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Segunda parte Sesión tercera Unidad 5(diferido 31-03-25) - Contenido educativo

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Subido el 5 de abril de 2025 por M. Jesús V.

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El viscosímetro rotacional, la práctica que vamos a ver en el laboratorio, ¿vale? 00:00:00
Entonces, vamos a determinar la viscosidad de distintos fluidos, por ejemplo, miel, pinturas, 00:00:05
detergentes, alimentos distintos, tomate, por ejemplo, aceites, con un viscosímetro rotacional. 00:00:13
Que visteis el otro día cómo funciona. El mismo modelo que tenemos aquí es el que visteis, ¿no? 00:00:20
Entonces, toda esta teoría de los fluidos newtonianos, no newtonianos, etc., pues ya la conocéis. 00:00:24
Entonces, vamos a ir un poco, os la repasáis. 00:00:33
¿La habéis repasado ya en casa un poco? 00:00:36
Sí, ¿no? 00:00:40
Bueno, luego, según vamos viendo la práctica, pues a lo mejor lo voy mencionando yo. 00:00:42
Entonces, este viscosímetro rotacional lo que te mide es viscosidad dinámica. 00:00:47
Entonces, luego vamos a hacer una representación de la viscosidad que nos dé, en la pantalla nos da la viscosidad dinámica en milipascal por segundo, que equivale a centipoise, frente a la velocidad de cizalla, revoluciones por minuto, ¿vale? 00:00:54
Entonces, este viscosímetro rotacional, lo sabéis, bueno, repasáis la teoría, la velocidad de cizalla es realmente un gradiente de velocidad entre las capas. 00:01:13
El viscosímetro rotacional, este dispositivo rotatorio, le veis manual, se introduce el husillo dentro del líquido y gira. 00:01:26
Entonces, genera un par de fuerzas, estas son las fuerzas, este par, las ves que son paralelas a cierta distancia, sentidos contrarios, que al rotar sobre el fluido y permite obtener, aplicando la ley de Newton de la dinámica de fluidos, que es esta, 00:01:39
el esfuerzo de Cizalla es igual a la viscosidad dinámica por la velocidad de Cizalla, 00:01:59
pues directamente permite obtener viscosidades absolutas dinámicas en función de la velocidad de Cizalla. 00:02:06
Porque el viscosímetro tiene varias velocidades, entonces vamos a ver cómo se comporta a distintas velocidades. 00:02:14
y luego vamos a ver si es un fluido newtoniano o no newtoniano. 00:02:25
Este viscosímetro se utiliza para todo tipo de líquidos. 00:02:31
Pueden ser más viscosos o menos viscosos porque el sistema está equipado con una serie de husillos 00:02:35
y dependiendo de lo viscoso que sea el líquido, el husillo idóneo será uno u otro. 00:02:40
Los más finos, por ejemplo este que tenemos aquí en el dibujo, vemos que es muy fino, 00:02:47
pues es para fluidos más viscosos. 00:02:51
Pues la amplia variedad de viscosidades rotacionales 00:02:58
hace que podamos utilizarlo para muchos productos. 00:03:02
Hemos visto que representando gráficamente el esfuerzo de Cizaya 00:03:10
frente al radiante de velocidad o velocidad de Cizaya, 00:03:15
que es esta curva de la derecha, 00:03:18
Si lo repasamos en la teoría, esfuerzo de cizalla en el eje Y frente a velocidad de cizalla en el eje X en revoluciones por minuto, si varían proporcionalmente, al aumentar el esfuerzo de cizalla y la velocidad de cizalla, varían linealmente, se obtiene esta recta. 00:03:20
Entonces, si se obtiene una recta de este tipo, sería fluido newtoniano. 00:03:39
Y si se obtienen estas otras, hacia arriba y hacia abajo, 00:03:45
pues sería dilatante la de arriba y pseudoplástica hacia abajo. 00:03:49
Entonces, esta, tanto dilatante como pseudoplástico, son no newtonianos. 00:03:55
Pero nosotros, la que vamos a representar en el laboratorio, 00:03:59
cuando vayáis a hacer la plástica, 00:04:02
Nosotros vamos a representar, daos cuenta que la viscosidad os la va a dar directamente en la pantalla 00:04:03
Es una práctica fácil, lo único que hay que elegir el husillo, el más adecuado y ir probando 00:04:09
Ir viendo cómo varía, dependiendo de cada velocidad, nuestro viscosímetro tiene 4 00:04:18
cómo varía esa viscosidad, según la velocidad de cizalla. 00:04:27
Si en todas las velocidades la viscosidad te da muy parecida, el fluido es newtoniano. 00:04:34
Fijaos, la curva de viscosidad es esta de la izquierda. 00:04:39
En ella se representa la viscosidad de centipoises o milipascal por segundo, 00:04:43
que es lo mismo en el eje Y, y en el eje X la velocidad de cizalla en revoluciones por minuto. 00:04:48
Entonces, si obtenemos que para todas las velocidades, vamos aumentando las velocidades y la viscosidad me da la misma, veis que está como se representa en el eje Y, si es la misma, en todas las velocidades me da una línea horizontal perpendicular al eje, perdón, paralelo al eje X, es esta que estoy señalando ahora. 00:04:57
