RQO 2 Relatório de Química Organica - Reciclagem de PET

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Engenharia Ambiental 
Laboratório de Química Orgânica 
Prof. Dr. Leonardo Fernandes Fraceto 
 
 
RECICLAGEM DO PET VIA 
HIDROLISE ALCALINA 
 
 
 
 
Ana Vitória Pedrílio 
Carlos Eduardo Lannes 
Lucas Tanisaki 
Rafael Peres 
Vinicius Chequer 
 
 
 
Março/2014 
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1. RESUMO 
Neste experimento utilizou-se pequenos pedaços de garrafa PET, que 
após adicionados a uma solução de hidróxido de sódio, aquecidos, agitados 
e filtrados resultaram em um produto sólido e um líquido. O produto sólido 
foi utilizado para calcular o rendimento e ao líquido foi adicionado ácido 
sulfúrico concentrado e resultou em sulfato de sódio e ácido tereftálico 
(TPA). 
Após nova filtração, o ácido tereftálico em pó, foi utilizado para a 
realização de um teste qualitativo para um grupo carboxila utilizando 
bicarbonato de sódio e um teste de solubilidade usando água, etanol e 
hidróxido de amônio. 
2. INTRODUÇÃO 
O PET - Poli (Tereftalato de Etileno) - é um poliéster, polímero 
termoplástico. 
Simplificando, PET é o melhor e mais resistente plástico para fabricação de 
garrafas e embalagens para refrigerantes, águas, sucos, óleos comestíveis, 
medicamentos, cosméticos, produtos de higiene e limpeza, destilados, 
isotônicos, cervejas, entre vários outros como embalagens termoformadas, 
chapas e cabos para escova de dente. 
O PET proporciona alta resistência mecânica (impacto) e química, além de 
ter excelente barreira para gases e odores. Devido as características já citadas 
e o peso muito menor que das embalagens tradicionais, o PET mostrou ser o 
recipiente ideal para a indústria de bebidas em todo o mundo, reduzindo custos 
de transporte e produção. Por tudo isso, oferece ao consumidor um produto 
substancialmente mais barato, seguro e moderno. As embalagens Pet são 
100% recicláveis e a sua composição química não libera nenhum produto 
tóxico. [1] 
 Foi desenvolvido por dois químicos britânicos Whinfield e Dickson em 
1941, formado pela reação entre o ácido tereftálico e o etileno glicol, originando 
um polímero, termoplástico. 
 Sua fórmula química é definida pela Figura 1: 
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Figura 1 - Fórmula do politereftalato de etileno. 
Características: 
As macromoléculas de PET puro (o chamado homopolímero) 
constituem-se de repetições da molécula mais simples (mero) de tereftalato de 
etileno. Nos polímeros comerciais, 130 a 155 repetições desse mero 
constituem a macromolécula típica de PET. 
O PET homopolímero cristaliza-se com facilidade, prejudicando a 
transparência do polímero. Para se evitar esse problema as condições de 
processamento têm de ser muito precisas, o que atrapalha a vida do 
transformador. Por isso, o PET homopolímero não é muito usado. Prefere-se 
usar copolímeros de PET, os quais se cristalizam mais lentamente, facilitando 
as condições de transformação para se obter um produto com boa 
transparência. 
As macromoléculas dos copolímeros de PET contêm outros meros além 
do tereftalato de etileno. Ou seja: no homopolímero a macromolécula é 
constituída pela repetição de um só mero (molécula simples), como se fosse 
um trem constituído de vagões idênticos. Já no copolímero a macromolécula é 
constituída pela repetição de mais de um mero, como se fosse um trem 
constituído por mais de um tipo de vagão. [2] 
Alguns copolímeros de PET apresentam macromoléculas formadas pela 
repetição de dois meros: 
ciclohexanodimetanol e ácido tereftálico; 
etilenoglicol e ácido isoftálico. 
Eles estão distribuídos aleatoriamente ao longo da macromolécula, 
dificultando a cristalização do polímero e favorecendo sua transparência. Este 
tipo de copolímero é especialmente adequado para moldagem por injeção sob 
curtos tempos de ciclo, como peças em geral, pré-formas, garrafas com 
paredes espessas. 
Outro copolímero, PETG, inclui um glicol modificado em suas 
macromoléculas. Ele é amorfo (não cristalino), quimicamente resistente e 
altamente transparente. Seu processamento é fácil. Normalmente ele é 
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produzido na forma de chapas ou filmes extrudados, podendo ser 
termoformados, serrados, furados e estampados. A moldagem por injeção e 
extrusão mais sopro também são viáveis. 
Produção de garrafas e frascos por extrusão de parison mai sopro 
necessitam de resinas de PET com maior resistência mecânica do fundido 
(maior tempo de escoamento, ou seja, maior melt flow index). 
A produção de filmes e fitas de PET se faz através de extrusão 
utilizando-se matrizes com fendas; o extrudado passa então por rolos que lhe 
confere o formato final. Já a produção de fibras é feita através da extrusão do 
polímero fundido, sendo obtidos filamentos muito finos através de sua 
passagem por matrizes especiais (spinnerets). Esses filamentos são estirados, 
torcidos, enredados e plissados, para se formar a fibra. 
Algumas designações para o PET: 
 OPET: PET orientado, ou seja, que foi estirado antes do sopro da 
garrafa. O estiramento promove maior grau de cristalização do polímero, 
aumentando sua resistência mecânica e propriedades de barreira. 
 APET: PET amorfo, ou seja, sem orientação e de baixa cristalinidade. É 
menos resistente mecanicamente e apresenta propriedades de barreira 
um pouco inferiores aos do OPET, muito embora sejam satisfatórias 
para muitas aplicações. Por sua vez, apresenta alto brilho e 
transparência. Uma vez que pode ser selado a quente, muitas vezes é 
usado para a produção de bandejas termoformadas para alimentos. 
 CPET: PET cristalino, que contém aditivos como iniciadores e 
nucleadores de cristalitos. Como o nome já diz, apresenta alto grau de 
cristalinidade; é opaco. Serve para a produção de bandejas para 
alimentos termicamente estáveis, inertes, leves e reaquecíveis. Pode ir 
do freezer ao forno sem sofrer perda de propriedades. 
 
