Relatorio de Quimica Organica 2

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FACULDADES NORDESTE - FANOR
ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA
MÁRCIO LIMA DA SILVA – 13112789
DILMARA SOUSA DO NASCIMENTO – 13113712
PRICILA DA SILVA RODRIGUES – 10200298
SAPONIFICAÇÃO E BIODIESEL
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 01 – Biodiesel (B100) Produzido a partir da semente de soja 7
Figura 02 – Matérias-primas para a produção de biodiesel. 7
Figura 03\04 – Utilização do sistema de mangueiras e garrafa pet. 11 
Figura 05\06 - Utilização do teste da queima. 12
Figura 07 - Produto final da saponificação. 13 
Figura 08 - Sabão feito de óleo vegetal já usado (Carboneto de Sódio). 14
 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 01 – Reagentes, Vidrarias e equipamentos usados no processo de saponificação. 10
Tabela 02 – Reagentes, vidrarias e equipamentos usando no processo de obtenção do Biodiesel. 10
SUMÁRIO
1.INTRODUÇÃO...........................................................................................05
2.OBJETIVOS...............................................................................................08
3.MATERÍAS E REAGENTES.........................................................................09
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL...........................................................10
5. REFENCIAL TEORICO...............................................................................13
6. CONCLUSÃO............................................................................................15
7. PÓS-LABORATÓRIO.................................................................................16
8. REFERÊNCIAS..........................................................................................20
Fortaleza-CE
Maio, 2014
1.INTRODUÇÃO
Saponificação
O sabão, nome que deriva de “Monte Sapo”, é um produto da química orgânica utilizado para a limpeza em geral. Registros históricos especulam que desde 2800 a.C. o homem conhece o sabão e vem se utilizando dos seus benefícios (Alberici). Hoje em dia, ele aparece em várias cores, formas e possui inúmeros derivados para as mais diferentes aplicações.
Do ponto de vista da química, o sabão é um produto obtido a partir de uma hidrólise alcalina (saponificação) de uma gordura de origem vegetal ou animal (gordura essa cuja função química corresponde a um trialciglicerídeo) (Sá). A principal característica química do sabão é a formação de micelas (em meio aquoso), que são aglomerados esféricos de ânions carboxilatos que estão dispersos por toda a fase aquosa (Solomons). Sua utilização na limpeza se baseia na ideia de “semelhante dissolve semelhante”. A cadeias de alquila permanecem em meio apolar, no interior da micela, enquanto que os grupos de carboxilato permanecem no lado de fora da micela, em um ambiente polar (fase aquosa). Dessa forma, a parte apolar da molécula de sabão é responsável por remover a sujeira gordurosa, enquanto que a parte apolar se mistura com a água, dispersando a molécula de sabão junto com a sujeira no meio aquoso.
O sabão é largamente empregado em diversos seguimentos industriais, tais como nas indústrias têxteis, de tintas, de plásticos e de couros. Entretanto, sua maior produção se destina à lavagem e limpeza domésticas (OZAGO, 2008 In: Freitas). Os sabonetes e sabões líquidos são sabões especiais destinados a lavagem e ao banho e possuem um pH mais básico. O processamento dos sabões é relativamente simples. Suas principais etapas são empastagem, clarificação, purificação, resfriamento, corte, cunhagem, embalagem e armazenamento. O controle de alguns parâmetros é de fundamental importância para garantir uma massa de sabão base contendo excelentes propriedades (ARGENTIERE, 2001 In: Freitas).
O sabão pode ser fabricado de forma caseira a partir de óleos de fritura. Este tipo de prática, além de reduzir danos ao meio ambiente causados pelo descarte incorreto desse material, transforma os óleos em materiais biodegradáveis (Baldasso). Neste relatório será descrita a fabricação de sabão a partir de óleo já utilizado. 
Biodiesel 
Tendo em vista que a maior parte da energia consumida no mundo provém de fontes não renováveis, pesquisadores em todo o mundo buscam encontrar fontes alternativas de energias renovais. Uma alternativa possível ao combustível fóssil é o uso de óleos de origem vegetal, os quais podem ser denominados de “biodiesel” (Geris).
