Viscosímetro Ubbelohde

Viscosímetro Ubbelohde. 1)Tubo de llenado 2)Tubo de ventilación 3)Tubo capilar 4)Bulbo de alimentación 5)Bulbo de medición 6)Capilar 7)Bulbo de nivel 8)Depósito AB)Marcas de sincronización CD)Marcas máx/mín ^[1]

Un viscosímetro tipo Ubbelohde o viscosímetro de nivel suspendido es un instrumento de medición que utiliza un método capilar para medir la viscosidad . ^{[2] [3]} Se recomienda para soluciones de polímeros celulósicos de mayor viscosidad . La ventaja de este instrumento es que los valores obtenidos son independientes del volumen total. El dispositivo fue desarrollado por el químico alemán Leo Ubbelohde (1877-1964).

ASTM y otros métodos de prueba son: ISO 3104, ISO 3105, ASTM D445, ASTM D446, ​​ASTM D4020, IP 71, BS 188. ^{[4] [ cita necesaria ]}

El viscosímetro de Ubbelohde está estrechamente relacionado con el viscosímetro de Ostwald . Ambas son piezas de vidrio en forma de U con un depósito en un lado y una pera medidora con un capilar en el otro. Se introduce un líquido en el depósito y luego se aspira a través del capilar y el bulbo de medición. Se permite que el líquido regrese a través del bulbo medidor y el tiempo que tarda el líquido en pasar por dos marcas calibradas es una medida de la viscosidad. El dispositivo de Ubbelohde tiene un tercer brazo que se extiende desde el extremo del capilar y está abierto a la atmósfera. De este modo, la altura de presión sólo depende de una altura fija y ya no del volumen total de líquido.

Determinación de la viscosidad

• 
  Dr. Leo Ubbelohde , el inventor del viscosímetro Ubbelohde
• 
  Medición de la viscosidad de una solución de polímero con un viscosímetro Ubbelohde

La determinación de la viscosidad se basa en la ley de Poiseuille :

${\displaystyle {\frac {dV}{dt}}=v\pi R^{2}={\frac {\pi R^{4}}{8\eta }}\left({\frac {-\Delta P}{\Delta x}}\right)={\frac {\pi R^{4}}{8\eta }}{\frac {|\Delta P|}{L}},}$

donde t es el tiempo que tarda un volumen V en eluir. La relación depende de R como radio capilar , de la presión media aplicada P, de su longitud L y de la viscosidad dinámica η . ${\displaystyle {\frac {dv}{dt}}}$

La altura de presión promedio viene dada por:

${\displaystyle \Delta P=\rho g\Delta H\,}$

con ρ la densidad del líquido, g la gravedad estándar y H la altura promedio del líquido. De esta forma se puede determinar la viscosidad de un fluido.

Normalmente, la viscosidad de un líquido se compara con la de un líquido que tiene un analito, por ejemplo un polímero, disuelto en él. La viscosidad relativa viene dada por:

${\displaystyle \eta _{r}={\frac {\eta }{\eta _{0}}}={\frac {t\rho }{t_{0}\rho _{0}}},}$

donde t ₀ y ρ ₀ son el tiempo de elución y la densidad del líquido puro. Cuando la solución está muy diluida.

${\displaystyle \rho \simeq \rho _{0}\,}$

la llamada viscosidad específica se convierte en:

${\displaystyle \eta _{sp}=\eta _{r}-1={\frac {t-t_{0}}{t_{0}}}.\,}$

Esta viscosidad específica está relacionada con la concentración del analito a través de la viscosidad intrínseca [η] mediante la serie de potencias :

${\displaystyle \eta _{sp}=[\eta ]c+k[\eta ]^{2}c^{2}+\cdots \,}$

o

${\displaystyle {\frac {\eta _{sp}}{c}}=[\eta ]+k[\eta ]^{2}c+\cdots ,\,}$

donde se llama número de viscosidad . ${\displaystyle {\frac {\eta _{sp}}{c}}}$

La viscosidad intrínseca se puede determinar experimentalmente midiendo el número de viscosidad en función de la concentración como la intersección del eje Y.

Referencias

1. "Manual de Visco: Aplicación de viscometría mediante viscosímetros capilares de vidrio". ChemEuropa .
2. Introducción a los polímeros RJ Young ISBN 0-412-22170-5 
3. "Viscosímetro de Ubbelohde".
4. Viscosímetro ASTM Ubbelohde