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Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Departamento de Química Orgânica e Inorgânica Curso de Farmácia DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁLCOOL NA GASOLINA E EFEITO SALTING OUT PRÁTICA Nº 01 Disciplina: CF0688 - Química Orgânica Experimental para Farmácia Professora: Maria da Conceição Ferreira de Oliveira Equipe 3: Juverlândia Xavier, Paloma Araújo e Pedro Nonato Data do Experimento: 23 de outubro de 2015 FORTALEZA 2015 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 3 Objetivos ...................................................................................................................................... 3 Materiais e Métodos .................................................................................................................... 4 Materiais utilizados ................................................................................................................. 4 Reagentes utilizados ................................................................................................................ 4 Procedimento experimental .................................................................................................... 4 1. Determinação do teor de álcool na gasolina .............................................................. 4 2. Efeito Salting out.......................................................................................................... 4 Resultados e Discussão ................................................................................................................ 6 1. Determinação do teor de álcool na gasolina .................................................................. 6 2. Efeito Salting Out ............................................................................................................ 7 Conclusão ..................................................................................................................................... 8 Referências Bibliográficas .......................................................................................................... 9 Introdução Neste relatório, serão descritos os experimentos realizados para a determinação do teor de álcool na gasolina e para a observação do efeito “salting out”. Para isso, faz- se necessário o entendimento de alguns conceitos. Assim, deve-se salientar o conceito de octanagem ou número de octano, que pode ser definido como a medida da capacidade de pré-ignição ou auto-ignição de um combustível no momento de sua reação com oxigênio, que proporciona a força propulsora suficiente para movimentar motores de combustão. Quanto maior a octanagem, maior será a resistência do combustível à detonação. No Brasil as gasolinas comum e aditivada têm 87 octanas (pelo método IAD – índice anti detonante). As gasolinas premium têm maior octanagem, geralmente 91 octanas[1]. A gasolina brasileira tem adição de etanol, esta deve ser de 25% (Segundo a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis - ANP). O etanol é praticamente insento de água e é adiciona a gasolina porque aumenta o índice de octanagem da mesma e diminui a emissão de monóxido de carbono para a atmosfera. O efeito “salting-out” é um processo pelo qual substâncias solúveis em água são excluídas da fase aquosa pela adição de sais. O resultado é a separação de uma segunda fase líquida, geralmente constituída de um ou mais compostos orgânicos. O fundamento deste efeito consiste no aumento da força iônica da fase aquosa, que acarreta a diminuição da solubilidade de inúmeros compostos covalentes ou iônicos Objetivos Determinar o teor de álcool na gasolina e estudar o efeito “salting out”. Materiais e Métodos Materiais utilizados Balança Analítica Digital; Pipetas Pasteur; Proveta de 10 mL; Tubo de ensaio de 50mL; Bastão de Vidro. Reagentes utilizados Gasolina comum; Solução saturada de NaCl; Água destilada; Corante verde folha; Álcool isopropílico 70%; Sulfato de amônio finamente dividido. Procedimento experimental 1. Determinação do teor de álcool na gasolina Em uma proveta de 10mL foram colocados 5mL de gasolina comum com o auxílio de uma pipeta de Pasteur. O volume da proveta foi completado com solução saturada de NaCl; Após completado o volume de 10mL, a proveta foi fechada e invertida várias vezes para que houvesse a mistura dos líquidos lá contidos; A proveta foi mantida em repouso por alguns segundos até que fosse observada a separação de duas fases; O volume de cada fase foi lido e anotado para que posteriormente fosse calculada a porcentagem de álcool na gasolina; 2. Efeito Salting out Em um tubo de ensaio de 50 mL, foram adicionados 15mL de água e uma gota de corante verde. O tubo foi tampado com uma rolha e o conteúdo foi misturado por inversão; O tubo foi destampado e 15 ml de álcool isopropílico 70% foram adicionados. O tubo foi novamente tampado e o conteúdo misturado; O tubo foi novamente destampado e foram adicionadas 7g de sulfato de amônio finamente dividido. O novo conteúdo foi misturado agitando-se o tubo energicamente por 10 segundos. Depois de transcorridos 20 segundos, 2 fases distintas foram formadas. O processo pôde ser registrado em fotos e os resultados obtidos foram anotados para discussão. Resultados e Discussão 1. Determinação do teor de álcool na gasolina Os volumes registrados após a separação das duas fases presentes na proveta foram os seguintes: Volume (mL) Gasolina 3,8 Etanol 1,2 Com base nesses dados foi possível realizar a seguinte proporção para calcular o teor de etanol presente na alíquota de gasolina em análise: 5,0 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 → 100% 3,8 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 → 𝑥 𝑥 = 76,0% Pôde-se afirmar portanto, que o teor de etanol contido na alíquota de 5 mL de gasolina comum era de 24,0%, uma vez que a gasolina compunha 76% daquele volume. A separação das fases gasolina/etanol só foi possível graças ao efeito salting out promovido pela adição da solução saturada de NaCl. Inicialmente, álcool e gasolina encontram-se numa só fase devido à estabilidade provocada pelas interações intermoleculares do tipo dipolo induzido.[2] Com a adição da solução saturada de cloreto sódio, o álcool etílico torna-se imiscível na gasolina porque a parte polar de sua estrutura serão atraídas pelos íons Na+ formando interações do tipo íon-dipolo, que são mais fortes que as dipolo induzido que o etanol realizava com a gasolina. Desta forma, a solução saturada “arrasta” o etanol para si, promovendo a separação de fases. [2] Figura 1 - Separação das fases gasolina/etanol após a adição da solução saturada de NaCl 2. Efeito Salting Out O procedimento foi documentado através de fotos, como se pode ver a seguir: Figura 2 - Separação das fases promovida pelo efeito salting out no decorrer do tempo Sabe-se que o corante interage com a água através de ligações de hidrogênio e quando o isopropanol é adicionado, também interage com água e o corante, continuando numa única fase, indicando que ele também forma ligações de hidrogênio.[3] Ao adicionar o sulfato de amônio finamente dividido, este passa agora a formar com a água interações mais fortes, dotipo íon-dipolo, a água então se ‘’ desprende’’ do corante e do isopropanol. Com isso, ocorre a separação, a água deixa de solubilizar o corante e o álcool (isopropanol) e passa a solubilizar o sal. Isto é o efeito salting out.[3] Conclusão Foi obtido o resultado do teor de álcool na amostra de gasolina utilizada, com isso foi possível notar que a amostra encontra-se muito perto das normas permitidas pela legislação, que é de 25%, e pode mesmo ser considerada aprovada considerando os possíveis erros relativos às medições feitas a olho nu. Por fim, foi possível compreender e estudar o efeito salting out a partir do segundo experimento, considerando as interações moleculares formadas em cada etapa do experimento. Referências Bibliográficas [1] Disponível em: <http://www.br.com.br>. Acessado em: 04 de novembro de 2015 [2] Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com/quimica/determinacao-teor-alcool- na-gasolina.htm>. Acessado em: 04 de novembro de 2015 [3] ROTEIROS das Aulas Práticas de Química Orgânica Experimental - Farmácia. Ceará: Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Química Orgânica e Inorgânica, 2015. 67 p.
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