Os óleos vegetais ou animais, por si só não podem ser usados como combustíveis, pois possuem características físicas diferentes das do diesel comum (Ferrari). Porém, existem métodos que tornam esse óleo viável para o consumo em motores. Um deles, que será abordado neste relatório, é a transesterificação alcalina.Este método consiste em transformar os trialciglicerídios presentes nesses óleos em ésteres de ácidos graxos, com moléculas menores. Isso torna esse tipo de combustível mais vantajoso que aqueles derivados de petróleo, pois o combustível obtido é livre de enxofre e de compostos aromáticos, é biodegradável e ainda provém de fontes renováveis (Costa). Outra vantagem desse processo é a obtenção da glicerina ou glicerol, um produto com inúmeras utilidades na indústria.
O Desenvolvimento Sustentável, busca conciliar o desenvolvimento econômico com a preservação ambiental e, ainda, ao fim da pobreza do mundo. A humanidade de hoje tem a habilidade de desenvolver-se de uma forma sustentável, entretanto é preciso garantir as necessidades do presente sem comprometer as habilidades das futuras gerações em encontrar suas próprias necessidades.
O Biodiesel apresenta características parecidas com o óleo diesel mineral e com a vantagem de ser ecologicamente correto. Os óleos vegetais são produtos naturais constituídos por uma mistura de três ésteres ligados a uma molécula de glicerina ou glicerol (triacilgliceróis ou triglicerídeos), cujos ácidos graxos contêm cadeias de 8 a 24 átomos de carbonos com diferentes graus de instaurações.
Figura 01: Biocombustível B100 produzido a partir das sementes de soja 
Fonte: Tauá biodiesel (2008) 
Biodiesel é um combustível originado de fontes renováveis produzidos a partir de óleos vegetais (babaçu, soja, mamona, dendê, algodão, girassol etc.) ou gordura animal e um álcool (metanol ou etanol), na presença de um catalisador ácido ou básico, processo chamado de transesterificação. A seguir a figura 02 mostra algumas matérias-primas que podem ser utilizadas para a produção do biodiesel: 
 Fonte: An. 6. Enc. Energ. Meio Rural 2006
 
A reciclagem de óleos vegetais industriais vem ganhando espaço cada vez maior, não simplesmente porque os resíduos representam matérias primas de baixo custo, mas principalmente porque os efeitos da degradação ambiental decorrente de atividades industriais e urbanas estão atingindo níveis cada vez mais alarmantes. (FIGUEIREDO, 1995).
Nos últimos anos, a preocupação com o aquecimento global do planeta e a decorrente necessidade de diminuir os níveis de CO2 na atmosfera, tornou-se mais uma motivação importante para as pesquisas sobre combustíveis alternativos. 
2.OBJETIVOS
OBJETIVO GERAL
Estudar na pratica a obtenção de biodiesel utilizando óleo vegetal como matéria-prima, e reutilizar o seu subproduto na fabricação de sabão de caseiro.
OBJETIVO ESPECIFICO
Reproduzir em laboratório o processo de fabricação do biodiesel, e reutilizar o seu subproduto no processo de saponificação, incentivando a pratica da sustentabilidade, Conhecer e manusear os materiais necessários ao processo de fabricação do Biodiesel e de saponificação. 
3. MATERIAIS E REAGENTES 
SaponificaçãoReagentes
	Vidrarias
	Equipamentos
	Outros
	100 ml de óleo vegetal usado
20 gramas de saldo cáustica (NaOH)
50 ml de água em 70º C
0,500 gramas de sabão em pó
Aromatizante
	Béquer (500ml)
Proveta
Bastão de Vidro
	Chapa Aquecedora
	Peneira
Tab. 1 – Reagentes, Vidrarias e equipamentos usados no processo de saponificação.
