Instituto Tecnológico de Durango

Ingeniería Bioquímica

Fenómenos de transporte

Práctica II:

Viscosimetría de tubo capilar Alumnas:

Arzola Reyna Lourdes Fabiola 12040516

Pérez Alvarado Gitzel Ivone 11040770

Ortiz Carmona Guillermo

Ing. Luis Gabriel Montoya Ayón

Introducción En la presente trabajo se pretende conocer el viscosímetro de Ostward Cannon- Fenske,

para llevar a cabo éste propósito es necesario saber el funcionamiento y la manera de

manejar dicho aparato. La teoría básica se encuentra en el marco teórico, en el se

muestra una descripción breve de lo que es la viscosidad de las sustancias, así como el

concepto de flujo laminar, el funcionamiento de un viscosímetro, y los resultados de

elaborar la práctica de “viscosimetría de tubo capilar”, esto después de determinar la

viscosidad de varias sustancias de baja viscosidad y que no presentan solidos

suspendidos, tales como: vinagre de manzana Clemente Jaques, Belight de limón y jugo

de manzana clarificado utilizando correctamente el viscosímetro de Ostwald; los

resultados obtenidos se localizan en tres tablas que se encuentran a lo largo del

documento.

Objetivo Determinar la viscosidad de varias muestras utilizando correctamente el viscosímetro de

Ostwald Cannon- Fenske

Que el alumno comprenda los fundamentos de la viscosímetro

Conocer el fundamento del viscosímetro de Ostward Cannon- Fenske

Marco teórico La viscosidad es la propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le

aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los

fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en

movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad,

que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en

el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su

viscosidad (Basurto, 2001).

Se mide fácilmente en las condiciones de flujo laminar. El flujo laminar es el que puede

considerar formando delgadas laminas que fluyen unas sobre otras a velocidades

diferentes. Cuando el flujo no sigue este esquema se llama turbulento.

También ocurre flujo laminar cuando fluyen por tubos los fluidos a velocidad moderada. La

capa fina del fluido en contacto con la pared es probablemente estacionaria; la capa

siguiente fluye lentamente y la capa adyacente con mayor rapidez. El fluido corre

entonces como si consistiera en muchos cilindros concéntricos, cada uno de los cuales se

mueve con velocidad constante, que aumenta de la pared al centro del tubo. Poiseuille

estudio el movimiento en capilares y halló que el volumen del líquido que pasa por un

capilar en la unidad de tiempo era proporcional a la presión, a la cuarta potencia del radio

del tubo e inversamente proporcional a la longitud del tubo (Perry & Chilton., 2007).

Algunos de los viscosímetros más sencillos se basan en el análisis del flujo por un tubo

capilar, a través del cual el fluido fluye por gravedad; entre ellas tenemos los

viscosímetros Cannon- Fenske. Existen diversos tipos de viscosímetros Cannon - Fenske,

en función de la viscosidad a medir, por lo que debe tomarse para el ensayo el que esté

dentro del rango de viscosidades a medir (Hervás, 2009).

Materiales y Métodos:

Se utilizaron tres sustancias diferentes las cuales deben ser poco

viscosas y no deben presentar solidos suspendidos: Vinagre de manzana

marca Clemente Jaques, Belight sabor limón y jugo de manzana

clarificado Del valle, el viscosímetro Ostwald-Cannon Fenske #100, una

probeta de 250 mL, una pipeta graduada de 10 mL, un densímetro, un

termómetro y cuatro vasos de precipitado.

Al inicio, en la probeta de 250 mL con ayuda de un densímetro se midió la densidad de las tres sustancias y la del agua destilada, posteriormente se tomó la temperatura de cada uno de los fluidos. Después, se agregaron 10mL del fluido en el viscosímetro, se succiono hasta pasar la primer marca, con un cronometro se tomó el tiempo que tardo en bajar hasta la segunda marca, este procedimiento se repitió tres veces, se obtuvo un promedio del tiempo que tardo el fluido en bajar hasta la segunda marca; esto se realizó con los tres fluidos

Fig 1- Viscosimetro Ostwald-Cannon

Fenske #100 problema y con el agua destilada. Con estos estos datos se sustituyó en la ecuación para obtener la viscosidad de cada uno de los fluidos

problema.

Para lograr obtener la viscosidad de los fluidos problemas se utilizó la siguiente ecuación:

Resultados

Tabla 1-Resultados obtenidos con agua destilada

Sustancia Temperatura (°C)

Densidad (g/mL)

Tiempo (s)

Agua destilada

25 1 47.40

46.42

46.92 Tiempo medio del agua=46.9133

Tabla 2- Resultados obtenidos con jugo de manzana clarificado Del valle.

