Universidad Nacional de Ingeniería

Facultad de Ingeniería Química y Textil

Departamento Académico de Ingeniería Química

Práctica de laboratorio N°6

Fisicoquímica I,QU-427 D
Viscosidad de líquidos
Grupo N° 3

Estudiantes : código:
● Moran Gilio ,Alexander Kim 20180432F
● Santiago Vara ,Aldair Albino 20181417K
Docentes :
● Nieto Juarez,Jessica Ivana
Fecha de realización de laboratorio: 23 / 06 / 2022
Fecha de entrega: 30/06/2022

Lima - Perú
 Índice

Introducción 2
1. Objetivos 3
1.1. Objetivos Generales 3
1.2.Objetivos Específicos 3
2.Diagrama de flujo 3
3. Parte Experimental 4
3.1. Materiales y Reactivos 4
3.2. Seguridad en el Laboratorio 8
3.3. Datos Experimentales 9
4. Resultados 12
4.1. Resultados 12
5.-Cuestionario 17
6. -Conclusiones 17
Referencias Bibliográficas 18

1
Introducción
En este laboratorio se midió el tiempo de caída en el bulbo secundario a través del
viscosímetro de Ostwald que posteriormente nos sirvió ,para hallar la viscosidad .Las
sustancias utilizadas para el análisis fueron el etanol y agua.Y usamos la fórmula derivada de
la ecuación de Hagen – Poiseuille que relaciona la densidades y los tiempos de fluido ,para
hallar la viscosidad de etanol a ciertas temperaturas y hallar el error relativo con los valores
teóricos.
Usamos la ecuación de Hagen – Poiseuille y hallamos el radio del tubo capilar del
viscosímetro, luego comparamos este resultado con lo que indica el proveedor y hallamos el
error relativo.
Se realizó una gráfica y análisis que relaciona la temperatura con la viscosidad y otra que
relaciona la concentración de etanol con la viscosidad.

2
1.-Objetivos Generales y Específicos:
1.1. Objetivos Generales:
● Adquirir destreza en la medición de la viscosidad de líquidos usando el método del
viscosímetro de Ostwald.

1.2.Objetivos Específicos:
● Realizar los cálculos a desarrollar para la determinación de la viscosidad.
● Calcular la viscosidad a diferentes temperaturas
● Entender el efecto de la viscosidad en función de la temperatura y la concentración.

2.-Diagrama de flujo:

3
3.-Parte Experimental
3.1.-Materiales y Reactivos

Materiales Utilidad

Termómetro: Con el termómetro pudimos medir la

temperatura a la que se encontraba el
viscosímetro de Ostwald

Viscosimetro de Ostwald: El viscosímetro nos ayudó a medir el tiempo de

fluido entre 2 marcas en el bulbo secundario el
cual es proporcional a la viscosidad.

Piseta: La piseta nos sirvió para limpiar los

instrumentos al finalizar el laboratorio.

Propipeta: Con la propipeta pudimos traspasar los líquidos

agua y etanol.Y también ,para poder succionar
el líquido y medir el tiempo entre las 2 marcas
del bulbo inferior el cual es proporcional a la
viscosidad en el viscosímetro de Ostwald .

Vaso precipitado de 300 ml: Con el vaso precipitado pudimos agregar y

quitar el agua ,para poder disminuir la
temperatura del viscosímetro.

4
Vaso de dewar: Este instrumento nos ayudó a conservar la
temperatura del viscosímetro y evitar pérdidas
de energía .

Baño maria: Este instrumento nos permitió regular la

temperatura,para poder utilizar el agua a la
temperatura que necesitábamos.

5
Reactivos Utilidad

Etanol(no controlado) El etanol lo usamos a diferentes

(Decreto Supremo N° 268-2019-EF (Anexo concentraciones,para poder calcular el tiempo
1).Extraído de de caída del líquido en la parte superior del
https://cdn.www.gob.pe/uploads/document/file/ bulbo inferior entre las 2 marcas en el
viscosímetro de Ostwald.Que nos va permitir
1488924/Anexos%201%20y%202%20del%20D
hallar la viscosidad con la fórmula que se
S%20268-2019-EF.pdf.pdf) desprende de la ecuación de Hagen -Poiseulle.
Del cual vamos a observar la relación que hay
de la concentración y la temperatura con la
viscosidad.