Entonces sería newtoniano. Si al representarlo vemos que al aumentar la velocidad de cizalla la viscosidad disminuye, pues esto sería pseudoplástico, que son muchos. 00:05:19
Las pinturas, por ejemplo, nos da esta curva muy bien. Y si representamos la viscosidad frente a la velocidad de cizalla y nos da la curva hasta hacia abajo, sería dilatante, ¿vale? 00:05:32
Tenemos aquí toda la teoría. Entonces, ¿cuál es el procedimiento? El fluido ideal o newtoniano. Un fluido ideal o newtoniano es, por ejemplo, una miel líquida. La vamos a utilizar a temperatura ambiente. 00:05:46
La que tenemos ahora que compré es un poco espesilla, no sé, cuando prepare los reactivos para las prácticas, pues a lo mejor pongo una miel que sea un poco más ligerita, ¿vale? 00:06:00
Entonces, es un ejemplo de fluido newtoniano, ¿vale? 00:06:14
Entonces, hay que consultar el manual de instrucciones que tenemos también del equipo, en el laboratorio. 00:06:19
Entonces, el par de fuerzas óptimo, o sea, ideal, que te lo muestro también en la pantalla, el porcentaje de fuerza de arranque, si es, tiene que estar para que el dato pueda ser válido, el dato que te da, tiene que ser mayor que el 20%, igual o mayor, y menor que el 30%, ¿vale? 00:06:24
Entonces, primero experimentaremos con el equipo para utilizar el husillo más adecuado. 00:06:47
Normalmente se empieza por el 2, pero si veis que es más viscoso o menos viscoso, ya vamos viendo por qué. 00:06:53
Vienen indicados con SPL1, SPL2, lo que pasa es que no aprendéis de memoria, porque lo que hay que mirar es el grosor de los husillos. 00:07:02
Los más gruesos son para fluidos menos viscosos y los que son muy finitos son para los más viscosos, así para que le cueste menos girar. 00:07:11
Entonces vamos probando, elegimos el más adecuado, diseñamos una tabla, tenéis que tomar una tabla de valores para tomar las viscosidades, 00:07:24
Ponéis alguna tabla con alguna columna, entonces en una columna ponéis las viscosidades, en otra la velocidad de cifra y en otra el porcentaje de fuerza aplicado. 00:07:36
Lo ponéis en columna, filas, como vosotros queráis. 00:07:50
Porque ese porcentaje de fuerza aplicado es verdad que siempre tiene que estar dentro del intervalo 20-90, ¿vale? 00:07:53
Entonces se va probando con, empezamos siempre la práctica, cuando empecemos es con la velocidad 00:08:02
más baja, ¿vale? 00:08:13
Y ¿cómo sabemos que tenemos que usar otro husillo? 00:08:15
Pues eso nos lo dice la propia práctica cuando lo vayamos a hacer, ¿vale? 00:08:18
¿Un fluido pseudoplástico? 00:08:24
la pintura, por ejemplo. 00:08:28
Compramos una pintura que sea el agua 00:08:30
para que se pueda lavar bien. 00:08:32
Entonces, medimos la temperatura 00:08:33
siempre que medir la temperatura. 00:08:36
Veréis, 00:08:38
el equipo lleva una sonda. 00:08:39
Entonces, se supone que esa sonda 00:08:42
ya tiene que mirar 00:08:43
la temperatura de trabajo, pero 00:08:45
hay un problema, que la sonda 00:08:47
de momento, si no la arreglao, 00:08:50
no funciona. O sea, que tenéis que medir la temperatura 00:08:52
con una sonda aparte. 00:08:54
Ponemos un husillo, se toman los datos correspondientes de viscosidad frente a la velocidad de cizalla, 00:08:57
o sea que probáis con un husillo, empezáis con la velocidad más baja, 00:09:04
lo programáis como habéis visto en el vídeo, el nombre del husillo se programa también en el viscosímetro, 00:09:11
si usamos el husillo número 2, pues hay que poner el SPL2, 00:09:19
y empezamos con la viscosidad más, con la velocidad más baja y le damos al run. 00:09:24
Entonces hay que esperar un ratito hasta que se estabilice y tomamos para esa velocidad esa viscosidad 00:09:31
y tenemos que mirar el porcentaje de fuerza que esté entre 20 y 90. 00:09:38
Esto hasta que no se hace una o dos veces pues resulta un poco raro, lo mejor es verlo ya con la marcha, 00:09:44
Que es muy fácil, pero es que ya os digo, explicar desde aquí es un poco raro. 00:09:51
Y vais haciendo la tabla. 00:09:56
Imagínate que cogéis una pintura y probáis con un husillo, por ejemplo, lo que sea, 00:09:57
y empezáis con una velocidad y os da el porcentaje dentro del margen. 00:10:04
Entonces, para la velocidad 6, que es la más pequeña, anotáis una viscosidad. 00:10:09
Luego subís a la velocidad 12, anotáis la velocidad. 00:10:14
está dándonos dentro del margen, 20-90, cogemos la velocidad 30 y también, y luego la velocidad 60, 00:10:19
y también podemos obtener cuatro datos de viscosidad, dentro de todos ellos, todos esos datos, 00:10:28
estoy hablando de un caso que es ideal, todas esas velocidades con una fuerza de arranque comprendida entre 20 y 90, 00:10:36
Y entonces ya podemos hacer la representación gráfica viscosidad en centipoises o milipascal por segundo frente a la velocidad de cizalla, ¿vale? 00:10:45
Entonces, si el fluido es europlástico nos da la curva hacia abajo, como hemos visto, la curva hacia abajo, si esta de aquí va a representar viscosidad frente a la velocidad de cizalla, sería europlástico. 00:10:56
