O que é um viscosímetro capilar?

Um viscosímetro capilar é um instrumento usado para medir a viscosidade, ou espessura, de um líquido, medindo quanto tempo leva para o líquido fluir através de um tubo de pequeno diâmetro ou capilar. O tempo de fluxo, ou efluxo, é diretamente proporcional à viscosidade cinemática do líquido e pode ser convertido diretamente em viscosidade pelo uso de um fator de conversão exclusivo para cada instrumento. A viscosidade geralmente depende da temperatura, de modo que o viscosímetro capilar é geralmente usado em um banho-maria de temperatura controlada ajustado para uma temperatura específica.

A viscosidade pode ser pensada como o atrito interno de um líquido ou sua tendência a resistir ao fluxo. A viscosidade é, portanto, uma propriedade importante dos fluidos. É uma preocupação crítica em lubrificantes, tintas, bebidas e em qualquer caso em que um líquido deva ser transferido, agitado ou manipulado.

Um viscosímetro capilar pode ter vários modelos, mas o mais comum é o viscosímetro em forma de U ou Ostwald, dos quais os tipos Cannon-Fenske e Ubbelohde são típicos. Um viscosímetro capilar Cannon-Fenske é um pedaço de tubo de vidro em forma de U com dois bulbos ou câmaras de vidro em um braço, separados por um comprimento calibrado de tubo capilar. Outra lâmpada está baixa no outro braço, no qual a amostra é carregada. A amostra e o viscosímetro capilar são então suspensos em um banho de água de temperatura fixa e deixados atingir o equilíbrio térmico.

Uma vez atingido o equilíbrio térmico, a amostra é puxada para a câmara superior e o teste começa. A amostra de teste é deixada fluir da câmara superior para a inferior através do capilar, e o tempo de efluxo, ou tempo que leva para atravessar o comprimento do capilar, é medido. Viscosímetros capilares vêm com um fator de conversão fornecido pelo fabricante que permite o cálculo da viscosidade cinemática diretamente do tempo de efluxo.

Para líquidos de alta viscosidade, soluções dessas substâncias em solvente adequado podem ser usadas e medições das viscosidades das soluções em várias concentrações determinadas. A construção de um gráfico representando concentração percentual versus viscosidade permite que a viscosidade do líquido puro seja encontrada extrapolando o gráfico para concentração zero de solvente.

No sistema Standard International (SI), a viscosidade é medida em unidades de Pa*s, ou Pascal segundos. Isso é bastante alto para a maioria dos líquidos, porém, e é mais comum medir viscosidades em unidades de mPa*s, ou mili-Pascal*segundo, que é um milésimo de Pascal*segundo. No sistema cgs, ainda usado pela American Society of Testing and Materials, a unidade de viscosidade é o poise, ou mais comumente, o centipoise (cP), que é um centésimo de um poise. Tanto o sistema SI quanto o sistema cgs são baseados no sistema métrico, então a conversão entre eles é simples, e 1 cP é igual a 1 mPa*s.