REOLOGIA Exercícios.

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1 REOLOGIA Exercícios

2 Gradiente de corte – VC (s-1) Tensão de corte – TC (dine/cm2)
Exercício 1 Reologia: Os resultados apresentados na tabela foram obtidos para um sistema plástico com viscosímetro. Calcular o valor de cedência e a viscosidade da suspensão em análise. Quais os gráficos que permitem calcular o valor de cedência? Gradiente de corte – VC (s-1) Tensão de corte – TC (dine/cm2) 100 10200 200 11200 300 12200 400 13200 500 14200 600 15200 TC = η.VC + b η – viscosidade b – valor de cedência TC = 10.VC η = 10 b = 9200

3 Exercício 1 – alternativa de resolução
Fazer gráfico X = tensão de corte Y = gradiente de corte Viscosidade: y = m.x + b Ø = 1/η = 0, η = 10 dine.s.cmˉ² dv/dx = Øx + b dv/dx = 0,1x + 920

4 Exercício 1 – alternativa de resolução
Valor de cedência ordenada na origem x quando y = 0 y = 0,1x - 920 0 = 0,1x - 920 x = 920 / 0,1 = 9200 dine.cm - Os gráficos que permitem calcular o valor de cedência são os gráficos de Fitch e Carson.

5 Exercício 2 2. Complete a tabela seguinte e trace os respectivos gráficos: Viscosímetro: agulha 4, temperatura 13ºC, 30s 100 cP – 1dine.s.cmˉ² velocidade de corte (rpm / sˉ¹) valores lidos Viscosidade (cP) Tensão de corte (dine.cmˉ²) ,34 13 13000 954,2 ,68 26,5 13250 1945,1 ,71 49 9800 3597,58 ,42 81,6 8160 5991,072 81 8100 5947,02 48,5 9700 3560,87 27 13500 1981,8 14,5 14500 1064,3

6 Gráfico – exercício 2

7 Exercício 3 Como explica o fenómeno de tixotropia
Exercício 3 Como explica o fenómeno de tixotropia. Quando formula uma suspensão é de ter em consideração esse fenómeno? Justifique. Tixotropia é o fenómeno no qual um fluído (chamado fluído tixotrópico) muda a sua viscosidade, ao longo de um intervalo de tempo finito, devido a uma tensão de corte. Trata-se da propriedade de um fluido não-newtoniano ou pseudoplástico. Se submetermos o sistema a “corte”, a uma velocidade de agitação constante, vai haver uma diminuição da viscosidade, que é devida à quebra de uma estrutura organizada no fluido. Esta viscosidade é obtida durante um intervalo de tempo finito, tempo necessário para se atingir o equilíbrio entre a quebra e a reconstrução da estrutura. Se deixarmos em repouso durante algum tempo um sistema tixotrópico, a sua viscosidade aparente vai aumentar devido à formação de uma estrutura mais organizada das partículas em suspensão. A tixotropia é uma propriedade importante em formas farmacêuticas líquidas e semi-sólidas, que permite obter um medicamento mais consistente quando em repouso, mas de elevada fluidez quando agitado pelo paciente. As suspensões floculadas são um bom exemplo de sistema tixotrópico.

8 Exercício 4 4. Porque razão se fala em viscosidade aparente para um fluído pseudoplástico? Fluído não newtoniano: é um fluído cuja viscosidade varia de acordo com o grau de deformação aplicado. Assim, estes podem não ter uma viscosidade bem definida, e é por esse motivo que se designa por viscosidade aparente.

9 Exercício 5 A caracterização reológica de uma forma farmacêutica semi-sólida é importante. Explique porquê e como procederia para o realizar. A caracterização reológica permite: Avaliar/determinar a via de administração a utilizar; A facilidade com que se administra; A escolha do equipamento de produção adequado; Optimizar a estabilidade física da formulação; Efectuar o controlo de qualidade. Assim evitam-se, por exemplo, características reológicas indesejáveis que confeririam ao produto uma estabilidade física reduzida – p.e., pseudo-plasticidade (não existe valor de cedência) e efeito dilatante ou reopexia (a viscosidade aumenta com a agitação) – bem como se avalia as alterações das propriedades reológicas por envelhecimento. Genericamente, para proceder à realização da caracterização reológica de uma forma farmacêutica semi-sólida, recorre-se à utilização de um viscosímetro (p.e., viscosímetro de Brookfield). A partir deste, registam-se os valores de tensão de corte e de gradiente de corte e constrói-se o reograma (tensão de corte vs. gradiente de corte). A partir do reograma, podem ser determinados os valores da viscosidade e do valor de cedência. Com estes parâmetros, caracteriza-se reologicamente a forma farmacêutica semi-sólida.

10 Lei de Stokes Exercícios

11 v = 2 r² (ρ(p) – ρ(m)) x g 9η Exercício 1:
Um pó grosso com uma densidade de 3,50g/cm³ e com partículas com um diâmetro médio de 120 μm foi disperso num meio aquoso com uma densidade de 1,010g/cm³ contendo 1% de carboximetilcelulose. A viscosidade do meio para velocidades de corte baixas foi de 30 poises. Calcular a velocidade de sedimentação média do pó em cm/seg. v = 2 r² (ρ(p) – ρ(m)) x g 9η

12 ρ= 3,50 g/cm³ (pó) ρ= 1,010 g/cm³ (meio) Exercício 1:
d = 120 μm raio = 120/2 = 60 μm = 6x10ˉ³ cm η = 30 poise g/cm.s g = 9,80665 m/s² = 980,665 cm/s² v = ? cm/s v = 2 x (6x10ˉ³ )²(3,50 – 1,01) x 980,665 9 x 30 v = 6,512 x 10^4 cm.sˉ¹

13 Exercício 2 Um pó com uma densidade de 1,8 g/mL e com partículas com um diâmetro médio de 80 μm, foi disperso em meio aquoso com a densidade de 1,0 g/mL. A velocidade de sedimentação média do pó foi 3x10-4 cm/seg. Calcular a viscosidade do meio, em unidades S.I. Dados: Ρpó = 1,8 g/mL Ρmeio = 1,0 g/mL Ø = 80 µm = 80x10-4 cm r = 40x10-4 cm v = 3x10-4 cm/s g = 9,80665 m/s2 η = ? Equação de Stokes Resolução