Obtenção do ácido Tereftálico (TPA) e Etileno Glicol 
 Através desse trabalho estaremos demonstrando que é possível fazer a 
reutilização do material de PET, retornando então ao seu estado natural que é 
o ácido tereftálico (TPA) e Etileno Glicol. Mesmo que o resultado demonstre um 
rendimento menor do que o utilizado para a produção da PET, é uma 
alternativa para que seja reutilizado um material que seria descartado e 
trazendo diversos problemas ambientais. 
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Figura 2 - Reação da obtenção de TPA e EG a partir do PET 
O processo é realizado através de uma hidrólise alcalina, no qual o PET em 
contato com o NaOH, é capaz de fomar etileno glicol e posteriormente o ácido 
tereftálico. (Figura 2) [3] 
 
Figura 3 - Produtos após hidrólise alcalina. Ácido tereftálico e Etileno Glicol. 
Os ácidos carboxílicos são geralmente caracterizados pela sua 
capacidade de ionizar e reagir com bases. Os ácidos carboxílicos são solúveis 
em solução aquosa de bicarbonato de sódio a 5%, com evolução de dióxido de 
carbono, e em solução aquosa de hidróxido de sódio a 5%. Os ácidos 
carboxílicos solúveis em água ionizam-se, dando pH menor que 7. 
Os ácidos carboxílicos reagem com bases para formar carboxilatos. 
Sais, nos quais o hidrogênio do grupo -OH é substituído por um íon metálico. 
Deste modo, ácidos acéticos reagem com bicarbonato de sódio para formar 
etanoato sódico (acetato de sódio), dióxido de carbono e água. [4] 
 
3. OBJETIVO 
Obtenção de ácido tereftálico (TPA) e etileno glicol a partir da 
despolimerização do poli-etileno glicol (PET) e a identificação do TPA, ou 
seja, reciclagem do PET em hidrólise alcalina. Além de um teste qualitativo 
do ácido tereftálico obtido. 
 
