Inf-4 Fisicoquimica Viscocidad.docx

PRACTICA N°4 FENOMENOS DE TRANSPORTE (VISCOCIDAD) Alvis R 1, Cásalas M 1, Castro N1, Menco L1, Moreno W 1, Muñoz A1. Martínez Emiliano 2.

1. Estudiantes de la U de C 2. Docente del laboratorio de Fisicoquímica II Universidad de Cartagena Facultad de ciencias exactas y naturales 17 de Septiembre del 2018 RESUMEN Esta práctica consistió en medir la viscosidad de varias soluciones que contenían glicerol, azúcar y agua; variando las concentraciones del glicerol y azúcar mientras que el agua se mantenía en 20mL, con la ayuda del viscosímetro se pudo ver el comportamiento de dichas muestras, y la función de las agujas en la medida. Palabras Claves: Viscosidad, Concentración. ABSTRADS This practice consisted in measuring the viscosity of several solutions containing glycerol, sugar and water; by varying the concentrations of glycerol and sugar while the water was kept at 20mL, with the help of the viscometer we could see the behavior of these samples, and the function of the needles in the measurement.

Keywords: Viscosity, Concentration.

1. INTRODUCCIÓN Al trabajar con dos variables cuantitativas podemos estudiar la relación que existe entre ellas

mediante la correlación y la regresión. Aunque los cálculos de ambas técnicas pueden ser similares en algunos aspectos e incluso dar resultados parecidos, no deben

confundirse. En la correlación tan solo medimos la dirección y la fuerza de la asociación de una variable frente a la otra, pero nunca una relación de causalidad. Solo cuando tenemos

cuerpo material contenido en un volumen definido de ella.

Una variable que es causa o depende de otra, podremos realizar entonces una regresión.

Por lo tanto la masa y el volumen de una sustancia la podemos evaluar así: > Masa: m=ρ.V > Volumen: V = m / ρ

La regresión lineal múltiple estima los coeficientes de la ecuación lineal, con una o más variables independientes, que mejor prediga el valor de la variable dependiente. Por ejemplo, se puede intentar predecir el total de facturación lograda por servicios prestados en una IPS cada mes (la variable dependiente) a partir de variables independientes tales como: Tipo de servicio, edad, frecuencia del servicio, tipo de usuario y los años de antigüedad en el sistema del usuario. Esta práctica tiene como objetivo observar los efectos de la concentración sobre la densidad y el índice de refracción de una solución acuosa de glicerina y sacarosa. 2.

MARCO TEÓRICO

Las diferentes partículas que existen en la naturaleza están conformadas por partículas (átomos, iones o moléculas) que según las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentran definirán el estado de agregación molecular (sólido, líquido o gaseoso) y una condición muy característica. Para caracterizar el estado tan singular de la sustancia, se emplea la propiedad física intensiva denominada densidad (ρ), que nos indicara la cantidad de masa del

(Ecuación 1)

Unidades: Las unidades en la que puede estar la densidad son:

Por otro lado la refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda, cuando pasa de un medio a otro. El índice de refracción relaciona la velocidad de la luz en el vacío con la velocidad de la luz en el medio. El valor del índice de refracción permite diferenciar medios más o menos refringentes. Así un medio con un valor pequeño de n es menos refringente, mientras mayor es. Siendo esto, a R se le denomina coeficiente de correlación múltiple y representa el porcentaje de variabilidad de la Y que explica el modelo de regresión. Como scE < scG, se verifica que 0 < R2 < 1. Si R2 = 1 La relación lineal es exacta y si R2 = 0 no existe relación lineal entre la

variable respuesta y las variables regresoras. El coeficiente de correlación múltiple R es igual al coeficiente de correlación lineal simple entre el vector variable respuesta y el vector de predicciones ,

El coeficiente de correlación múltiple R presenta el inconveniente de aumentar siempre que aumenta el número de variables regresoras, ya que al aumentar k (número de variables regresoras) disminuye la variabilidad no explicada, algunas veces de forma artificial lo que puede ocasionar problemas de multicolinealidad. Si el número de observaciones n es pequeño, el 2 coeficiente R es muy sensible a los valores de n y k. En particular, si n = k + 1 el modelo se ajusta exactamente a las observaciones. Por ello y con el fin de penalizar el número de variables regresoras que se incluyen en el modelo de regresión, es conveniente utilizar el coeficiente de determinación corregido por el número de grados de libertad, 2. Este coeficiente es similar al anterior, pero utiliza el cociente de varianzas en lugar del cociente de sumas de cuadrados. Para su definición se tiene en cuenta que (Ecuación 2) Cambiando las sumas de cuadrados por varianzas se obtiene el coeficiente de determinación corregido por el número de grados de libertad, 2, definido como sigue:

(Ecuación 3) Ahora es fácil deducir la siguiente relación entre los dos coeficientes de determinación

(Ecuación 4) También es fácil relacionar el estadístico del contraste de regresión múltiple con el coeficiente de determinación, obteniendo

(Ecuación 5) MATERIALES Y REACTIVOS          

4 Beaker de 50mL 1 Pipeta de 5mL 6 Balones fondo plano 25mL 1 Pesa sustancia 1 Espátula 1 Frasco lavador 1 Probeta 50mL Glicerol Azúcar Agua destilada