Agua El agua lo utilizamos de igual manera que el

etanol con el viscosímetro de Ostwald .Y nos va
ayudar a calcular la viscosidad experimental del
etanol a diferentes temperaturas.

6
3.2.Seguridad en el Laboratorio
● Al usar las soluciones de etanol .Debemos usar gafas de protección debido a que esta genera
irritación ocular grave.
● Debemos usar guantes al usar el baño María ,para evitar quemaduras.
● Debemos mantener alejado de fuentes de calor la solución de etanol,para poder evitar algún
incendio en el laboratorio.
● Debemos tener cuidado con maltratar y romper los materiales .A pesar que están hecho de
pirex la mayoría de nuestros instrumentos
● Debemos saber dónde se encuentra y utilizar el lavaojos en el laboratorio en caso haya
contacto ocular.
● Debemos saber dónde se encuentra y utilizar y el extintor en caso de incendio
Pictogramas

(Fuente:Carl Roth(2021) .Ficha de datos de seguridad de etanol . Extraído de

https://www.carlroth.com/medias/SDB-6724-ES-ES.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0
YXNoZWV0c3wyNzcyMjZ8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oZ
WYvaDNkLzkwMjc4MTA0NTk2NzgucGRmfDc5NzE5MTQ0YzJiZjRjYTAwNTg2ODU4OWE3Zjd
mMmRkYjk5ODM5MDRkYWRiOWVkN2M0MjY2Y2MwMGJlMWRmNmQ)

7
3.3. Datos Experimentales:

8
9
3.3.1.-Datos teóricos

Tabla 1.-Densidad del agua

Temperatura 19 °C 30 °C 42°C 53 °C

Densidad g/𝑐𝑚
3 0,998405 0,995647 0,991436 0,986652

(Fuente:Perry,R.Manual del Ingeniero Químico (pág 259 , 260).Tomo I(sexta

edición).EE.UU.Mc GRAW- HILL)

Tabla 2.-Viscosidad del agua

Temperatura 19 °C 30 °C 42°C 53 °C

Viscosidad(cp) 1.06 0.85 0.69 0.56

(Fuente:Perry,R.Manual del Ingeniero Químico (pág 459,460).Tomo I(sexta
edición).EE.UU.Mc GRAW- HILL)

Tabla 3.-Densidad del etanol aproximadamente al 99%

Temperatura 19 °C 30 °C 42°C 53 °C

Densidad g/𝑐𝑚
3 0,7902 0,78382 0,7703 0,7606

(Fuentes:Perry,R.Manual del Ingeniero Químico (pág 275).Tomo I(sexta edición).EE.UU.Mc

GRAW- HILL
The engineering Tool Box.Extraído de
https://www.engineeringtoolbox.com/ethanol-ethyl-alcohol-density-specific-weight-temperat
ure-pressure-d_2028.html?vA=19&degree=C#

Tabla 4.-La viscosidad para el etanol

Temperatura 19 °C 30 °C 42°C 53 °C

Viscosidad(cp) 1,26 1,02 0,83 0,69

(Fuente:Perry,R.Manual del Ingeniero Químico (pág 459,460).Tomo I(sexta
edición).EE.UU.Mc GRAW- HILL)

10
4.-Resultados y discusión:
Tabla 5.-Tabla de la temperatura y tiempo del agua

Agua 19°C 30°C 42°C 53°C

𝑡𝑝(𝑠) 11.05 9.14 8.5 7.68

Tabla 6.-Tabla de la temperatura y tiempo del etanol al 99%

Etanol 99% 19°C 30°C 42°C 53°C

𝑡𝑝(𝑠) 16.60 13.76 12.49 11.65

4.1. Determinar la viscosidad del etanol a las temperaturas dadas. (hacer un cálculo, como
demostrativo, y luego, poner los resultados en una tabla).

