R.4 -Biodiesel

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Introdução
Ainda na década de 1920, quando o Instituto Nacional de Tecnologia testava combustíveis alternativos e renováveis, ocorreram os primeiros registros de interesse do Brasil pelo biodiesel 1. Entretanto, foi por aças que em 1960, uma experiência das indústrias Matarazzo, na qual buscava produzir óleos comestíveis a partir dos grãos de café utilizou o álcool proveniente da cana de açúcar para retirar as impurezas impróprias para o consumo humano, acabando por resultar a liberação da glicina, ou seja, biodiesel 2. Contudo, pouco se sabia sobre está experiência poucos anos atrás. 
 Assim, mesmo com vários incentivos fiscais do governo, que estava preocupado com as crises que o petróleo já proporcionara no século passado, a produção de biodiesel somente obteve uma nova dimensão no Brasil quando não apenas fatores econômicos influenciavam (pois o investimento em sua produção era considerado muito caro), mas também questões sociais e ambientais associadas às perspectivas do fim de reservas mundiais de petróleo. 
Então, já no século XXI, em 2002, surgiu o programa de substituição do diesel de petróleo, Probiodiesel, pelo Ministério da Ciência e Tecnologia. Possuindo a ideia de substituir até 2005 todo o diesel consumido no Brasil por B5 (mistura de 5% biodiesel e 95% diesel mineral) e em 2020 atingir o B20 3.
A produção de biodiesel através da transesterificação consiste em uma reação química de óleos vegetais ou gorduras animais com um álcool (metanol ou etanol), presença de um catalisador. Entretanto, nota-se ainda, que neste processo também se obtém a glicerina, empregada para a fabricação de sabonetes e diversos outros cosméticos 4, conforme a figura 1 abaixo: 
Figura 15 : Esquema de uma reação de transesterificação de um triglicerídeo genérico com um álcool genérico (metanol ou etanol). Os produtos provenientes desta reação são o biodiesel e o glicerol, como já comentado anteriormente.
Sendo assim, o objetivo desta prática é de realizar caracterizar uma reação de transesterificação, a fim de se obter tanto o glicerol quanto os diversos ácidos graxos (biodiesel), proporcionando um acréscimo de conhecimento orgânico pela turma. 
Material e métodos
II.1)Materiais e Reagentes
Materiais 
Béquer 100mL
Bastão de Vidro 
Balão de fundo redondo de 125mL
Proveta de 50mL
Agitador magnético
Banho-maria
Condensador de refluxo
Funil de separação
Reagentes:
Tabela 1: Esquematização da quantidade utilizada de cada reagente na prática. 
	
	Peso (g)
	PM (g.mol)
	Líquido (mL)
	Densidade (g.cm3)
	Molaridade
	KOH 
	0,75
	56,10
	--
	--
	0,01337M
	Metanol
	--
	32,04
	15
	0,79
	0,3699M
	Soja comercial
	--
	278,28*
	50
	0,877
	0,157M6
	KOCH3 
	Ponta da espátula
	--
	--
	--
	--
	HCl 0,5%
	--
	36,5
	25
	
