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UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO DE MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETROLEO
PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES SALINAS
PROFESORA: Omaira Salazar
BACHILLERES:Calderón Karen CI 17546425
Oca, José Daniel CI 17463904Sección 01
Maturín, Noviembre del 2006
Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Discusión y Resultados
El objetivo principal de la práctica realizada, fue evaluar las
propiedades, como densidad, viscosidad, conductividad, resistividad,
índice de refracción y tensión superficial e interfacial, las cuales
representan desde el punto de vista práctico el comportamiento del
agua de formación.
Densidad.
Para conseguir la densidad de la solución problema, nos
planteamos la realización de tres métodos distintos, los cuales son:
Método del picnómetro, método del areómetro y el de la balanza
hidrostática. Durante la utilización del método del picnómetro se
obtuvo para las distintas concentraciones los siguientes valores:
Concentración(ºc) Densidad(g/cm³)
1% 1,0123
3% 1,0165
5% 1,0375
2
Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Densidad vs Salinidad
1,01
1,015
1,02
1,025
1,03
1,035
1,04
0% 1% 2% 3% 4% 5% 6%
Salinidad
Den
sid
ad(g
/cm
3)
Grafico nº 1
Estos demuestran que a mayor cantidad de sólidos disueltos en
una solución mayor será su densidad, por esta razón la solución salina
al 5% posee un más alto grado de densidad en comparación con las
demás (1% y 3%).
Seguidamente estudiamos el comportamiento de la densidad con
respecto a la temperatura cuya tendencia la podemos observar en la
siguiente gráfica.
Temperatura (°c)
Densidad(g/cm³) Masa del picnometro (g)
21 1,0375 86,0583
23 1,0370 86,0310
25 1,0367 86,0163
27 1,0355 85,9531
29 1,0354 85,9505
3
Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Densidad vs temperatura
0 10 20 30 40
Temperatura(ºc)
Den
sid
ad(g
/cm
3)
Grafico nº 2
La gráfica nos refleja que a medida que aumenta la temperatura, la
densidad de la solución disminuye paulatinamente, debido a que a
nivel molecular, las moléculas se excitan y sus distancias
intermoleculares se hacen más grandes, provocando de esta forma
una expansión del fluido, con un subsiguiente aumento de volumen, y
conociendo que la densidad es inversamente proporcional al volumen
corroboramos que la densidad disminuye.
En cuanto a la determinación de la densidad a través del método
del areómetro se obtuvieron los siguientes datos:
Nombre Concentración Densidad(g/cm³)
A 1% 1000
B 3% 1020
C 5% 1030
4
Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Comparando las soluciones A, B y C, cuyos valores de densidad se
muestran en la tabla anterior, se observa que a medida que la
solución es más densa la capacidad de expansión de las moléculas
disminuye, lo cual genera mayor fuerza de cohesión y repulsión entre
ellas, donde las presiones ejercidas lateralmente se equilibran entre
si. Sin embargo, en sentido vertical la presión ejercida en el fondo del
areómetro es mas fuerte que en su parte superior, razón por la cual
este experimentó un impulso hacia la superficie igual al peso del
liquido desplazado.
Es importante mencionar que mientras más concentrada sea la
solución más densa va ser y al areómetro le va a costar sumergirse en
la misma, por las fuerzas existentes anteriormente descritas.
El último método utilizado para calcular la densidad de la
solución fue el de la balanza hidrostática, cuyos cálculos se basan en
el principio de Arquímedes, inicialmente se comprobó que el peso de
la pesa en la solución es menor que en el aire, debido a que la
columna de fluido ejerce una fuerza sobre la misma, causando que
esta se impulse hacia arriba haciendo que la balanza sumergida
marque menos.
Cabe destacar que el peso de la pesa resultó mayor cuando esta
se sumergió en el agua destilada en comparación a cuando se
encontraba sumergida en las soluciones salinas de diferentes
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
densidades, debido a la diferencia de densidades resultado basado en
el siguiente cuadro.