y el dilatante sería hacia arriba y el newtoniano la línea horizontal, ¿vale? 00:11:13
Bueno, entonces siempre hay que procurar que obtengamos con un husillo el mayor número de datos posibles, 00:11:20
es decir, que si tú coges un husillo y puedes obtener tres datos a tres velocidades, 00:11:28
obtienes tres viscosidades con un margen entre el 20 y el 90, 00:11:36
te quedas con ese porque puede haber y a lo mejor coges otro auxilio y no te sale nada más que un 00:11:41
dato que esté dentro del margen vale eso se va viendo lo ideal es que obtuviéramos el máximo 00:11:48
por los cuatro datos a cuatro velocidades cuatro viscosidades y las cuatro dentro del margen bueno 00:11:54
la experiencia se realiza como para los fluidos dilatantes estos son muy escasos hay pocos hay 00:12:02
Hay pocos fluidos que son dilatantes. 00:12:10
Hay algunos detergentes lavavajillas, que es verdad que nos han dado en el laboratorio, 00:12:13
que presentan este comportamiento. 00:12:17
Entonces, en ellos la viscosidad aumenta. 00:12:21
En los dilatantes, la viscosidad aumenta. 00:12:24
Está aquí la representación. 00:12:26
La viscosidad aumenta, veis, para arriba, al aumentar la velocidad de cizalla. 00:12:30
Estos son dilatantes. 00:12:36
Ya os digo, las pinturas nos va a dar el sello plástico. 00:12:37
Cálculos. Ordenamos la tabla con todos esos datos. 00:12:44
Representamos gráficamente la viscosidad de centipoises, que ya lo he dicho, frente a la velocidad de cizalla, en revoluciones por minuto. 00:12:48
Este gráfico se llama reograma. 00:12:58
Realizar un estudio comparativo tanto de los valores de viscosidad como de las tres representaciones gráficas. 00:12:59
En papel mejor me lo hacéis en hoja de cálculo, que es más sencillo. 00:13:08
Identificáis los distintos fluidos, si hacemos tres o cuatro, pues lo hacéis. 00:13:14
Posiblemente los rangos de viscosidad es lo que os he dicho, no permitan representar todas las muestras en el mismo gráfico. 00:13:20
Ah, bueno, esto lo que significa es que como cada muestra tiene una viscosidad distinta, 00:13:26
pues que tendréis que hacer, cada una tiene un intervalo de viscosidad, 00:13:31
tenéis que hacer un gráfico para cada muestra. 00:13:35
No podéis poner todos en el mismo, lo más seguro, ¿no? 00:13:40
Y luego buscar en fuentes bibliográficas ejemplos de fluidos. 00:13:43
Pues esta práctica, si no os digo nada, ya os lo diré, me tenéis que dar resultados nada más, 00:13:48
no me tenéis que hacer como las otras dos que os he dicho, aunque os dije que lo hicierais resumido, 00:13:54
pues bueno, no tenéis que extenderos tanto, pero sí la tabla con los resultados y las conclusiones y a lo mejor la gráfica, en caso, ¿vale? 00:14:01
Es una práctica sencilla, pero tenéis que identificar bien los husillos, veis el vídeo que vimos el otro día, 00:14:13
a ver dónde estaba, ensayo de clioscopía, viscosidad, terminación con analgésica. 00:14:20
Aquí en este vídeo veis este dibujo, bueno, pues cuando vais a poner el husillo, 00:14:40
Este soporte que está alrededor del husillo se quita y se pone y lo que hace es proteger al husillo. 00:14:47
El husillo no se coloca hacia la derecha, tenéis que sujetar con la mano izquierda, con el dedo, está sujetando quien sea porque es que se pone al revés, 00:14:55
o sea, en sentido contrario a las agujas del reloj, entonces hay que tratarle con mucho cuidado. 00:15:08
Imaginad que lo metéis en una pintura y hay que lavarlo, pues se saca el husillo y se saca también el soporte para lavarlo. 00:15:15
Cogeremos pintura de esta al agua y ya está. 00:15:22
Pero mucho cuidado con los husillos, ¿vale? 00:15:26
Y estos husillos, cuanto más fino sea, es para líquidos más viscosos. 00:15:28
Acordaos de lo que os he dicho. 00:15:34
Bueno, vamos a ver. Esa es una práctica. 00:15:37
A continuación, vamos a ver la determinación de la tensión superficial. 00:15:40
Bueno, ya sabemos que la viscosidad también puede variar con el tiempo. 00:15:46
Aquí tenemos una práctica de viscosidad, que está aquí, de la mayonesa, que dice anotar el valor de la viscosidad cada 12 minutos. 00:15:49
Esta sería una práctica donde no utilizaríamos todas las velocidades, sino que utilizaríamos una, un husillo y veríamos a ver al cabo del tiempo si la viscosidad aumenta o disminuye. 00:16:02
Y esta es para ver cómo varía la viscosidad con el tiempo. 00:16:19
Esta no la vamos a hacer. 00:16:23
Lo que vamos a hacer es de este tipo, esta del tomate, 00:16:24
donde tienes que utilizar distintos husillos, por ejemplo, 00:16:28
distintas velocidades, perdón, un husillo de distintas velocidades. 00:16:36
Este se tratará de otro viscosímetro a 5, 10, 20 y 50. 00:16:40
seleccionar el husillo, el ideal, con el que más datos obtengas y ya está, sin embargo 00:16:45
