Note de laboratoire. Quelques remarques sur les mesures de viscosité

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Submitted on 1 Jan 1925

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Note de laboratoire. Quelques remarques sur les mesures de viscosité

J. Duclaux, J. Errera

To cite this version:

J. Duclaux, J. Errera. Note de laboratoire. Quelques remarques sur les mesures de viscosité. J. Phys.

Radium, 1925, 6 (6), pp.202-204. �10.1051/jphysrad:0192500606020200�. �jpa-00205206�

NOTE DE LABORATOIRE.

QUELQUES REMARQUES SUR LES MESURES DE VISCOSITÉ

Par MM. J. DUCLAUX et J. ERRERA,

Université de Bruxelles, Faculté des Sciences appliquées.

Sommaire. 2014 Le viscomètre d’Ostwald, dans les conditions dans lesquelles ^on l’emploie d’habitude, conduit, pour les liquides très peu visqueux, ^à des nombres erronés.

Description ^d’un appareil ^dans lequel ^le capillaire ^est remplacé par ^une pàte céramique

poreuse qui permet ^{des mesures} précises ^{dans un} temps beaucoup plus ^court.

La méthode la plus généralement ^suivie (principalement par les chimistes et les biolo-

gistes) pour la ^mesure de la viscosité des liquides ^non rigides repose ^sur l’emploi ^{du visco-}

mètre d’Ostwald. Cet appareil ^très simple donne des résultats suffisants pour les ^mesures

comparatives ^{sur les} liquides peu fluides (tels que l’eau ^et les solutions aqueuses).

Par contre, ^{il se} prête ^mal aux mesures sur les liquides ^très fluides, tels que les hydro-

carbures ou l’éther. En effet, ^son emploi repose ^sur l’application de la formule de Poiseuille Or on sait que cette formule n’est exacte que si l’écoulement est très lent, ^{sinon les}

mesures doivent subir une correction dite de force ^{vive. En} pratique, ^avec les viscomètres du type courant il ne faut pas descendre au-dessous d’une durée d’écoulement de

quinze minutes pour l’éther, ^ce qui entraînerait une durée d’écoulement inacceptable pour

un liquide ^{17 fois} plus visqueux, tel l’alcool isoamylique.

Ajoutons qu’avec les tubes très fins, ^le nettoyage ^est difficile et que la moindre pous- sière invisible s’arrêtant dans le capillaire fausse les mesures et que, pour certains liquides ayant ^{une tension} superficielle ^élevée (par exemple, l’eau) ^les mesures ne sont pas possibles

si le capillaire ^est trop fin, par suite de la montée du liquide dans le tube qui ^{ne se}

vide pas complètement. Pour s’affranchir de ces ennuis, beaucoup d’expérimentateurs emploient ^{des tubes assez} gros pour que la durée d’écoulement pour l’éther tombe à ~O ^ou 40 secondes. Les nombres obtenus sont alors grossièrement ^inexacts (jusqu’à 20 pour 100).

Nous attirons une fois de plus, après ^{tant d’autres} 1’), l’attention sur ces erreurs que l’on continue de tous côtés à commettre et qui encombrent les recueils de constantes de chiffres sans valeur.

En réalité, la véritable solution de toutes ces difficultés consiste à employer ^{un visco-}

mètre comprenant ^un grand nombre de tubes capillaires fonctionnant en parallèle. ^{Si on} remplace ^{un tube} unique par 10 000 tubes de diamètre dix fois plus petit ^{et cent fois} plus courts, la durée de passage d’un même volume de liquide ^{sous la même} pression ^{est divisée}

par 100. En même temps, l’obstruction d’un ou de plusieurs ^{tubes est sans} importance.

L’appareil peut servir pour des durées d’écoulement variant de 20 à 200 secondes ^sans que la précision ^{ni la commodité en} souffrent; ^{et comme il est} possible d’augmenter ^la pression,

le mème appareil peut servir pour des viscosités variant entre 1 ^et 30 au moins.

On peut ^{réaliser un} système équivalent ^{à un tel} faisceau de tubes en employant ^une bougie de terre poreuse telle que celles _{que l’on} emploie pour la stérilisation des liquides. ^Le

mouvement des liquides ^au travers des terres poreuses ^a déjà ^été étudié notamment par E. Duclaux (2) ^{et J. Brunhes} (3) ^{et le sens} général des résultats est que, bien que la forme (t) Voir entre autres : FR. MXP.Tlri, Bull. Soc. Chim. Belg., ^{t. 34} (i925) p. 81 ^{où se} trouve une bibliogra- phie complète.

(2) Annales de ^{Chimie et de} Physique, ⁴¹ série, ^{t. 25} p. 4~2.

(J) 7hése, présentée à la Faculté de Toulouse (1881).

