Viscosimetria de Soluções
Poliméricas – Determinação
da Massa Molar Média
Fábio Herbst Florenzano
Viscosidade de Soluções
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É a resistência que o líquido impõe ao seu
próprio movimento
Os polímeros afetam (aumentando) a
viscosidade de suas soluções
Esse aumento da viscosidade das soluções
poliméricas depende de inúmeros fatores
Fatores que influenciam a viscosidade de
uma solução polimérica
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Concentração
Temperatura
Interação solvente/polímero
Rigidez da cadeia
Grau de ramificação (topolologia)
Massa molar média
Outros
Medidas da viscosidade
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A viscosidade é quase sempre medida em
relação á viscosidade do solvente
A maneira mais comum, mas não a única, é
se medir o tempo de escoamento do solvente
(t0) e o tempo de escoamento da solução (t)
pelo mesmo capilar (na mesma temperatura)
A partir desses valores se obtém os
parâmetros usados na viscosimetria
Viscosimetria - definições
Viscosimetria - significados
Relação da viscosidade intrínseca com a
massa molar
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A viscosidade intrínsica depende do volume
hidrodinâmico específico da cadeia
polimérica, ou seja, da seguinte razão:
[η]~VH/Mv
Equação de Mark-Houwink-Sakurada
Significado de K e a
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K está relacionado às características químicas do
polímero, sua interação com o solvente, carga, etc.
A está relacionado à conformação da cadeia em
solução, tal que:




Na condição θ: a=0,5
Em bons solventes: a=3/5
Polímeros ramificados podem ter a<0,5
Valores acima de 0,6 podem ocorrer para polímeros muito
rígidos e organizados (hélices, por exemplo)
Determinação de K e a
Os padrões são do MESMO
polímero com diferentes massas
molares conhecidas. Existem
também valores tabelados.
Determinação da Massa Relativa –
para o mesmo polímero
Medindo a viscosidade
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Viscosímetros rotacionais
Viscosímetros vibracionais
Viscosímetros de tempo de queda
Viscosímetros capilares de escoamento
Viscosímetros capilares de pressão
Viscosímetros de Escoamento
Equipamentos
Viscosimetria capilar de pressão
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Determina a viscosidade relativa a partir da
diferença de pressão entre o começo e o
final de um capilar de dimensões conhecidas.
Variação da viscosidade com a
concentração
Viscosimetria
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Usada também para confecção de curvapadrão universal em cromatografia por
exclusão de volume
As relações aqui mostradas valem para
fluxos laminares (sem turbulência) de fluidos
homogêneos
Polidispersão é um problema, mas não há, a
princípio limite de massa molar
Adequada para determinação de grau de
ramificação
Sugestões de fontes de informação
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http://lem.iq.usp.br/ykawano/cursos/QFL5602
/Viscosimetria.pdf (parte sobre viscosimetria)
http://www.ima.ufrj.br/~rmichel/04aulas/IMA_aulas/metfis/05-Viscosimetria2013.pdf
http://www.pslc.ws/macrog/vis.htm (simples,
porém interessante)
http://www.ias.ac.in/initiat/sci_ed/resources/c
hemistry/Viscosity.pdf