en el anterior, pues en el anterior teníamos que, a ver, ¿cuál era?, es este, por ejemplo, 00:16:54
ah, es este, vale, con este seleccionamos un parámetro, vale, una velocidad, colocábamos 00:17:15
el husillo y teníamos que anotar hacerlo durante un tiempo para ver cómo iba variando 00:17:24
la viscosidad frente al tiempo, ¿vale? Bueno, eso se puede hacer a ciertas revoluciones, 00:17:30
en este caso primero a 5, luego a 10, luego a 20, pero bueno, esta práctica no la vamos 00:17:39
a hacer, la que vamos a hacer es de este tipo, la del tomate. Bueno, vamos a ver ahora la 00:17:44
tensión superficial. ¿Por qué de la tensión superficial? Vamos a hacer dos prácticas, 00:17:51
¿vale? ¿Qué es la tensión superficial? Pues ya sabemos que las arañas, el agua tiene 00:17:56
una gran tensión superficial y si tú colocas un clip sobre un fluido que tenga mucha tensión 00:18:02
superficial, incluso puede mantenerse ahí, debido a esa fina película que se forma debido 00:18:07
a la tensión superficial. Es muy interesante, vamos, que tiene muchas aplicaciones y por 00:18:17
eso es importante calcular la tensión superficial. Para ello podemos utilizar el método del 00:18:25
anillo o un estalamómetro o una pipeta forada, nosotros una bureta. El tensiómetro es un 00:18:32
aparato que sirve para medir la tensión superficial de los líquidos. ¿En qué unidades se medía 00:18:40
la tensión superficial? Pues en dinas partido por centímetro, o sea, fuerza por unidad 00:18:47
de longitud en el sistema cefesimal y en el sistema internacional en newton partido por 00:18:53
metro, pero aquí te dice, se expresa en mili newton partido por metro que equivale a dina 00:18:59
partido por centímetro. Bueno, la determinación de la tensión superficial de un líquido 00:19:04
mediante este anamómetro, que lo vamos a ver ahora, se hace por comparación con otro líquido de tensión superficial conocida, 00:19:11
que es el agua, ¿vale? Así como también la determinación de la tensión superficial por el método de la gota, 00:19:19
también utilizamos como líquido de referencia el agua. Pero bueno, vamos a ir al grano. 00:19:26
Entonces, para determinar la tensión superficial, pues vamos a ver estas prácticas que tenemos aquí. 00:19:34
No sé si estáis ahí, ¿estáis en clase? 00:19:44
Sí, sí. 00:19:49
¿Estáis? 00:19:50
A ver dónde tengo la práctica. 00:19:51
Aquí un PDF. 00:19:54
Esta. 00:19:56
Esta es la del método del anillo. 00:19:57
Tensión superficial. 00:20:01
¿Qué es? Aquí tenéis un poco de teoría que es lo que os venía en el tema. 00:20:02
Vamos a, para calcular esta práctica, el objetivo es determinar la tensión superficial de disoluciones hidroalcohólicas. 00:20:07
Es decir, como el agua tiene una tensión superficial casi el triple que el alcohol, vais a preparar, 00:20:15
ir pensando en que vais a tener que preparar, cuando ponga la lista definitiva, 00:20:22
En definitiva, os pongo las prácticas visibles para que sepáis cuál vamos a hacer. 00:20:26
Entonces, tenéis que ir preparando. 00:20:33
Vais a necesitar, el día que hagáis la práctica de la tensión superficial, 00:20:34
como vais a hacer las dos, pues vais a necesitar preparar disoluciones, 00:20:38
por ejemplo, de unas pocas concentraciones que tenéis aquí. 00:20:44
Por ejemplo, de concentración volumen-volumen 5, 10, 20. 00:20:48
¿Vale? 00:20:55
Cada grupo, ya lo veremos cómo lo hacemos, porque ya veré cómo lo organizo, 00:20:56
cada persona que prepare una resolución y ya está. 00:21:04
Entonces, la tensión superficial, decíamos que se debía a la fuerza de atracción 00:21:08
que ejercen las moléculas de un líquido sobre las que están en la superficie. 00:21:14
Tiraban hacia ellas, ¿os acordáis? ¿Por qué? 00:21:18
¿Por qué? Pues porque una partícula que estuviera al medio, imaginaos un vaso, coges una partícula que esté en el medio de agua, un vaso lleno de agua, pues una partícula está rodeada por muchas, entonces hay muchas fuerzas de atracción. 00:21:22
Sin embargo, ¿qué ocurre? Que si coges una partícula que esté en la interfase, se siente más atraída por las de abajo, por las partículas de agua, que por las de arriba. 00:21:40
¿Por qué? Porque en la parte de arriba hay aire y en el aire las moléculas son, hay menos, están más distanciadas, con lo cual hay una fuerza resultante que tira hacia abajo. 00:21:52
Por eso se crea una tiranteza en la superficie, ¿vale? 00:22:04
Entonces, decimos que la tensión superficial es la fuerza de atracción que ejerce en las moléculas de un líquido 00:22:08
sobre las moléculas de la superficie. 00:22:15
Entonces, ¿en qué unidades, acordaos de todo esto, en qué unidades se medía? 00:22:18
Bueno, pues lo medíamos en newton partido por metro. 00:22:24
En el sistema trigesimal era dina partido por centímetro, ¿vale? 00:22:28
Y en el sistema internacional, newton partido por metro, porque es fuerza por unidad de longitud. 00:22:33