	0,3247M
	Na2SO4
	Ponta de espátula
	--
	--
	--
	--
Tabela 26: Composição do óleo de Soja utilizado na realização da prática. Através destes valores de %Molar que se realizou o calculo de PM do óleo de Soja comercial da Tabela 1.
Toxidez e periculosidade:
KOH:
Corrosivo. Pode ser fatal ao ser ingerido. Danoso se for inalado, causando queimaduras na pele. 
Equipamento de proteção individual recomendados para a manipulação: Utilizar luvas de borracha ou PVC (para mãos), roupa protetora e botas.
Metanol:
Líquido inflamável. Causa dor de cabeça sonolência e lassidão. Absorvidos em altas doses pode provocar torpo, alucinações visuais e embriaguez.
Equipamento de proteção individual recomendados para a manipulação: Em baixas concentrações usar respirador com filtro químico para vapores orgânicos. Em altas concentrações, usar equipamento de respiração autônoma. Usar luva de PVC em atividades de contato direto com o produto. Nas operações onde possam ocorrer projeções ou respingos, recomenda - se o uso de óculos de segurança ou protetor facial.
KOCH3:
Inflamável. Tóxico por inalação, em contato com a pele e por ingestão. Provoca queimaduras graves. Perigo de efeitos irreversíveis muito graves por inalação, em contato com a pele e por ingestão.
Ventilação e arejamento adequados no local de armazenamento e de trabalho. Proteger da umidade e da ação do calor.
HCl:
Pode causar queimaduras graves na pele, olhos e mucosas. O vapor produzido é irritante. Polui rios e corpos d´água alterando o pH. Afeta a flora e a fauna que tiver contato com o ácido.
 Equipamento de proteção individual recomendados para a manipulação: Utilizar máscara com filtro contra gases ácidos, luvas impermeáveis de borracha ou em PVC, óculos de proteção contra respingos, roupa antiácido (PVC ou material equivalente) e botas em borracha ou em PVC.
Na2SO4:
Irritante no caso de contato com os olhos ou contato prolongado com a pele. Tóxico em caso de ingestão, causando irritação no trato gastrointestinal, diarreia e náuseas. Se inalado, provoca irritação e até necrose do trato respiratório.
Não se encontram medidas para o manuseio da substância em sua FISPQ.
II.2) Procedimento:
	Inicialmente foi dissolvido 0,75g de KOH em um béquer de 100mL contendo 15mL de Metanol, com o auxílio de um bastão de vidro. Em seguida, em um balão de fundo redondo de 125mL adicionou-se 50mL de soja comercial, a solução de KOH/MetOH (preparada anteriormente) e o agitador magnético. 
	Aqueceu-se o sistema em banho-maria (com água) e um condensador de refluxo acoplado ao balão mantendo-se a temperatura a 45oC por 10 minutos. Depois de decorrido este tempo, foi transferido o meio reacional pelo funil de separação e separado as fases após um repouso de 20 minutos e medido o volume de cada uma das respectivas fases. 
	 Posteriormente, lavou-se o biodiesel com 25mL da solução de HCl 0,5% e acrescentou-se água quantas vezes necessária até pH neutro. Quando o papel de tornassol indicava o pH desejado, a fase do biodiesel adicionou-se Na2SO4 anidro, a fim de secar o produto obtido. 
	A solução obtida foi, então, filtrada em papel de filtro pregueado, e realizado o teste de confirmação da reação, através da caracterização em cromatografia em camada fina (CCF). No qual, dissolveu-se tanto o biodiesel quanto o óleo de seja de partida em diclorometano e aplicou-se sobre a placa cromatográfica de camada delgada, utilizando como fase móvel uma mistura de éter de petróleo: éter etílico: ácido acético (80:19:1) previamente preparada por parte dos integrantes da turma. Após eluição, observou-se o resultado em uma câmara de UV. 
Esquema reacional
Figura 2: Esquema reacional sugerido através do método de catalise básica para obtenção de biodiesel e glicerol.
Resultado e Discussão
De acordo com os resultados alcançados e a teoria anteriormente apresentada pode-se inferir que o objetivo desta prática foi devidamente alcançado. Visto que o procedimento ocorre preferencialmente com álcoois de baixo peso molecular, e neste experimento utilizou-se o metanol favorecem uma reação rápida, conforme esquema reacional sugerido na Figura 2, além de uma fácil dissolução para preparação do metóxido, e uma posterior separação simultânea entre o glicerol e o biodiesel. 
 Notando-se, ainda, particularidades desta reação, como por exemplo, o reagente transesterificante (NaOMet)ter sido adicionado em excesso a fim de aumentar o rendimento do biodiesel e permitir sua separação do glicerol formado. 
Assim, depois de decorrido os 10 minutos de reação em banho-maria e transferido o meio reacional para o funil de separação, formou-se as duas fases como pretendido e observado na figura 3 abaixo:
Figura 3: Formação das duas fases após aquecimento do meio reacional. A fase superior é a de interesse, pois nela está contido o biodiesel.
	Foram obtidos 10mL da fase aquosa e 47mL de fase orgânica, ou seja, o que equivale a um rendimento bruto do biodiesel de 82,46%. 
	Assim, depois de neutralizado e devidamente secado e filtrado o produto, pode-se realizar a cromatografia de camada fina (CCF) a fim de se caracterizar o produto da reação, obtendo-se a figura 4 abaixo:
Figura 4: Resultado da cromatografiaem camada fina (CCF) quando incidida a luz UV. À direita, tem-se o triglicerídeo (óleo de soja) utilizado no inicio da pratica enquanto à esquerda tem-se o biodiesel obtido através das reações realizadas no decorrer da pratica. 
	Sendo o resultado encontrado de acordo com o esperado, pois como o PM do biodiesel é bem menor do que o do triglicerídeo tem-se que seu RF será maior, correndo mais na placa cromatográfico, como visualizado, caracterizando-se, portanto, que a reação ocorreu conforme planejado. 
Bibliografia
1 AUTOR DESCONHECIDO. http://www.biodieselbr.com/biodiesel/historia/oleos-vegetais-biodiesel-brasil.htm. Consultado em 21 de novembro de 2014. 
2 MEIRELLES, Fábio. Biodiesel. 
3 Plano Nacional de Agroenergia 2006-2011, p.78
4 NETO, Costa. Produção de biocombustível alternativo ao óleo diesel através da trasesterificação do óleo de soja em frituras. Química nova, 23, p.531 (2000)
5 BATISTA, Thaís. Separação eficiente do glicerol e biodiesel através da utilização de blends de etanol e metanol. Universidade Federal do ABC, Santo André, SP, Brasil. 
6 http://www.merckmillipore.com/ consultado em 22/11/2014
7COSTA, Regiane. Estudo das eficiências de operação de consumo de energia em plantas de produção de biodiesel. Dissertação da Escola Politecnica de São Paulo, SP, Brasil. 2009.