADE, João Carlos de, “A determinação da densidade de sólidos e líquidos”, disponível em: <http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/11544/articleI.pdf?sequence=3> acessado em 19 de abril de 2012. 2 SILVA, Larissa Ciro Souza da, “Viscosidade”, disponível em < http://ebah-files.s3.amazonaws.com/ABAAAeoWIAK?Expires=1334879270&AWSAccessKeyId=AKIAIII5BVM6PM2O7MPA&Signature=W%2BxIR2IiO8uNq4S6u1MEoHDM3IQ%3D> acessado em 19 de abril de 2012. 3 Miranda-Pinto, Clotilde Otília B., “Manual de Trabalhos Práticos de Físico-Química”, 1 ed., Belo Horizonte, 2006. 4 HANDBOOK. CRC "handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data" . 86th ed. Boca Raton: CRC, 2006.