Newton por metro, sistema internacional. 00:22:40
Sistema de decimal, dina partido por centímetro. 00:22:43
También se le puede expresar como el trabajo por unidad de superficie o como fuerza por unidad de longitud. 00:22:47
Sería el trabajo que se necesita para aumentar la unidad de superficie, ¿vale? 00:22:53
O la superficie en una unidad. 00:22:59
Hay varios métodos para determinar la tensión superficial, entonces el método del anillo 00:23:00
es muy utilizado en la industria y vamos a verlo aquí en el que tenemos nosotros, imaginaos, 00:23:09
esto es un anillo, el método del anillo ideal, hay por ahí un vídeo, ideal es un anillo 00:23:16
de platino, entonces ese anillo se introduce en el líquido, entonces tú lo que haces 00:23:25
es, si lo introduces en el líquido, hasta que quede un poco cubierto, y luego hay una 00:23:31
fuerza, ejerces una fuerza hacia arriba, que tiras del anillo hacia arriba, entonces como 00:23:41
al introducir el anillo en el líquido, digamos que hay una atracción ahí entre el anillo 00:23:47
y las partículas del líquido, si la tensión superficial es alta, 00:23:54
al haber una fuerza hacia arriba para desprender el anillo del líquido, 00:24:01
cuanto mayor es esa fuerza para que el anillo se desprenda, 00:24:05
porque al introducir el anillo se crea ahí como una película entre el líquido y el anillo. 00:24:10
Entonces, si es mucha la tensión superficial del líquido, le cuesta más. 00:24:18
La fuerza que tienes que aplicar para que se desprenda el anillo del líquido es más alta, ¿vale? 00:24:24
Y eso te va a dar directamente el valor de la tensión superficial. 00:24:29
Entonces, lo tenéis aquí. 00:24:33
Que al seguir aumentando la fuerza, llega un momento en que el anillo se separa del líquido 00:24:37
y en ese instante es cuando queda determinada la tensión superficial. 00:24:41
Es decir, esa fuerza que tienes que aplicar para desprender el anillo del líquido que has sumergido es igual a 2 por 2 pi r y por tensión superficial. 00:24:46
¿Por qué se multiplica por 2? Por las dos caras que tiene el anillo, ¿vale? 00:24:59
Entonces esa fuerza que tú necesitas para que se desprenda el anillo, cuando esa fuerza sea igual a 4pi por el radio del anillo y por la tensión superficial, en ese momento se desprende y de ahí vais a sacar el valor. 00:25:04
Con lo cual, ese anillo, tenéis que medir su diámetro con un calibre y luego el radio lo dividís entre dos y de ahí despejáis la tensión superficial. 00:25:22
¿Por qué? Porque el radio lo habéis calculado, pi es una constante, 4 también es una constante y la fuerza te la va a dar directamente el aparato, que vamos a utilizar un dinamómetro. 00:25:34
entonces, como hay una membrana que se crea 00:25:45
y la membrana de líquido que se crea alrededor del anillo 00:25:49
cuando lo introduces, la membrana se rompe 00:25:53
se desprende, si la fuerza de tensión cumple esta ecuación 00:25:57
en cuanto la fuerza sea igual a esto, ya se desprende 00:26:01
se multiplica por dos porque tenemos dos caras 00:26:05
interna y externa del anillo 00:26:09
En el laboratorio tenemos un esquema como este de aquí de la derecha, es muy fácil, ponemos un soporte, luego ponemos un elevador y una placa de Petri, limpia, colgamos, ponemos un, colgamos un, pues aquí con unas pinzas también, con nuez y aquí, esto es un dinamómetro, que está sujetando el anillo, ¿vale? 00:26:11
Entonces, lo que hay que hacer es elevar, lo que vamos a subir y bajar es el elevador, es decir, que si yo introduzco el anillo dentro del líquido y quiero desprenderlo, pues tengo que tirar del elevador hacia abajo, lo tengo que bajar, lo que quiero es que se desprende al anillo del líquido. 00:26:38
¿Veis? Primero se introduce, se cubre como la mitad del anillo, se crea la película, se agarra el líquido al anillo. 00:27:00
Entonces, cuanto más fuerza nos cueste desprender el anillo, más alta es la tensión superficial. 00:27:08
Por eso, este montaje de aquí lo tenemos que hacer de tal manera, lo subiremos un poco más alto, 00:27:16
que lo que vamos a hacer es fijarnos bien en la escala, lo primero, del dinamómetro. 00:27:23
El dinamómetro me va a indicar la fuerza y esa fuerza que necesito para descender el anillo que me la va a dar el dinamómetro es la que tengo que poner luego yo aquí en esta fórmula. 00:27:27
Si esa fuerza es alta, la tensión superficial es alta porque le cuesta mucho. 00:27:40
Entonces, realizamos un montaje como le he indicado en esta imagen compuesto por una anilla de aluminio para medir la tensión superficial. 00:27:46
El dinamómetro de precisión va de 0,1 newton a 0,002 newton. 00:27:56
Soporte elevador, nuez y pinza para colgarlo bien, recipiente de vidrio pequeño adaptado a anillo, 00:28:04
bueno, tenemos aquí algún recipiente de vidrio, sino pues eso, con una placa petri pequeñita y un termómetro para medir la temperatura. 00:28:12