 
 
 
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4.MATERIAIS E MÉTODOS 
4.1 Materiais 
 Aproximadamente 3g de PET 
recortado em pequenos 
pedaços 
 2 erlenmeyerscom duas 
saídas 
 25 mL de solução de 
hidróxido de sódio 10M 
 Condensador de refluxo 
 Termômetro 
 Fita veda-rosca 
 Agitador magnético com 
aquecimento 
 Dois papéis de filtro 
 Filtrador a vácuo 
 Água destilada 
 Estufa 
 Balança analítica 
 Ácido sulfúrico concentrado 
 Placa de petri 
 Vidro relógio 
 Espátula 
 Quatro tubos de ensaio 
 Conta-gotas 
 3 mL de solução de 
bicarbonato de sódio 5% m/v 
 2 mL de água 
 2 mL de etanol 
 2 mL de hidróxido de amônio 
 
 
4.2. Métodos 
4.2.1. Obtenção do ácido tereftálico (TPA) e etileno glicol a 
partir da despolimerização do poli-etileno glicol (PET) 
Pesou-se, em uma balança analítica, por volta de 3g de garra PET 
previamente cortada em pequenos pedaços. Colocaram-se os pedaços de PET 
em um erlenmeyer de duas saídas e adicionou-se 25 mL de hidróxido de sódio 
10M, acoplou-se um condensador de refluxo ao uma das saídas com fita feda-
rosca do erlenmeyer e um termômetro à outra. Levou-se a mistura ao 
aquecimento e agitação, utilizando um agitador magnético com aquecimento e 
barra magnética. Verificou-se constantemente a temperatura, que deveria ficar 
em torno de 90° C. Após trinta minutos de reação, o aquecimento e a agitação 
foram encerrados, esperou-se pelo resfriamento do conjunto para soltar o 
erlenmeyer do condensador e para futuro manuseio. 
 Então, pesou-se um papel de filtro e um vidro relógio, na balança 
analítica. Filtrou-se a vácuo os produtos da reação e adicionou-se água 
destilada à fração sólida para promover a dissolução do sal e levá-lo a fração 
líquida. Secou-se o filtrado resultante em estufa a 80°C e após a secagem, 
pesou-se o conjunto (papel filtro, vidro relógio e o filtrado), então calculou-se o 
rendimento da reação (descontando a massa do papel filtro e do vidro relógio). 
Adicionou-se à fração líquida ácido sulfúrico concentrado até que não fosse 
mais possível a percepção da formação de precipitado, feito isso realizou-se 
nova filtração a vácuo e secagem semelhante a já descrita. 
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4.2.2. Identificação do ácido tereftálico (TPA) 
4.2.2.1. Teste qualitativo para grupo carboxila 
 Adicionou-se pequena quantidade de TPA formado a um tubo de ensaio 
e, com um conta-gotas, adicionou-se ao mesmo tubo cerca de 3mL de solução 
de bicarbonato de sódio 5% m/v. Observou-se o resultado. 
4.2.2.2. Teste de solubilidade do TPA 
 Adicionou-se uma ponta de espátula de TPA a três tubos de ensaio e 
posteriormente adicionou-se 2 mL de água, etanol e hidróxido de amônio em 
cada um dos tubos. Observou-se o resultado. 
4.2.3 Resíduos 
 Os resíduos gerados em foram devidamente descartados. 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
5.1. Obtenção de ácido Tereftálico (TPA) e Etileno Glicol a partir 
da despolimerização do Poli-Etileno Glicol (PET). 
Primeiramente foi medida uma massa de 3,066g de PET, que foi 
adicionada a 25 mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 10 M em um 
erlenmeyer com duas saídas. 
Este sistema, acoplado a um condensador e a um termômetro, foi então 
levado ao aquecimento e agitação, até atingir a temperatura de 90℃. 
Nesta etapa do experimento, observou-se que após a temperatura 
atingir 20℃ havia sinais de ebulição. 
Após alcançar alta temperatura, o observado foi a precipitação de sólido 
branco. Quando a solução foi resfriada, não foi observada nenhuma alteração 
no sistema. 
Durante o aquecimento da solução, o vidro de relógio foi pesado, cuja 
massa lida na balança foi de 40,6615g respectivamente. Após a pesagem, 
utilizou-se o papel de filtro para a filtração a vácuo da mistura e o papel de filtro 
juntamente com o produto sólido restante sobre ele foram depositados sobre o 
vidro de relógio previamente pesado. 
Foi feita mais uma pesagem, agora do conjunto todo, e o resultado foi de 
42,6615. Descontando-se a massa do vidro de relógio, obtivemos a quantidade 
de PET que não reagiu: 1,037g. 
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 O rendimento da reação foi então calculado, apoiado na reação (anexo 
1) e na equação 1. 
 O rendimento foi então calculado, utilizando a seguinte equação: 
Equação 1 
𝜂 =
𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑔𝑖𝑢
𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎
 × 100 (1) 
Sendo 𝜂 o rendimento. 
Portanto: 
𝜂 =
2,029
3,066
× 100 
𝜂 = 66% 
 