𝑡1
ρ𝐶 𝐻 𝑂𝐻×𝑡𝑝(𝐶 𝐻 𝑂𝐻)
𝑇1 𝑡1
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 = 2 5
𝑡1 𝑡1
2 5
× µ𝐻 𝑂
2 5 ρ𝐻 𝑂×𝑡𝑝(𝐻 𝑂) 2
2 2

30 ° 𝐶 3 3
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻=(0,78382 g/𝑐𝑚 × 13, 76 𝑠 ×0.85 cp)/(0,995647g/𝑐𝑚 × 9,14 s)
2 5

30 ° 𝐶
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻=1,0074 cp
2 5

Hallamos las viscosidades experimentales del etanol a diferentes temperaturas

Tabla 7.-Tabla de temperatura ,viscosidad teórica de etanol y viscosidad experimental.

Temperatura (°C) viscosidad viscosidad

experimental(cp) teórico(cp) del
del etanol etanol

19 1,2603 1,26

30 1,0074 1,02

42 0,7877 0,83

53 0,6564 0,69

11
4.2. Calcular el error relativo entre la viscosidad del etanol teórica (Tablas, bibliografía) y lo
experimental o calculada.
𝑇 𝑇
|µ𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜−µ𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝐿|
%Error= 𝑇
µ𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

T= 19 °C
|1,26 𝑐𝑝−1,2603 𝑐𝑝|
% Error = 1,26 𝑐𝑝
× 100%

=0,023%

T= 30 °C
1,02 𝑐𝑝−1,0074 𝑐𝑝
% Error = 1,02 𝑐𝑝
× 100%

=1,23%

T= 42 °C
0,83 𝑐𝑝−0,7877𝑐𝑝
% Error = 0,83 𝑐𝑝
× 100%

=5,09%

T= 53 °C
0,69 𝑐𝑝−0,6564 𝑐𝑝
% Error = 0,69 𝑐𝑝
× 100%

=4,86 %

4.3. Con los datos del agua, calcular el radio del tubo capilar del viscosímetro (comparar el
resultado con lo que indica el proveedor, y calcular su error relativo).
4
π𝑟 𝑡𝑃
𝑢= 8𝐿𝑉
ley de Hagen – Poiseuille

𝑃 = ρ𝑔ℎ ℎ=𝐿

4 8𝑢𝑉
entonces: 𝑟= πρ𝑔𝑡

Calculamos el radio a la temperatura ambiente:

A 19°C

12
 −3 𝑘𝑔 −6 3
4 8(1.06×10 𝑚.𝑠
)(8 ×10 𝑚)
𝑟= 𝑘𝑔 𝑚 = 0. 668 𝑚𝑚
π(998.405 3 )(9.81 2 )(11.05 𝑠)
𝑚 𝑠

Con los datos del proveedor de

N° viscosímetro: 200
Marca:Cannon-Fenske
2
𝑚𝑚 −7 2 2
Constante de fabricante:0. 1 𝑠
= 10 𝑚 /𝑠

Tubo de viscosimetro cannon fenske calibrado tamaño

200.viaindustrial.Bogotá.Colombia.Recuperado de:
https://www.viaindustrial.com/tubo-de-viscosimetro-cannon-fenske-calibrado-tamano-200-79
88-43-ace-glass/pp/P239926/

4
µ π𝑟 𝑡ρ𝑔 4 8𝑘𝑉
µ𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑎 = 𝑘(𝑡) = ρ
→ 𝑘𝑡 = 8𝑉ρ
𝑟= π𝑔

−7 −6
4 8𝑘𝑉 4 8(10 )(8×10 ) −4
𝑟= π𝑔
= π(9.81)
= 6. 75 × 10 𝑚 = 0. 675 𝑚𝑚
Hallamos el error relativo:
|𝑟𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑟𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝐿| |0.675−0.668|
%Error= = 0.675
× 100 = 1. 037%
𝑟𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