Entonces, para determinar la tensión superficial de un líquido, 00:28:22
un anillo de aluminio con borde afilado, ya os digo que lo ideal es que fuera de platino, 00:28:29
pero bueno, esto es un remedio casero, 00:28:33
se suspende de un dinamómetro de precisión y se sumerge completamente en un líquido. 00:28:35
Tienes que sumerger que se agarre bien el líquido, 00:28:41
de forma que el borde inferior quede completamente cubierto por el líquido. 00:28:46
el borde inferior. Posteriormente elevamos el anillo fuera del líquido para obtener 00:28:50
una película de líquido entre el anillo y la superficie de dicho líquido. Lo vamos 00:28:56
levantando, ¿vale? Primero lo sumergemos, que coja bien el líquido, que se agarre bien, 00:29:00
luego lo elevamos un poco, ¿vale? La película de líquido se rompe si la fuerza de tensión 00:29:06
es igual a esto. Entonces en el momento en que se rompe esa película, os tenéis que 00:29:17
fijar cuando vais subiendo el anillo, en lugar de subir el anillo con el dinamómetro, lo 00:29:25
que hacéis es bajar el elevador. Entonces en ese momento vais fijando en el dinamómetro 00:29:31
para ver qué fuerza marca el dinamómetro cuando se desprende ese anillo. Con este experimento 00:29:37
se puede determinar la tensión superficial. 00:29:46
Nosotros lo que vamos a hacer es utilizar muestras hidroalcohólicas. 00:29:49
Vamos a hacer cuatro muestras, por ejemplo, de estas concentraciones. 00:29:53
Fijaos, a medida que va aumentando la concentración de alcohol, 00:29:57
la tensión superficial veréis que va disminuyendo. 00:30:02
¿Por qué? 00:30:04
Porque es más alta la tensión superficial del agua, bastante más alta. 00:30:05
Y la del alcohol, pues bueno, vais añadiendo alcohol, 00:30:09
pues la tensión superficial va disminuyendo. 00:30:12
Siempre tenéis que anotar la temperatura de trabajo 00:30:14
Y no sé cómo estará 00:30:17
Es que el dinamómetro, claro, sí 00:30:21
A ver si sería ideal, pues uno nuevo 00:30:24
No sé, no sé si es posible 00:30:28
Tener un dinamómetro nuevo, pues porque si no sale mucho error 00:30:30
Pero bueno, lo importante es que veáis el principio del método 00:30:34
Que si el dinamómetro está bien, sale bastante parecido 00:30:37
estas muestras, ir haciendo cálculos 00:30:42
vamos a utilizar alcohol del que tenemos en el laboratorio 00:30:46
el 96%, tenéis que hacer cada medida 00:30:51
de cada disolución, tres medidas 00:30:55
realizar la medida de las muestras como se indica 00:30:58
repetir el experimento por triplicado, sumergiendo en todos los casos 00:31:02
el anillo en la muestra y elevándolo hasta romper la película de líquido 00:31:07
Cuando se cambie de disolución, bueno, que tenéis que hacerlo eso, lo de siempre, cambiar de la más diluida a la más concentrada. 00:31:11
Cuando vais a poner una disolución nueva, pues podéis enjuagar previamente en un poquito la placa Petri con la disolución nueva y luego lo rechazáis. 00:31:18
Vais a preparar 100 mililitros, que con eso tenéis suficiente, ¿vale? 00:31:33
Y ya os digo, lo que sigue, mira, os va a venir bien porque en el laboratorio vais a utilizar el calibre, hay un calibre digital, pero si no, utilicéis el calibre vosotros y bueno, así practicáis un poco con él, ¿vale? 00:31:38
¿Vale? Cuando se cambie, nada, ya está, cálculos e interpretación de resultados. 00:31:53
Tenéis que calcular después de tres veces cada una de estas disoluciones hidroalcohólicas, 00:32:01
tenéis que hacerlo con el agua también y comprobar, como la del agua la conocéis, pues calculáis el error con ello, ¿vale? 00:32:08
calcular el error relativo que se comete 00:32:15
que comete el equipo contrastando el valor experimental del agua desionizada con el dióxido 00:32:19
hacéis el error pero solamente en el caso del agua 00:32:24
ya os digo que es fácil, se sumerge el anillo 00:32:28
que lo cubra bastante, lo eleváis 00:32:32
veis que está bien agarrado el líquido al anillo 00:32:35
y luego ya a partir de ahí, no es que vayáis subiendo el dinamómetro para arriba 00:32:39
sino que si lo ponéis más alto, aunque aquí este elevador está bajo, si lo ponéis en una posición más alta, 00:32:44
en lugar de subir el dinamómetro, lo que vais haciendo es bajar el soporte, 00:32:52
con lo cual estáis bajando para abajo el recipiente con el líquido. 00:32:57
En el momento en que se desprenda, es ese valor de fuerza al que tenéis que anotar, 00:33:02
y con esa fuerza y estos datos, despejéis la tensión superficial. 00:33:07
ojo, cuidado con las unidades 00:33:11
porque la fuerza del dinamómetro viene dado en Newton 00:33:14
ya sabéis que en Newton son 10 a la 5 dinas 00:33:17
¿vale? 00:33:21
bueno, pues es práctica sencilla 00:33:23
no sé dónde estaba el vídeo 00:33:26
si está aquí 00:33:30
¿está en las presentaciones? 00:33:31