Biodiesel 
	Reagentes
	Vidrarias
	Equipamentos
	Outros
	1,5 g de soda cáustica (NaOH)
35 ml de Metanol
100ml de óleo vegetal novo ou usado
NaCl
	Bequer (100mL)
Bastão de vidro
Erlemeyer de 125 mL
Pipeta
Proveta
	Balança
Agitar Mecânico
Bico de Bunsen
	Garrafa descartável
Sistema de Mangueiras
Tab.2 – Reagentes, vidrarias e equipamentos usando no processo de obtenção do Biodiesel.
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
4.1 - Biodiesel
Em um béquer de 100mL de capacidade adicionou-se 1,475 de NaOH, após foi diluído em água destilada com o auxílio de um bastão de vidro.
Com auxílio de uma proveta, mediu-se 35mL de álcool metílico, que foi despejado no béquer que continha a solução de soda caustica (NaOH) e foi misturada até ser tornar bem homogenia. 
Adicionou-se em um Erlemeyer de 250mL, 100mL de óleo vegetal e em seguida adicionou-se a solução Metanol + NaOH, obtido na etapa anterior, a solução permaneceu por meia hora agitando com o auxílio do agitador magnético. 
Adicionou-se na mistura de biodiesel e glicerina, 50mL de água destilada e 20mL de álcool de 75%, adicionando-se um pouco de NaCL, mexendo cuidadosamente até a mistura se separar em duas fases (Glicerina e o Biodiesil), a parte superior da solução contém o biodiesel por ser menos denso do que a glicerina.
Usando-se uma garrafa pet e o sistema de mangueiras, realizou-se o procedimento de retirada da glicerina do biodiesel, fazendo lavagens usando água destilada, realizando-se ao todo cinco lavagens. 
Figura 3\4 – Utilização do sistema de mangueiras e garrafa pet.
Verificou-se a qualidade do biodiesel obtido através do aquecimento do mesmo, em comparação com a água e o óleo de cozinha, utilizando-se uma placa de petri, o óleo e o biodiesel foram aquecidos em fogo alto com auxílio de um Bico de Bunsen, verificando-se suas queimas, cor da chama, cor da fumaça, e retirando-se a água contida. 
Figura 5\6 – utilização do teste da queima.
4.2 - Saponificação
Coloque-se o óleo vegetal usado em um béquer de 500mL, foi utilizado uma peneira para a retirada de substancias heterogenias existe no óleo usado para frituras.
Mediu-se 100mL de óleo vegetal na proveta, e foi transferido para um béquer.
Mediu-se 50Ml de água que foi aquecida a 70ºC.
Pesou-se 20,102 gramas de NaOH que foi dissolvido na água aquecida a 70ºC (soda cáustica).
Adicionou-se a soda cáustica (NaOH) no óleo de cozinha já pesado, após foi adicionado 0,500g de sabão em pó, depois a mistura foi deixada sobre agitação por até 30 minutos, no decorre da agitação foi adicionado algumas gotas de aromatizante, a mistura foi transferida para um copo plástico, onde foi deixada secando por mais de 48 horas.
Figura 7 – Produto final da Saponificação.
5. REFENCIAL TEÓRICO 
Biodiesel 
Na produção de biodiesel podem-se obter mais dois subprodutos na fase aquosa que é descartada por não ter utilização, outro subproduto que é obtido no processo é a glicerina que pode possuir uma utilidade na indústria de sabonete por exemplo, fazendo com que o custo do biodiesel seja diminuindo com a venda da glicerina que é produzida no processo. É finalmente se obtém o biodiesel como último produto do processo através de óleo vegetal. Esses produtos são obtidos na separação por meio de sistema de mangueiras e com auxílio de uma garrafa pet. 
Depois foi realizado um teste de queima colocando em fogo alto duas placas uma com óleo vegetal e a outra com Biodiesel, colocando o óleo vegetal em contato com o fogo houve uma combustão não muito intensa e que não durou muito tempo a chama acessa, já no teste realizado com o biodiesel obteve-se uma chama muito intensa, e com longo tempo de duração da chama, percebendo a qualidade do Biodiesel.