Nombre Concentración Densidad(g/cm³)
A 1% 1,0120
B 3% 1,0146
C 5% 1,0303
En cuanto al comportamiento del factor volumétrico se puede
apreciar que este aumenta a medida que se incrementa la
temperatura, debido a que dicho incremento aporta energía a las
moléculas de la solución haciendo que las mismas se expandan y
tiendan a ocupar un mayor volumen. Además el factor volumétrico se
ve afectado por los factores que influyen de manera inversa a la
densidad (si este aumenta la densidad disminuye).
T (ºC) BW
21 0.9974
23 0.9978
25 0.9981
27 0.9993
6
Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
29 0.9994
BW vs Temperatura
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 5 10 15 20 25 30 35
Temperatura (ºC)
BW
Grafico nº 3
De acuerdo a los tres procedimientos desarrollados para
determinar la densidad consideramos que el más preciso es el método
del picnómetro, debido a que los valores reportados por este se
obtiene directamente mediante la aplicación de una formula, por otro
lado un método de fácil aplicación es el del areómetro, pero los
resultados emitidos por este dependen del grado de apreciación del
individuo, en cuanto al método de la balanza hidrostática este se
considera como el más impreciso, debido a que al momento de
desarrollar la practica esta debe ser manipulada manualmente y por
ende puede ocurrir mayor cantidad de equivocaciones al momento del
calculo.
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
De allí podemos establecer como valores verdaderos 1,0375
g/cm3, (resultado obtenido por el método del picnómetro) y así los
porcentajes de error quedan distribuidos de la siguiente manera:
Picnómetr
o
Areómetr
o
Balanza
Hidrostátic
a
% Error 0% 0,72% 0,69%
Observando los valores del porcentaje de error, podemos decir
que cualquiera de los resultados de densidad obtenidos en la practica
son aceptables, debido a que su margen de error esta por debajo del
5 %.
Tensión Superficial
La tensión superficial es el resultado de las fuerzas moleculares,
que ejercen una atracción no compensada hacia el interior del liquido
sobre las moléculas individuales de la superficie, esto se refleja en
una curvatura en los bordes, donde la solución salina esta en contacto
con la pared del recipiente.
La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, es decir,
de la cantidad de sal presente en la solución, situación que se puede
observar en el siguiente cuadro:
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Nombre Concentración (ppm) Tensión superficial (Dynas/cm)
A (1%) 2653,4186 67,2
B (3%) 3048,9593 67
C (5%) 3708,1937 64,2
A temperatura ambiente 23 ºC
Tensión superficial vs Concentración
64
64,5
65
65,5
66
66,5
67
67,5
0 1000 2000 3000 4000
Concentración (ppm)
Ten
sió
n S
up
erfi
cial
(D
ynas
/cm
)
Grafico nº 4En este grafico se puede observar que a medida que aumenta la
concentración, la tensión superficial disminuye, debido a que cuando
dicha concentración aumenta el desorden molecular aumenta
también el esfuerzo de las moléculas por adherirse al anillo es mínimo
en comparación con las otras soluciones, a cuyas concentraciones
sean menores, como la “A” donde las moléculas están dispuestas de
forma ordenada.
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
En general la tensión superficial disminuye con el aumento de la
temperatura, por que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar
la agitación térmica. Situación que se observa a continuación.
NombreConcentración
(ppm) Temperatura ( ºC ) tensión Superficial
(Dynas/cm)
A (1%) 2653,4186 28 66,1
B (3%) 3048,9593 29 62,3
C (5%) 3708,1937 40 59,1
Temperatura vs Tensión Superficial
58596061626364656667
0 10 20 30 40 50
Temperatura (ºC)
Ten
sió
n S
up
erf
icia
l (D
yn
as/c
m)
Grafico nº 5
Tensión Interfacial
En la tensión interfacial el comportamiento de la misma es
similar al de la tensión superficial, debido a que esta disminuye a
medida q aumenta la temperatura y la concentración de la solución.
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
En el siguiente cuadro se muestra la variación de la tensión
interfacial con respecto a la concentración y posteriormente a la
temperatura.