Hay un vídeo de un método del anillo, no sé dónde lo he visto, lo podéis ver vosotros, ahora no sé exactamente dónde está, pero bueno. 00:33:40
Vamos a ver ahora el siguiente método que es el del estalamómetro, otro método súper fácil. 00:33:53
El método del estalamómetro, nosotros aquí hacemos cálculo de la tensión superficial con la bureta 00:33:59
por el método del peso de la gota y del estalamómetro y de la mini. 00:34:10
Pero aquí vais a hacer el del estalamómetro. 00:34:14
El estalamómetro es un recipiente, es un aparato como este, puede tener curvatura como este o puede ser recto. 00:34:16
Hay distintos modelos. 00:34:24
La teoría del estalamómetro ya la vimos, entonces decíamos que para calcular la tensión superficial con el estalamómetro, este se calculaba multiplicando la K, era una constante K que venía englobada, la K ya te englobaba todo el volumen de gotas que hay dentro, el radio, todo, todo que venía incluido ahí, el radio del capilar, etc. 00:34:26
K es la constante del aparato, Rho es la densidad y N es el número de gotas, o sea que el experimento resumiendo consiste en aspirar con la pera y hacer subir el líquido, ponemos un vaso de precipitados debajo, ponemos la pera y aspiramos el líquido hasta por encima del enrase A. 00:34:53
Y después dejamos caer gotas en un recipiente, que no hay que pesarlas, pero sí que tenemos que ver cuántas gotas hay en un volumen determinado, ¿vale? 00:35:18
Entonces, si contáis 50, pues 50, entonces la tensión superficial se calcula multiplicando la K del aparato por la densidad del líquido dividido entre el número de gotas, pero, a ver, vamos a empezar, la teoría es la misma, 00:35:33
ya la tensión superficial 00:35:56
el método de esta manera 00:35:58
es que toda esta teoría 00:36:02
no la voy a repetir 00:36:04
metodología 00:36:05
lo que os he dicho 00:36:07
de la constante K 00:36:10
para calcular la tensión superficial 00:36:11
la fórmula 00:36:13
la constante del aparato 00:36:14
que engloba todo el volumen 00:36:16
etc, etc 00:36:19
el aparato tiene una constante 00:36:20
la densidad la tienes que determinar 00:36:22
de líquido problema por distinto método, ¿vale? Y n es el número de gotas. Pero esta 00:36:25
K, lo primero que hacemos antes de hacer la práctica es calcular la constante K. ¿Cómo 00:36:31
se calcula la constante K? Pues haciendo la determinación primero con agua destilada. 00:36:38
Entonces, si tú haces la determinación con agua destilada, resulta que para despejar 00:36:43
la K, dices, bueno, ¿y yo cómo 00:36:50
conozco esta tensión superficial 00:36:52
que estoy aquí 00:36:54
señalando? 00:36:55
Pues te vienen tablas. Aquí, por ejemplo, 00:36:58
te viene la del agua. 00:37:00
Ya os daríamos tablas. A una 00:37:02
cierta temperatura, 73,1 00:37:04
por 10 a la menos 3 newton partido 00:37:06
por metro. Ojo, tienes que 00:37:08
tener cuidado con qué unidades 00:37:10
estás trabajando. 00:37:12
Si con el sistema internacional 00:37:14
o con el sistema CFC. 00:37:16
Luego, en la práctica siempre 00:37:18
Hacemos la determinación con agua al igual que hacíamos con el viscosímetro Oswald, con agua a temperatura ambiente aproximadamente a 20 grados, sabiendo la tensión superficial que es esta del agua y haciendo el experimento con agua primeramente y sabiendo la densidad del agua a cierta temperatura y la tensión superficial y el número de gotas que tú has calculado en el experimento, lo has hecho tres veces y haces la media, 00:37:20
pues ahí puedes calcular la K, es muy fácil, igual que hicimos con el Oswald, calculamos primero la K con el agua, entonces metodología, vamos a hacer un montaje, este es el estalamómetro, 00:37:50
Entonces, vemos que tiene aquí la marca de arriba y la marca de abajo. 00:38:06
Pues aquí, bueno, hay que limpiar bien el estalamómetro y si lo haces primeramente con agua, que esté bien limpio, echas agua, lo tiras, vuelves a echar, destilada, 00:38:11
previamente has mirado la temperatura, el agua lo pones en un vaso de precipitados, colocas una pera, lo colocas en un soporte para que esté sujeto bien, 00:38:25
Si quieres, insucionas hasta por encima del enrase superior. 00:38:36
Bueno, después lo dejas caer libremente. 00:38:43
El número de gotas que cuentas desde el enrase de arriba hasta el de abajo, ¿vale? 00:38:46
Esas N. 00:38:50
Esas N. 00:38:53
Ya os digo, primero con agua. 00:38:54
Esto te vale para calcular la constante K. 00:38:56
Bueno, pues la metodología es realizar previamente el puntaje utilizando soporte, 00:38:59
una pinza para buretas y una pera de succión, ¿vale? 00:39:04
Calibrado, llenar el estalamómetro con agua destilada, que es lo que acabo de estar diciendo, 00:39:10
que es el líquido patrono de referencia, hasta la última línea del RASI, más arriba. 00:39:14
Para ello, introducir el extremo inferior en un vaso. 00:39:20