Sustancia Temperatura (°C)

Densidad (g/mL)

Tiempo (s)

Jugo de manzana

clarificado Del valle

26 1.05 59.98

57.94

58.57

=1.319216cp

Tabla 3- Resultados obtenidos con Vinagre de manzana Clemente Jaques

Sustancia Temperatura (°C) Densidad (g/mL) Tiempo (s)

Vinagre de

manzana Clemente

Jaques

26 1.02 53.00

53.05

52.82

=1.153582cp

Tabla 4- Resultados obtenidos con Belight sabor limón

Sustancia Temperatura (°C) Densidad (g/mL) Tiempo (s)

Be light limón 26 1.01 55.94

55.68

54.11

=1.1681cp

Discusión de Resultados Con los resultados que obtuvimos experimentalmente se procedió a hacer los cálculos

para conocer la viscosidad de los fluidos problema, que eran el jugo de manzana

clarificada del valle, el vinagre de manzana y el belight sabor limón. Utilizando como fluido

de referencia el agua destilada.

Para el caso del tiempo de referencia, que es el agua destilada con el tiempo medio

obtenido de los tiempos cronometrados que se presentan en la Tabla 1, se calculó un

tiempo promedio cuyo valor fue de 46.9133s, en el caso del promedio del tiempo del jugo

de manzana clarificado Del valle se obtuvo un valor de 58.83s y se midió una densidad de

1.05, lo cual se puede constatar en la tabla 2. Los tiempos que se cronometraron para el

vinagre de manzana se muestran en la tabla 3, donde el promedio es de 52.9566s y se

tiene una densidad de 1.02; por último, en el caso de la bebida Belight de limón Tabla 4, el

promedio del tiempo fue de 55.2433 y presentó una densidad de 1.01.

El fluido que presenta una viscosidad mayor es el jugo de manzana clarificado Del valle

con un valor obtenido de 1.319216cp y el que tiene una menor viscosidad es el vinagre de

manzana Clemente Jaques, con un valor de =1.153582cp con lo cual observamos que la

diferencia entre el valor mayor y el menor es relativamente pequeña, y que la viscosidad

que presenta el vinagre es similar a la del agua destilada. De igual manera, la viscosidad

de la bebida Belight de limón presento una viscosidad más aproximada a la del vinagre

que a la del jugo de manzana clarificado, y por lo tanto, más similar a la de nuestro liquido

de referencia.

Conclusiones

En esta práctica utilice el viscosímetro Ostwald-Cannon Fenske #100 de tubo capilar es

bastante sencilla, tiene un manejo práctico y no tan complejo, con este tipo de

viscosímetro solo es posible hacer mediciones de fluidos que sean poco viscosos y que

no tengan solidos suspendidos, ya que el capilar es delgado y puede taparse. Con los

tiempos medidos se procede a hacer los cálculos, teniendo un fluido como referencia, el

cual fue el agua destilada. Para lograr unos resultados precisos, es recomendable hacer

mínimo tres mediciones con cada uno de los líquidos y con estos resultados obtener un

promedio, lo cual nos dará mayor exactitud. De igual manera se debe de tener mucha

precaución cuando el fluido supere la primera marca y la segunda, para que los tiempos

sean precisos.

Arzola Reyna Lourdes Fabiola

En esta práctica, trabaje con el viscosímetro de tubo capilar Ostwald-Cannon Fenske

#100, que me permitió realizar las mediciones a líquidos con poca viscosidad, como el

agua de limón, el jugo de manzana clarificado, vinagre, entre otros. La utilización del

viscosímetro OstwaldCannon Fenske #100 es sencilla, solo se debe tener cuidado para

lograr que las determinaciones sean lo más precisas posible y que los resultados que

obtengamos sean exactos y puedan ser utilizados para los cálculos posteriores, por este

motivo, se midió el tiempo tres veces a cada fluido, para después obtener un promedio del

tiempo y obtener mayor precisión.

Pérez Alvarado Gitzel Ivone

Con esta práctica utilice un viscosímetro de tubo capilar, el cual solamente se puede

utilizar para fluidos que sean poco viscosos, puesto que el diámetro del viscosímetro es

pequeño y no puede ser utilizado para sustancias de alta viscosidad, es recomendable

que la sustancia problema no presente solidos suspendidos. Este viscosímetro es sencillo

y es practico al momento de realizar las mediciones, es necesario tener cuidado al

momento de tomar los tiempos para no tener errores significativos.

Ortiz Carmona Guillermo

Bibliografía Basurto, L. (23 de Marzo de 2001). ALNICOLSA. Recuperado el 6 de Octubre de 2014, de

http://taninos.tripod.com/viscosidad.htm

Hervás, J. A. (6 de Enero de 2009). MatematicasIn. Recuperado el 6 de Octubre de 2014, de

http://www.matematicasypoesia.com.es/metodos/melweb08_Cannon.htm

Perry, & Chilton. (2007). Enciclopedia de tecnologia química . Colombia: Hispano- Americana.