A temperatura ambiente 23 ªC
NombreConcentración
(ppm)Tensión Interfacial
(Dynas/cm)
A (1%) 2653,4186 38
B (3%) 3048,9593 33,4
C (5%) 3708,1937 24,8
Tensión Interfacial vs Concentración
051015202530354045
0 1000 2000 3000 4000
Concentración (ppm)
Ten
sió
n I
terf
acia
l (D
ynas
/cm
)
Grafico nº 6
Nombre Temperatura (ºC) Tensión Interfacial (Dynas/cm)
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
A (1%) 33 29
B (3%) 29 29,6
C (5%) 30 22,7
Tensión Interfacial vs Temperatura
0
5
10
15
20
25
30
35
28 29 30 31 32 33 34
Temperatura (ºc )
Ten
sió
n I
terf
acia
l (D
ynas
/cm
)
Grafico nº 7
La diferencia entre ambas tensiones esta acentuada, en que la
tensión superficial es mayor que la interfacial, esto por que existe
mayor equilibrio entre las moléculas en la interfase liquido – aire, es
por eso que la fuerza de cohesión entre las moléculas es difícil de
romper, siendo entonces como una superficie elástica; en cambio en
la tensión interfacial se comporta en forma distinta, por que se
produce en la interfase de dos líquidos inmiscibles, por la existencia
de un rebalance entre las moléculas, haciendo más débil la fuerza de
atracción.
La tensión interfacial verdadera reporta un valor de 25,02732
Dynas/cm. En comparación con la obtenida experimentalmente se
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
puede observar un porcentaje de error del 0,9% lo cual nos refleja que
este resultado es aceptable. Mientras que el valor verdadero de la
tensión superficial es de 19,41076 Dynas/cm. Al observar este
resultado y compararlo con el obtenido en el laboratorio se refleja un
porcentaje de error del 8%, lo cual nos hace inferir que la medición no
fue correctamente realizada.
Resistividad y Conductividad
Una vez conocida la concentración de la solución a
través del método de los cloruros, se procedió a determinar
la conductividad de la misma y se obtuvieron los siguientes
resultados.A temperatura ambiente 23 ºC
NombreConcentración
(ppm) Conductividad (ms/cm.)
A (1%) 2653,4186 4,25
B (3%) 3048,9593 5,07
C (5%) 3708,1937 5,86
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Conductividad vs Concentración
0
1
2
3
4
5
6
7
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Concentración (ppm)
Co
nd
uct
ivid
ad (
ms/
cm)
Grafico nº 8En el grafico se puede apreciar que mientras mayor sea la
concentración de la solución, más conductora será la misma, al
comparar los valores de conductividad de la solución A y C podemos
notar lo dicho anteriormente. Este comportamiento es producto de la
cantidad de iones salinos disueltos, los cuales son excelentes
conductores de electricidad.
También es importante mencionar que la conductividad aumenta
con la temperatura, esto se debe al aumento en la movilidad de los
iones, la energía aporta a la solución a través del incremento de
temperatura aumenta la capacidad conductora que estos poseen.
En cuanto a resistividad se noto que a medida que aumenta la
temperatura disminuye la resistividad, por que esta se comporta de
manera inversamente proporcional a la densidad.
Temperatura (ºc) Resistividad (Ohm/m)
25 1,692014
Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
27 1,6863
29 1,6835
31 1,6806
33 1,6778
35 1,6750
37 1,6694
39 1,6638
41 1,6583
Resistividad vs Temperatura
1,6551,66
1,6651,671,675
1,681,685
1,691,695
0 10 20 30 40 50
Temperatura (ºC)
Res
isti
vid
ad (
Oh
m/m
)
Grafico nº 9
Una vez calculados el valor verdadero de resistividad mediante la grafica se obtuvo el siguiente porcentaje de error:
Valor verdadero (Ohm/m)
Valor calculado (Ohm/m)
% Error
0,8 1,7065 113,3125
Los datos obtenidos presentan la siguiente desviación:
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Temperatura (ºc) Desviación25 1,633127 1,565729 1,503731 1,446433 1,393735 1,344037 1,298139 1,255141 1,2150
Observando estos comportamiento, podemos decir que a pesar de los datos presentan un elevado porcentaje de error, los valore de desviación no son muy altos.