Se obtuvo un pequeño margen de error, esto puede ser debido a la inexactitud de las
mediciones de tiempo y regulación de la temperatura en el que se realizó el experimento.
4.4. Graficar el efecto de la temperatura con la viscosidad (experimental y bibliográficos),
compare y explique cómo varía o se relacionan
Tabla 8.-Tabla de temperatura ,viscosidad experimental y teórica del etanol

Temperatura (°C) viscosidad viscosidad

experimental(cp) del teórico(cp) del
etanol etanol

19 1,2603 1.26

30 1,0074 1.02

42 0,7877 0.83

53 0,6564 0.69

13
 Figura 1: Viscosidad experimental del etanol vs temperatura.
La viscosidad disminuye a medida que la temperatura aumenta según una función exponencial, al
compararlo con los datos teóricos se puede deducir que se realizó una buena medición con pequeños
errores que no afectará significativamente en los cálculos.

14
 Figura 2: Viscosidad teórica del etanol vs temperatura.
La viscosidad en el etanol disminuye a medida que la temperatura aumenta según una función
exponencial, esta disminución se debe a que la viscosidad está relacionada directamente proporcional
a la densidad, al aumentar la temperatura disminuye la densidad(se demostró en el laboratorio
pasado), entonces disminuye la viscosidad.

4.5. Graficar el efecto de la concentración de etanol con la viscosidad, explique cómo varía.
Tabla 9.-Tabla de densidad del etanol a diferentes concentraciones y T°C constante.
19°𝐶 19°𝐶 19°𝐶
ρ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 a 50% ρ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 a 75% ρ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 a 100%
2 5 2 5 2 5

0.91384 g/cm3 0.84564 g/cm3 0,7902 g/cm3

(Fuente:Perry,R.Manual del Ingeniero Químico (pág 275 , 276).Tomo I(sexta
edición).EE.UU.Mc GRAW- HILL)

Tabla 10.-Tabla de la concentración de etanol y tiempo promedio a T°C constante.

Etanol a Tp: 50% a 18°C 75% a 18°C 100% a 20°C

𝑇𝑝(°𝐶) = 19 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥

𝑡𝑝(𝑠) 31.84 28.44 16.60

𝑡1
ρ𝐶 𝐻 𝑂𝐻×𝑡𝑝(𝐶 𝐻 𝑂𝐻)
𝑇1 𝑡1
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 = 2 5
𝑡1 𝑡1
2 5
× µ𝐻 𝑂
2 5 ρ𝐻 𝑂×𝑡𝑝(𝐻 𝑂) 2
2 2

Para 50%:
19°𝐶
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 = (0. 91384 𝑔/𝑐𝑚3 × 31. 84 𝑠 × 1. 06 𝑐𝑝)/(0,998405 g/cm3×11.05 s)
2 5

19°𝐶
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻=2.80 cp
2 5

Para 75%:
19°𝐶
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 = (0.84564 𝑔/𝑐𝑚3 × 28. 44 𝑠 × 1. 06 𝑐𝑝)/(0,998405 g/cm3×11.05 s)
2 5

19°𝐶
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻=2.31 cp
2 5

Para 100%:
19°𝐶
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻 = ( 0, 7902 𝑔/𝑐𝑚3 × 16. 60 𝑠 × 1. 06 𝑐𝑝)/(0,998405 g/cm3×11.05 s)
2 5

15
 19°𝐶
µ𝐶 𝐻 𝑂𝐻=1.26 cp
2 5

Tabla 11.-Tabla de la concentración y viscosidad del etanol a T°C constante.

concentración de etanol % a viscosidad del etanol (cp)

18.67°C

50 2.80

75 2.31

100 1.26

Figura 3: Viscosidad del etanol vs concentración %.

Se observa una disminución de la viscosidad a medida que aumenta la concentración de etanol esto se
debe que al mezclar etanol con agua, el grupo -OH del alcohol interacciona fuertemente con el H+ de
las moléculas del agua mediante una unión fuerte denominada puentes de hidrógeno,e aumentando las
fuerzas internas, entonces al aumenta concentración menor interacción puente de hidrogeno por que
disminuye el H+ del agua entonces menor viscosidad.