1. METODOLOGIA EXPERIMENTAL 1.1.

Viscosidad

En esta segunda parte se prepararon soluciones espesas o viscosas de glicerol, azúcar y agua destilada variando cada una de ellas las concentración y lo que se mantuvo

estable al momento de preparar la soluciones fue la cantidad de agua. (Tabla N°1). 2. RESULTADOS Resultados y discusión

N°

v=20rmp

v=50rmp v=100rmp

punta 64

punta 64 punta 64

1

0

0

0

2

0

0

0

N° agua (mL)

Glicerina (mL)

Sacarosa (g)

3

0

0

0

4

0

0

0

1

20

5,0

1,5

5

0

0

0

2

20

7,5

3,0

6

0

0

0

3

20

10,0

4,5

7

0

0

0

4

20

12,5

6,0

8

0

0

0

5

20

15,0

7,5

9

0

0

0

6

20

17,5

9,0

10

0

0

0

7

20

20,0

10,5

Tabla; 2 (viscosidad de las soluciones).

8

20

22,5

12,0

9

20

25,0

13,5

10

20

27,5

15,0

En la tabla 2; ninguna de las soluciones marco viscosidad esto se le atribuye al equipo el cual posiblemente se encontraba des calibrado o dañado, ya que el aparato está diseñado para medir viscosidades en esas condiciones; pero no se descarta que cambiando la punta y aumenta la velocidad pueda arrojar algún valor. Más adelante se observara dicha hipótesis.

Tabla; 1(muestras iniciales) En la práctica realiza se midió la viscosidad de varias soluciones, con el fin de verificar el estado del viscosímetro. Las soluciones fueron preparadas utilizando las cantidades mostradas en la tabla 1; donde se trabajó con glicerina, sacarosa y agua. La práctica consistió en medir la viscosidad de cada solución teniendo en cuenta la velocidad con la que trabajaba el equipo y el tamaño de la punta utilizada en cada proceso.

N°

v=20rmp

v=50rmp v=100rmp

punta 63

punta 63 punta 63

1

0

79,0

0

2

0

62,0

0

3

0

0

0

4

0

60,0

0

5

0

79,0

0

6

0

0

7

0

8

v=20rmp

v=50rmp v=100rmp

punta 62

punta 62 punta 62

1

0

0

2,7

0

2

0

0

4,5

91,0

0

3

0

16,2

25,2

0

0

10,0

4

0

3,0

10,5

9

0

79,0

13,0

5

40,0

5,4

12,3

10

0

0

17,0

6

0

11,4

14,1

Tabla; 3 (viscosidad de las soluciones).

7

45,0

31,2

155,7

En esta parte del experimento el equipo arrojo valores algo aceptables, ya que se puede decir que la punta 64 no está apta para dichas soluciones, aunque se sospecha de forma casi que segura que el equipo no está en buenas condiciones.

8

0

48,0

25,5

9

39,0

45,0

33,6

10

12,0

33,0

32,0

Al comparar los datos de la tabla 2 y los de la tabla 3, se sabe que la tabla 2 no arrojo resultado alguno a diferencia de la tabla 3, que si mostro resultados bastante confusos. Esto hizo que se realizara un segundo experimento con el fin de verificar que en verdad el equipo estaba malo o que las condiciones no eran las adecuadas para trabajar. Cuando se habla de condiciones también abarcamos las muestras, ya que se sabe que es la parte donde las personas más tienden a cometer errores.

N°

Tabla; 4 (viscosidad de las soluciones). Inicialmente teníamos una duda donde no sabíamos si el equipo estaba en las condiciones o las condiciones no eran las adecuadas. Se sabe que en la tabla 2 no hubo resultado alguno esto se le puede atribuir directamente al equipo es decir está dañado. No conformes con dicho resulta se realizó un segundo experimento (ver tabla 3).con los resultados obtenidos en ese experimento se llegó a una confusión mucho mayor ya que el equipo empezó a arrojar valores, no del todo confiables pero se podía decir que el equipo no estaba del todo malo. Esto causo que se hiciera un tercer experimento (ver tabla 4). Este último nos mostró que posiblemente el

equipo estaba descalibrado pero no dañado. Se pudo deducir que estaba descalibrado porque los valores de viscosidad no llevaban una secuencia lógica. Es decir los más concentrados en ocasiones tenían menor viscosidad que los menos concentrados.

3. CONCLUSION Los resultados de esta práctica nos permiten conocer más a fondo conceptos relacionados con la viscosidad. Se pudo observar que la velocidad con la que se mueve la aguja del viscosímetro es de vital importancia, ya que si la velocidad es mayor y el número de la aguja es el indicado, la viscosidad se puede medir de manera más fácil y segura.

4. BIBLIOGRAFIA

1. Guía de laboratorio de fisicoquímica. Universidad de Cartagena. 2. “Electroquímica moderna” John O'M. Bockris, Amulya K. N. Reddy Reverte, 1979 3. “Introducción a la fisicoquímica: termodinámica” Thomas Engel, Philip Reid Pearson Educación, 2007 4. “Fisicoquímica. Manual de Laboratorio” Universidad De Medellin, 2007