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0192500606020200

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des pores soit bien loin d’être cylindrique, l’écoulement suit encore les lois de Poiseuille en ce qui ^concerne 1 influence de la pression ^{et de} la viscosité du liquide. ^{Nous avons} pu ^con-

firmer ces résultats avec une précision plus grande.

Il Les obtenus avec le mêJlte liquide sont constants.

Par exemple, pour ^une

bougie Chamberland n° 5 ter, pàte 5, les durées d’écoulement trouvées pour ^un volume d’éther sous une pression de 20 millimètres d’eau environ sont de : 10 m 39 s 2/5, etpour ^une

autre mesure, 10 m 38 s 4/?S. ^La bougie ^{ensuite a servi à mesurer} la viscosité de l’alcool

amylique. ^{Ensuite, elle a} resservi pour l’éther et nous avons retrouvé 2 fois de suite une

durée d’écoulement de 10 m 39 s.

2° La durée décotileineiit est inversement proportionneLle ^{à la} pres$ion.

^{Nous avons}

fait varier la pression ^et vérifié que le produit ^du temps d’écoulement _{par la} pression ^était

bien constant. Il y ^{a un} certain seuil de pression qui ^{doit être} dépassé (nous reviendrons sur ce point ^{dans un travail} ultérieur) mais, au-dessus de cette pression minimum, les variations

sont négligeables.

31 Avec les liquides organiques ^neutres suivants, la durée d’écoulement est proportion-

nelle à la viscosité relativement à l’éther (1). ^Les liquides employés ^{ont été} redistillés: la

purification n’a pas été poussée plus loin, le but de cette note étant d’exposer ^une technique ^{de mesure et non} d’établir des constantes.’

Rapport ^dit temps d’écoulement du liquide ^{à celui de}

A la fin de la série, ^la viscosité de l’acétone a été mesurée à nouveau et le temps ^de

passage était le même qu’au ^début.

(1) D’après ^Grenet [Fillpes ^à pâtes poreuses, Bull. Soc. d’Encouragement, (191f)J le diamètre des tubes

de la bougie poreuse ^est de l’ordre du millième de millimètre. Nous avons pu montrer [Revue générale ^des

Colloïdes, que ^{la loi se vérifie encore} pour des tubes ^{encore !~0} fois plus ^fins.

204

Le diamètre du capillaire du viscomètre n° 1 était environ 0,41 mm, ^sa longueur ⁹⁷ mm;

le diamètre du n°2, 0,26 111 III , ^sa longueur 9j,2 ^{mm. Il} résulte des nombres que les

capillaires ^des viscomètres employés ^ne sont pas encore ’

assez minces ; cependant, ^dans le viscomètre n° 2, le régime ^de

Poiseuille est presque atteint : les rapports que ^nous trouvons sont pour cette raison trop petits ^et tendent, quand ^{le dia-}

mètre diminue, ^{vers une} valeur exacte qui est immédiatement t réalisée par la bougie. Les tubes poreux ^se prêtent ^{donc très}

bien aux mesures de précision ^{avec des} temps de passage 50 fois moindres que ^ceux des viscomètres d’Ostwald. Reste donc à donner à l’appareil ^{une forme} pratique. Après quelques essais, ^{nous nous sommes} arrêtés à la réalisation suivante.

Description ^de l’appareil.

Surmontons une bougie

Chamberland (type 5 tes, pâte 5 ^non émaillée) d’un tube de

verre. Ce tube de verre peut être soit rodé à l’intérieur de la bougie ^et mastiqué, ^soit appliqué bout à bout et maintenu par ^un ciment approprié. ^{Pour les} liquides organiques, ^le mélange oxyde ^de plomb-glycérine ^{nous a} donné de bons résultats comme mastic. Le ciment Dentoria donne un bon scellement même avec l’eau. Le tube de verre est étranglé ^à

deux endroits a et a’ délimitant ainsi un volume con stant.

La bougie surmontée de son tube est remplie par aspira-

tion du liquide à étudier et placée ^{dans un vase en verre} rempli ^{du même} liquide jusqu’au trop-plein b. Le tout est

placé ^{dans un} thermostat et on mesure le temps d’écoulement du volume de liquide compris ^{entre les deux} repères.

Le vase extérieur est fermé par ^un couvercle métallique

avec embase percée ^au centre : le tube de verre le traverse et est fixé par ^une vis à hauteur constante, de sorte que la pres- sion filtrante soit toujours ^{la même une} fois choisie. Un tube

¡placé ^{sur le côté} permet d’ajouter ^du liquide ^entre chaque

mesure, le liquide qui ^{s’était écoulé} ayant coulé dans la boule par le trop-plein pendant ^{la mesure.}

Avec cet appareil, ^on peut ^{faire des mesures} de viscosité de l’éther absolument correctes

en 15 secondes. L’imperfection ^des compteurs ^de temps empêche ^{seule de descendre au-}

dessous.

:Manuscrit recu le 25 février l~~?J.