Como já foi citado durante este relatório o Biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, produzido a partir de gorduras animais e óleos vegetais, que nos traz muitos benefícios. Por exemplo, os ambientais que com o consumo de combustíveis fósseis derivados do petróleo apresentam um impacto significativo na qualidade do meio ambiente. A poluição do ar, as mudanças climáticas, os derramamentos de óleo e a geração de resíduos tóxicos são resultado do uso e da produção desses combustíveis. O setor de transportes é o maior responsável pela emissão de CO2, um dos principais responsáveis pelo aquecimento global. O efeito da maior concentração de CO2 na atmosfera gera um aumento da temperatura, ou seja, um aquecimento global, trazendo consequências para a humanidade.
Segundo Jovens pesquisadores ano3, n.5, (2006) o biodiesel poderá contribuir em termos sociais para o mercado brasileiro através do programa de geração de emprego e renda. Estudos desenvolvidos no Brasil comprovam que a cada 1% de substituição de óleo diesel por biodiesel produzido com participação da agricultura familiar pode ser gerado cerda de 45 mil empregos no campo, com uma renda média anual de R$ 4,900 por emprego. A inclusão social e o desenvolvimento regional são os princípios básicos das ações direcionadas ao biodiesel, o que implica dizer que a sua produção e consumo devem ser promovidos de forma descentralizada e não incluindo rotas tecnológicas e matérias-primas utilizadas. O programa de biodiesel diminuirá a intensa migração da população rural para os centros urbanos, promovendo a fixação do homem no campo.
Saponificação 
Os sabões são formados por moléculas que possuem uma cadeia carbônica longa, apolar e, portanto, solúvel em gorduras e também pelo grupo carboxila (-COO-), que é polar e, portanto solúvel em água.
Segundos historiadores, a reação saponificação já era praticada pelos fenícios e romanos antes de Cristo. Eles aqueciam gordura de cabra com cinzas vegetais, que contém carboneto de sódio. 
(Na2CO3) e carbonato de potássio (K2CO3). O uso do sabão, no entanto, só se intensificou no século XIX, pois, a descoberta dos micróbios fortaleceu entre os homens a preocupação com a higiene pessoal. O sabão mais comum é o de sódio, mais duro. O sabão de potássio é mole e por isso empregado em creme de barbear e cosméticos.
Figura 8 - Sabão feito de óleo vegetal já usado (Carboneto de Sódio).
6. CONCLUSÃO
Biodiesel
A atividade experimental propunha a síntese do biodiesel através da reação de transesterificação alcalina. A reação ocorreu corretamente, e o experimento foi bem satisfatório. 
A utilização do biodiesel em larga escala apresenta, contudo vantagens tanto ao nível socioeconômico como também ambiental, face aos combustíveis tradicionais. Além de ser uma energia renovável também tem como consequência a diminuição dos gases poluentes. 
Saponificação
O método de preparação do sabão é um processo simples que apresenta a reação explicada por mecanismos de reações que mostram mais detalhadamente a formação do sabão e do seu subproduto, a glicerina, o experimento foi satisfatório, onde nos levou ao conhecimento sobre as propriedades químicas do sabão, além de desenvolver uma atividade que possa preservar o meio ambiente, através da reutilização de óleos já usados, óleos que poderiam ser jogados nas tubulações e prejudicar diversos biomas aquáticos. 
 7. PÓS-LABORATÓRIO
01. Que componentes químicos estão presentes nos óleos e gorduras?
Resposta: Os óleos são formados principalmente por ésteres de ácidos insaturados, enquanto as gorduras são formadas por ésteres de ácidos saturados.
02. O que são Triacilgliceróis?
Resposta: Também conhecidos como triglicerídeos ou gorduras neutras, constituem basicamente as gorduras e os óleos encontrados nas plantas e animais. Eles são substancias apolares einsolúveis em água, compostos por triesteres de ácidos graxos e glicerol. Os tricilglicerois são substancias de reserva de energia para os animais, sendo sintetizados e armazenados nos adipócitos (células gordurosas do tecido adiposo), que permite com que humanos sobrevivam a jejum de 2 a 3 meses e proporciona isolamento térmico. 
03. Qual a equação geral da saponificação de um triester de ácido graxo com NaOH?
Reação 1: saponificação do triglicerídeo.