Aquí abajo, introducirse el extremo inferior en un vaso con agua destilada o desionizada 00:39:23
y anotar la temperatura de trabajo porque eso te va a influir a qué temperatura estará el agua 00:39:28
para luego anotar su densidad. La buscamos en tablas. 00:39:35
Quitamos la pera de succión y dejamos fluir el líquido entre los dos enraxes, máximo y mínimo, 00:39:40
contando el número de gotas, como acabo de explicar. 00:39:44
Realizar el experimento por triplicado, sucionando del vaso y dejando fluir, bueno, hacéis la media. 00:39:48
el número de gotas de las tres veces 00:39:54
tenéis que tener mucho cuidado 00:39:57
que la diferencia máxima permitida 00:40:01
de los resultados no debe exceder 00:40:03
el 3% del número de gotas 00:40:05
de lo contrario 00:40:07
se realizarán nuevas determinaciones 00:40:10
hasta cumplir lo anterior 00:40:12
muestras 00:40:13
que muestras vais a tomar las mismas 00:40:15
que en el método del anillo 00:40:18
que vais a hacer las dos prácticas 00:40:19
el mismo día 00:40:21
entonces vamos a tener estos líquidos problema 00:40:22
y en todos los casos hay que anotar la temperatura de trabajo 00:40:27
si lo hacemos primero con el agua para hallarla acá 00:40:32
anotamos N y con esa N nos vamos a esta fórmula que decía antes 00:40:36
N mayúscula con el agua 00:40:41
hemos anotado la temperatura del agua 00:40:45
Miramos en tablas la tensión superficial del agua, esa temperatura, y miramos también la densidad. 00:40:48
Y despejamos K. 00:40:55
Al despejar K, K es igual a la tensión superficial del agua por el número de gotas que me ha salido con el experimento del agua 00:40:56
dividido entre la densidad del agua y la temperatura de ensayo. 00:41:05
Una vez que tenemos K en este anamómetro, bueno, pues ya nos vamos a hacer el experimento con las soluciones. 00:41:09
hidroalcohólicas. Empezamos por la más diluida, pues como está limpio, el estalamómetro 00:41:17
ha tenido agua, hacemos pasar por el estalamómetro la primera disolución, la más diluida, lo 00:41:24
retiramos y ya preparamos la solución primera en un vaso, podéis preparar si queréis las 00:41:31
cinco, bueno, tened mucho cuidado porque cuando preparáis estas disoluciones, como el alcohol 00:41:39
se evapora, pues si las tenéis en un matraz aforado, ponéis un tapón, bien, para no 00:41:44
las tengáis mucho en el vaso, para que no pierda concentración, vamos, para que no 00:41:49
varíe la concentración, porque el alcohol es más volátil, ¿vale? Entonces, empezáis 00:41:54
por la primera, hacéis tres experimentos, luego la segunda, la tercera, cuarta y quinta. 00:41:59
¿Qué pasa? Bueno, pues que nosotros, si lo hacemos con el alcohol, en cada una de 00:42:04
las disoluciones conocemos el número de gotas, lo vais anotando bien en una tabla, 00:42:10
conocemos el número de gotas, n, y la densidad la podéis calcular con un trigonómetro 00:42:15
o simplemente si os acordáis, depende de la cantidad que preparéis, 00:42:21
pero con el inversor, aquel inversor famoso, os acordáis, también se puede calcular muy bien la densidad, 00:42:26
luego lo vemos, a ver si están todavía por ahí, que no se han roto todos, ¿vale? 00:42:32
Porque el pionómetro, como no lo habéis utilizado, la K ya la sabemos de haberlo hecho con agua, la densidad del líquido problema, de la concentración que sea, y la N también. 00:42:37
Si lo anotáis todo debidamente en una tabla, pues podéis ir calculando la tensión superficial de cada una de las disoluciones, ¿vale? 00:42:49
De momento vamos a hacer esto, la adhesión de esta parte no, de momento no la vamos a hacer. 00:42:57
Cálculos de interpretación de resultados. 00:43:04
bueno, con lo del valor K 00:43:06
primero calculamos la constante K 00:43:10
ya lo hemos dicho 00:43:12
calcula la tensión superficial del líquido problema 00:43:14
lo calculáis si estáis trabajando en el sistema cifresimal 00:43:17
en dinas partido por centímetro 00:43:21
y luego es muy fácil pasarlo a newton por metro 00:43:23
porque sabemos que un newton son 10 a las 5 dinas 00:43:27
y un metro son 10 a las 2 centímetros 00:43:30
Y podéis representar gráficamente cómo varía la tensión superficial frente a la concentración de las mezclas que se han preparado. 00:43:33
Y comparéis los resultados. 00:43:42
Es sencilla, está practicado. 00:43:45
A ver, ¿estáis ahí? 00:43:50
Materias:
Química
Niveles educativos:
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  • Formación Profesional
    • Ciclo formativo de grado superior
      • Primer Curso
      • Segundo Curso
Autor/es:
M J V
Subido por:
M. Jesús V.
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Todos los derechos reservados
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Fecha:
5 de abril de 2025 - 10:13
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Clave
Centro:
IES LOPE DE VEGA
Duración:
43′ 56″
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