Viscositeit verklaren

[dekeijzer]

We moeten voor ons project de viscositeit van stoffen verklaren. Van de meeste stoffen tot nu toe lukt, alleen we zitten met een probleem bij Glycerol en 1,2-ethaandiol, ze hebben allebei een OH groep, alleen glycerol heeft er een meer, maar die viscositeit ligt ook enorm veel hoger.

Volgens onze meetresultaten:

water = 1 OVE (17 seconden)

1,2-ethaandiol = 1,05 OVE (18 seconden)

Glycerol = 21 OVE (330 seconden)

We hadden van 1,2-ethaandiol ook een hogere viscositeit verwacht (meer rond de 10 OVE ). Maar deze resultaten bleken dus op iets heel anders te wijzen wat wij over het hoofd hebben gezien?

//edit: OVE is Onze Viscositeit Eenheid

[Jorim]

//edit: OVE is Onze Viscositeit Eenheid

lol

Hoe heb je die gemeten? Misschien spelen andere effecten ook nog een rol!

[Beryllium]

Mogelijk (weet niet zeker, maar je kan eens kijken) is er ook een relatie met de dichtheid van je vloeistof. Als je daar eens voor corrigeert door je OVE (wow, nieuwe SI-eenheid 8-[ ) door de dichtheid te delen?

[dekeijzer]

We hebben deze gemeten door 30 ml van de te onderzoeken stoffen in een spuit te doen en te meten hoelang deze erdoet om er helemaal uit te lopen. We hebben het schuifgedeelte natuurlijk uit de spuit gehaald... en voordat er 30 ml in de spuit zat een stukje rubber voor de openening gehouden zodat hij niet te vroeg begon met lopen.

//edit: Het gaat nu niet om onze proef, maar ook om waardes die al gevonden zijn, waaruit ook blijkt dat 1,2 ethaandiol een lagere viscositeit heeft dan glycerol, terwijl de structuurformules niet zoveel schelen.

[DrQuico]

De literatuurwaarden voor de viscositeit (bij 20 graden) zijn:

water = 1 cp

1,2-ethaandiol = 20 cp

glycerol = 1490 cp

Hierbij zie je ook dat glycerol een veel grotere viscositeit heeft dan water en ethaandiol. Deze trend zie je ook duidelijk terug in jullie metingen, al klopt het kwantitatief niet helemaal.

Zoals beryllium al schreef moet je in jullie experiment inderdaad corrigeren voor de dichtheid. Een zwaardere vloeistof geeft een hogere druk op de spuitopening waardoor deze een lagere viscositeit lijkt te hebben. Maar ook dit leidt niet tot waardes die dicht bij de literatuurwaardes liggen.

Het probleem in jullie experiment moet je zoeken in de opstelling. De invloed van de viscositeit op de snelheid waarmee de spuit leegstroomt komt tot uiting in het smalle tuitje van de spuit die je gebruikt. Hoe dikker en korter het tuitje, des te kleiner de invloed van de viscositeit op de stroomsnelheid. Wanneer je de doorsnede van het tuitje maar groot genoeg maakt zul je voor alledrie de vloeistoffen een stroomsnelheid vinden die meer afhangt van de dichtheid dan van de viscositeit.

Om een betere meting te krijgen zul je een dun slangetje of een lange naald aan het tuitje van de spuit moeten maken. De snelheid van het leegstromen zal dan voor het grootste deel afhangen van de viscositeit (de invloed van de dichtheid op je meting wordt verwaarloosbaar klein).

Let wel op dat je de naald of het slangetje niet té dun maakt omdat je anders erg lang moet wachten tot de spuit met glycerol is leeggestroomd (in theorie 1490 x zo lang als water).

Je zou de veel hogere viscositeit van glycerol kunnen verklaren aan de hand van het aantal mogelijkheden om waterstofbruggen te vormen:

Water: 2 waterstofbrugdonoren (H-atomen aan een O), 2 waterstofbrugacceptoren (vrije electronenparen op O)

Ethaandiol: 2 waterstofbrugdonoren, 4 waterstofbrugacceptoren

Glycerol: 3 waterstofbrugdonoren, 6 waterstofbrugacceptoren.

Viscositeit kun je simpel gesteld zien als 'het gemak waarmee de Moleculen langs elkaar stromen'. Waterstofbrugvorming maakt dit moelijker. Hoe meer mogelijkheden tot waterstofbrugvorming, des te hoger de viscositeit. De Moleculen blijven veel gemakkelijker aan elkaar 'plakken'.

Hiernaast is de viscositeit ook afhankelijk van het molgewicht, maar dat is bij de vergelijking van jullie vloeistoffen niet van doorslaggevend belang.

Ik hoop dat dit het wat duidelijker maakt

[dekeijzer]

Ethaandiol: 2 waterstofbrugdonoren, 4 waterstofbrugacceptoren

Glycerol: 3 waterstofbrugdonoren, 6 waterstofbrugacceptoren.

Hoezo heeft glycerol 6 waterstofbrugacceptoren? We hebben nog helemaal geen waterstofbruggentheorie op school gehad ( fijn zo`n project.. )

En over de opstelling, de leraar heeft hem goed gekeurd, en het gaat er enkel om dat we verschil in viscositeit met een experiment kunnen aantonen, en daarna verklaren aan de hand van de structuurforumule, het gaat er niet om dat we een accurate meting verrichten.

[DrQuico]

Glycerol heeft 3 OH groepen. Elk zuurstofatoom hierin heeft 2 vrije electronenparen die kunnen dienen als waterstofbrugacceptor. 6 in totaal dus.

Met jullie experiment is het in ieder geval prima gelukt om het verschil in viscositeit aan te tonen. Ook blijkt er uit dat het verschil in viscositeit tussen water en ethaandiol veel kleiner is dan het verschil tussen ethaandiol en glycerol.

Prima dus!