La mayor interacción podría ocurrir cuando se tiene mayor cantidad -OH y H+ esto podría ocurrir a
una concentración de 50% de etanol.

16
5.-Cuestionario:

¿Qué son los fluidos Newtonianos y no Newtonianos?

Los fluidos newtonianos presentan una viscosidad constante que no cambia ,sin importar la
presión que se haga al líquido .En cambio los fluidos no newtonianos sucede que si se le
aplica suficiente fuerza a los fluidos su viscosidad cambia .

El fluido no newtoniano posee propiedades de un líquido y de un sólido(presenta propiedades

como elasticidad ,plasticidad )..En cambio un fluido newtoniano se comporta como un
líquido

(Fuentes:
Differbetween. Diferencias entre fluidos Newtonianos y no Newtonianos.Extraído de
https://es.differbetween.com/article/difference_between_newtonian_and_non_newtonian_fluids
Schlumberger.Oilfield Glossary en Español.Extraído de
https://glossary.oilfield.slb.com/es/terms/n/non-newtonian_fluid)

6.-Conclusiones:

● Se obtuvieron pequeños errores aceptables en los cálculos, debido al buen manejo en la

medición usando el método del viscosímetro de Ostwald.

● Al calcular la viscosidad del etanol a diferentes temperaturas y hallando su errores relativos

con los valores teóricos obtuvimos los valores de 0,023%;1,23%;5.09% y 4,86%.Los cuales
son aceptables

● En las gráficas se comparó el valor experimental con el teórico y se pudo observar un margen
de error aceptable verificando que la viscosidad del etanol disminuye a medida que la
temperatura aumenta.

● Se usó la fórmula de Hagen – Poiseuille y su procedente, satisfactoriamente, en los cálculos

tanto de la viscosidad como del radio del tubo capilar,obteniendo pequeños márgenes de error
aceptables.

● En la gráfica de la concentración de etanol con la viscosidad se deduce la importancia de las

fuerzas intermoleculares en la medición de esta propiedad, a mayor fuerza interna mayor
resistencia a fluir del líquido.

17
Referencias Bibliográficas

● Perry,R.Manual del Ingeniero Químico (pág 259 , 260,275).Tomo I(sexta edición).EE.UU.Mc

GRAW- HILL
● Differbetween. Diferencias entre fluidos Newtonianos y no Newtonianos.Extraído de
https://es.differbetween.com/article/difference_between_newtonian_and_non_newtonian_fluids)

● Schlumberger.Oilfield Glossary en Español.Extraído de

https://glossary.oilfield.slb.com/es/terms/n/non-newtonian_fluid

● Carl Roth(2021) .Ficha de datos de seguridad de etanol . Extraído de

https://www.carlroth.com/medias/SDB-6724-ES-ES.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0
YXNoZWV0c3wyNzcyMjZ8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oZ
WYvaDNkLzkwMjc4MTA0NTk2NzgucGRmfDc5NzE5MTQ0YzJiZjRjYTAwNTg2ODU4OWE3Zjd
mMmRkYjk5ODM5MDRkYWRiOWVkN2M0MjY2Y2MwMGJlMWRmNmQ

● The engineering Tool Box.Extraído de

https://www.engineeringtoolbox.com/ethanol-ethyl-alcohol-density-specific-weight-te
mperature-pressure-d_2028.html?vA=19&degree=C#
● Determinación de la constante (k) del viscosímetro.Extraído de
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/9403/4.3+Determinaci%F3n+de+la+con
stante+(K)+del+viscos%EDmetro.pdf;jsessionid=E43ABEB933A4C4B9D03C8AB786B761
FB?sequence=10

● Decreto Supremo N° 268-2019-EF (Anexo 1).Extraído de

https://cdn.www.gob.pe/uploads/document/file/1488924/Anexos%201%20y%202%20del%20DS%20
268-2019-EF.pdf.pd

● Bullon,O.,Hermoza,E.,Paucar,K.,Guía de prácticas de laboratorio de fisicoquímica 1 (2017)

(pág 27-35).Lima,Perú

18