Índice de Refracción
El refractómetro compara el ángulo de incidencia con respecto al
ángulo de refracción de la luz de una longitud de onda específica. Se
observo que el índice de refracción aumento a medida que se
incrementa la concentración salina, esto se debe a que mientras más
concentrada sea la solución le va a costar más a la luz del
refractómetro pasar a través de la solución, debido a que van a ver
más moléculas de solución por unidad de volumen.
Nombre Concentración (ppm) nD
A ( 1% ) 2653,4186 1,3339
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
B ( 3% ) 3048,9593 1,3341
C ( 5% ) 3708,1937 1,3343
Indice de Refracción vs Concentracón
1,3338
1,3339
1,334
1,3341
1,3342
1,3343
1,3344
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Concentración (ppm)
Ind
ice
de
refr
acci
ón
Grafico nº 10
Viscosidad y Punto de Cendencia
A medida que aumenta la concentración de la solución, más
viscoso será la misma, debido a que es más densa, por que contiene
mayor cantidad de sólidos disueltos en la solución. El punto de
cedencia nos refleja el comportamiento que puede tener la solución
(Newtoniano o no Newtoniano).
Experimentalmente se obtuvieron estos resultados:
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Se concluye que los valores reportados por la solución preparada
al 1% están errados, debido a que esta contiene una menor
concentración y su punto de cedencia y el valor de viscosidad
deberían ser menores y su comportamiento no debería alejarse
mucho del comportamiento Newtoniano.
Nombre Concentración
(ppm)
P.C Viscosidad
A ( 1% ) 2653,4186 1 1
B ( 3% ) 3048,9593 1 1
C ( 5% ) 3708,1937 1 1
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Karen Calderón
Conclusiones
El estudio de las propiedades de las soluciones salinas tiene una
gran relevancia, debido a que el comportamiento de dichas
propiedades observa da en el laboratorio nos proporciona una idea
acerca de cuales son las características que puede presentar el agua
de formación.
Una vez concluida la practica de laboratorio y observando cada
uno de los resultados obtenidos, se puede decir que el
comportamiento de la densidad, viscosidad, resistividad,
conductividad, índice de refracción y tensión superficial e interfacial,
va a depender de la variación que puede ocurrirá nivel molecular de la
solución y del medio donde se encuentre (aumento o disminución de
la temperatura entre otros).
En cuanto a la densidad, se puede decir que esta propiedad
depende de diversos factores como la temperatura y la concentración.
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
A medida que la cantidad de sólidos disueltos en una solución
aumenta (mayor concentración) la densidad tiende a incrementarse.
Además esta suele variar con el aumento de la temperatura,
debido a que la misma influye sobre el comportamiento de las
moléculas presentes en la solución haciendo que estas se exciten y se
separen entre si provocando una disminución de la misma.
La precisión de los valores de densidad obtenidos a través de los
métodos picnómetro, balanza hidrostática y areómetro dependerán de
la manipulación de los mismos al momentote desarrollar la practica se
debe tener cuidado al calibrarlos y usarlos.
En cuanto a la tensión superficial, se puede decir que la misma
depende de las características que presente el líquido, es decir, de
cantidad de sal presente en la solución y de las condiciones del medio
que lo rodea.
A medida que la concentración aumenta el desorden molecular
se incrementa también y la capacidad de las moléculas de adherirse
al anillo disminuye es por ello que a mayor concentración menor
tensión.
Esta tensión también se ve afectada por la temperatura como se
menciono anteriormente, debido a que la energía que aporta la
temperatura se convierte en energía cinética y hace que aumente el
desorden molecular y por ende disminuya aun mas la tensión.
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
La tensión interfacial tiene un comportamiento similar al de la
tensión superficial, la diferencia entre ambos consiste en que la
tensión superficial es mayor a la interfacial, debido a que existe
mayor equilibrio entre la interfase líquido – aire que la interfase
líquido – líquido.
Con respecto a la conductividad y resistividad se puede decir q
ambas están relacionadas.
