Reologia

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Universidade Federal de Santa Catarina
CFM-Centro de Ciências Físicas e Matemáticas
Departamento de Química
Curso de Graduação em Farmácia
Disciplina: Físico-Química Experimental


Relatório Experimento 05:
Reologia de Sistemas Newtonianos e Não Newtonianos




OBJETIVOS:
Investigar o comportamento reológico de dois sistemas coloidais,utilizando do viscosímetro de Stormerpara medir sua resistência interna.

INTRODUÇÃO:
Reologia é a ciência que estuda a deformação e o escoamento da matéria quando aplicado uma força sob determinadas condições termodinâmicas durante um intervalo de tempo. A reologia inclui propriedades como a viscosidade, elasticidade e plasticidade:
* Viscosidade –Vem do atrito interno que gera resistência ao fluxo.

* Elasticidade – Ocorpo se deforma ao ser submetido a ações externas, retornando à sua forma original quando a ação externa é removida.

* Plasticidade – O corpo submetido a uma tensão muda de forma irreversível, ou seja, se deforma e fica deformado.
O estudo reológico são de grande interesse na área dos produtos dermatológicos, pois permite a avaliação das características de fluxo do produto, a determinaçãoda viscosidade, além de prever a estabilidade deste ao longo do tempo.

EXPERIMENTAL:
Material utilizado:
* Viscosímetro de Stormer
* Balança
* Glicerina
* Cronômetro
* Proveta de 50mL
* Béquer de 250mL
* Bastão de vidro
* Amido de milho (Maisena®)

Procedimento:
O experimento irá medir a viscosidade de dois líquidos: Glicerina e um preparado de amido de milho.GLICERINA:
Foi adicionado somente glicerina no viscosímetro e determinou-se a viscosidade da glicerina fazendo-se medidas para 4 diferentes pesos de acionamento.O tempo para que o cilindro desse 100 voltas foi cronometrado.Determinou-se então a viscosidade da suspensão da Glicerina.

AMIDO DE MILHO:
Foi preparado uma suspensão de 60g de maisena em 50mL de água. Colocou-se o líquido defluxo não-newtoniano no copo e mediu-se o tempo necessário para que o cilindro interno dessas 100 voltas para 4 diferentes peso de acionamento. Determinou-se então a viscosidade da suspensão de maisena.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:
O viscosímetro de Stormer é um viscosímetro de cilindros concêntricos. O cilindro externo, fixo, é a parede do próprio recipiente. O cilindro interno, móvel, tem seu eixoacoplado a uma roda dentada. Sob a ação de um peso conhecido, preso a um cordão enrolado ao eixo da roda dentada, a roda gira e faz girar também o eixo do cilindro interno. Quanto mais viscoso o líquido, menor é a velocidade angular do cilindro interno para um dado peso.

Figura 1-Viscosímetro de Stormer.

Determinação daconstante K
Para a determinação da constante do viscosímetro colocou-se a glicerina (Líquido Newtoniano de viscosidade conhecida) no copo e mediu-se o tempo necessário para o cilindro interno dar 100 voltas.

Determinação da constante k do viscosímetro:

Ω número de voltas
tempo
Ω

Ω0,340 s-1

Tabela 1.
Massa (g) | Revoluções | Tempo (s) | Ω(s-1) |
29,9| 100 | 294 | 0, 340 |

A partir dos valores obtidos (tabela 1), podemos aplicar na seguinte fórmula usando a viscosidade teórica da Glicerina em 25°C (934mPas):

K = 
m(g)

K=934.0,340
29,9

K= 10,62 m Pa.s s-1 . g-1
Viscosidade da Glicerina:
ExperimentoNúmero | Massa, m(g)(peso de acionamento) | Tempo (s)(100 voltas)(Glicerina) | Velocidade angular Ω(s-1)| Viscosidade ƞ(m Pa s) |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 29,9 | 294 | 0,340 | 934 |
2 | 63,91 | 144 | 0,694 | 978 |
3 | 104,05 | 92 | 1,086 | 1017 |
4 | 139,22 | 68 | 1,470 | 1006 |

Cálculo da velocidade angular para o peso de acionamento :
PESO 1 | PESO 1+2 | PESO 1+2+3 | PESO 1+2+3+4 |
m(g) 10,62.29,9 0,340  mPa.s | m(g)...
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