5.2 Identificação do Ácido Tereftálico (TPA) 
 
Figura 4 
5.2.1. Teste qualitativo para grupo carboxila 
Foi adicionada aproximadamente uma ponta de espátula de TPA em um 
tubo de ensaio e, após isso, 3mL de solução de Bicarbonato de Sódio 
(NaHCO3) 5% m/v. Após a adição desta solução a mistura efervesceu e depois 
se dissolveu, formando um líquido incolor. (Figura 4 – 2.1) 
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5.2.2. Teste de solubilidade do TPA 
Foi colocado em três tubos de ensaio aproximadamente 0,05 g de TPA 
e, posteriormente, 2,0 mL de: 
 Água (H20): após isso foi observado que a solução ficou branca, 
sem precipitado (Figura 4 – 2.2.1). 
 Etanol (C2H6O): nada ocorreu (Figura 4 - 2.2.2). 
 Hidróxido de amônio (NH4OH): foi observada efervescência 
(Figura 4 – 2.2.3). 
 
6. CONCLUSÃO 
 
A partir deste experimento concluiu-se que é possível obter o ácido 
tereftálico (TPA) e etileno glicol a partir de experimentos simples e rápidos. O 
rendimento (66%) do experimento foi considerado alto. 
Foi constatado também que se pode fazer um teste qualitativo do grupo 
carboxila usando o TPA, e no experimento, comprovou-se a presença do grupo 
carboxila. 
Na terceira parte, quando foi testada a solubilidade do TPA, quando 
adicionado em água, provou-se que o TPA é insolúvel em água. Quando 
adicionado em etanol foi concluído sua solubilidade (já que é ligeiramente 
solúvel). Já quando adicionado a hidróxido de amônia, os dois reagem, 
formando sal, água. Portanto não se solubiliza. 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
[1]http://www.gorni.eng.br/pet.html - Acessado em 31/03/2013 às 14:47. 
[2]http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-
14282002000100010 – Acessado em 31/03/2013 às 15h30min. 
[3]http://www.mackenzie.br/fileadmin/Graduacao/EE/Revista_on_line/Estudo_C
omparativo_Poli.pdf - Acessado em 31/03/2013 às 15h35min. 
[4] Apostila: Ácidos Carboxílicos e seus derivados 
http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDkQ
FjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.fug.edu.br%2Fadm%2Fsite_professor%2Farq_downl
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