La conductividad aumenta a medida que la solución contenga un
mayor de iones salinos disueltos (mayor concentración) y estos al
disociarse son excelentes conductores de electricidad debido a los
electrolitos fuertes aportados por el cloruro de sodio.
Por otro lado la resistividad es inversamente proporcional a la
conductividad, cada vez que la solución sea más conductora menos
resistiva será la misma.
La viscosidad al igual que las demás propiedades depende de la
concentración de la solución, y de la influencia de la temperatura.
Según el comportamiento observado en el laboratorio acerca de esta
propiedad se puede decir que la misma aumenta con la
concentración, es decir, más cantidad de sólidos se encuentren en la
solución más resistencia al movimiento tendrá la misma ya que esta
presentara una mayor densidad.
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Es importante mencionar que cada solución posee un punto de
cedencia el cual nos indicara que tipo de fluido tenemos presente,
según el comportamiento observado se puede concluir que el punto
de cedencia depende de la concentración, a medida que la
concentración aumenta el comportamiento de la solución cambia, es
decir no presenta características de fluido newtoniano, aunque no se
refleje aparentemente.
En cuanto al índice de refracción se puede concluir que a mayor
concentración los valores de este serán mayores, esto debido a que
las moléculas están más reagrupadas y el paso de la luz por la
solución se realizará con mayor dificultad
José Oca
Conclusiones
Considerando que en la mayoría de los yacimientos de
hidrocarburos se encuentra presente agua de formación (solución
salina) y la estrecha relación que ella tiene con los fluidos presentes
en el subsuelo (petróleo, gas), se hace muy importante evaluar el
comportamiento de las propiedades de estas soluciones para predecir
la ubicación, desarrollo y acumulaciones de hidrocarburos.
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
Por esta razón, evaluamos todas las propiedades de estas
soluciones, al igual que su variación con respecto a factores como la
concentración y la temperatura, infiriendo las siguientes
aseveraciones:
La densidad es una propiedad que se ve afectada por factores
como la temperatura y la concentración; debido a que si se
incrementa la temperatura, la densidad disminuirá
progresivamente, efecto que generara en la solución un
incremento en la actividad molecular, haciendo que estas se
expandan y ocupen un mayor volumen. Mientras que si se
incrementa la concentración de la solución, la densidad
aumentara, como consecuencia de un incremento en la cantidad
de sólidos disueltos en la solución.
La tensión superficial depende de la naturaleza de la solución, es
decir, de la cantidad de sólidos disueltos; si esta posee una
mayor concentración la tensión superficial tiende a disminuir. De
igual manera ocurre con la temperatura, un incremento de la
misma ocasiona una reducción de fuerzas de cohesión entre las
moléculas que componen la solución, disminuyendo así
paulatinamente la tensión superficial.
La tensión interfacial tiene un comportamiento parecido al de la
tensión superficial, quedando denotadas entre ambas una gran
diferencia, la cual radica en el valor de la tensión superficial será
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
siempre mayor al de la interfacial, debido a que existe un mayor
equilibrio entre la interfase líquido – aire que entre la existente
en la fase líquido – líquido.
La conductividad es directamente proporcional a la temperatura,
es decir, que al aumentar la misma se incrementa la densidad,
debido a la expansión de las moléculas de la solución,
permitiendo el paso de la corriente más rápido.
La resistividad es inversamente proporcional a la conductividad,
debido a que a medida que la solución se a más conductora
menos resistiva será la misma.
El índice de refracción de una solución es proporcional al
aumento de la concentración salina de la mezcla, debido a que
las moléculas están más reagrupadas, y el paso de la luz por la
solución se llevara a cabo con mayor dificultad.
La viscosidad es una propiedad del fluido, mediante el cual este
ofrece resistencia al movimiento, esta se ve afectada por la
concentración, debido a que mientras mas densa sea mayor
resistencia va a ofrecer. En los casos estudiados en la practica
las soluciones salinas no tienden mucho a alejarse del
comportamiento de un fluido newtoniano, pero al ser su punto de
cendencia distinto de cero se consideran no newtonianos
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Propiedades de las soluciones Salinas Grupo 6
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