A base (NaOH) libera íons OH-, que atacará a carbonila, que causará a liberação do grupo Rx-COO- do qual terá como contra íon Na+, obtendo assim uma parte polar( COO-) e uma parte apolar (R1, R2, R3). Há também a formação de um triol.
Mecanismo 1: mecanismo para a saponifica de um triglicerídeo.
04. Como se dá a ação de limpeza do sabão.
Resposta: Os sabões são formados por moléculas que possuem uma cadeia carbônica longa, apolar e portando, solúvel em gorduras e também pelo grupo carboxila (-coo-), que é polar é, portanto solúvel em água, eles atuam diminuindo a tensão superficial da água, de modo que está possa “molhar melhor” os materiais, concentrando as partículas de óleo ou gordura em micelas coloidais para posterior eliminação. 
05. Qual a ação diferente entre um sabão e um detergente?
Resposta: O sabão é obtido de gorduras ou de óleos (de algodão, de vários tipos de palmeiras, etc.). A hidrólise alcalina de glicerídeos é denominada, genericamente, de reação de saponificação porque, numa reação desse tipo, quando é utilizado um éster proveniente de um ácido graxo, o sal formado recebe o nome de sabão. Os detergentes agem na limpeza de modo semelhante aos sabões, pois apresentam uma cadeia orgânica longa (solúvel em gordura) e uma parte iônica (solúvel em água) e possuem a vantagem de atuar onde os sabões falham, como quando a água utilizada tem caráter ácido, ou quando a água usada é dura.
06. Na sua opinião, o biodiesel é um combustível limpo? Por que?
Resposta: Sim, dependendo de como ele e obtido, se obtido a partir da reação de óleos e gorduras de origem vegetal ou animal com etanol (álcool comum), constitui-se em um combustível renovável cujo emprego, em substancias e combustíveis fosseis, minimiza a emissão de gases causadores do aquecimento global.
07. O que diferencia Biodiesel do diesel comum?
O Diesel é um combustível liquido, que é utilizado em motores a diesel. É normalmente derivado a partir de óleo bruto. Petróleo diesel ou diesel de petróleo e produzido por destilação do petróleo bruto entre 200ºC (392ºF) e 350ºC (662ºF) a pressão atmosférica.
O Biodiesel e um combustível desenvolvido a partir de óleo vegetal ou gordura animal e trabalha em um motor a diesel. Esses combustíveis são feitos como alternativas mais verdes e mais limpas para a gasolina e diesel. O biodiesel é composto de ésteres de cadeia longa de alquino (metilo, etilo, ou propilo). É feito através de combinação de reagir quimicamente com um álcool produzido ésteres de ácidos. 
08. Explique a partir de equações químicas a reações de obtenção do Biodiesel.
 
Reação 2: Reação de obtenção de biodiesel utilizando álcool metílico.
Como pode ser observado pelo mecanismo 2, a reação de uma base forte com o álcool, (R-OH + HO-), dá origem a H2O e a espécie reativa alcóxido R-O- (II) que irá atacar a carbonila, causando a liberação do grupo OR3 do triglicerídeo e a formação do ésteres(II) e do álcool R3OH(III) . Para o caso do álcool metílico haverá a formação de ésteres metílico. 
09. Por que não se deve, em hipótese nenhuma, adicionar óleo vegetal ao motor de um automóvel?
Resposta: O óleo irá queimar deixando resíduos, estes resíduos por sua vez irão entupir os canais de lubrificação, o motor sofrerá um desgaste acentuado, sobreaquecerá e por fim fundir, causando sérios problemas. 
10. Em relação a Glicerina, qual a problemática na indústria do Biodiesel associada a ela?
Resposta: O excedente de glicerina pode causar sérios prejuízos caso liberado no meio ambiente, outro problema é que esse material oriundo do processo de produção é economicamente inviável, sendo assim, o glicerol bruto não pode ser utilizado por industrias que requerem um composto mais puro, como por exemplo, a alimentícia, a farmacêutica e a de cosméticos e novos usos para ele devem ser visibilizados. 
08. REFERÊNCIAS
OBTENÇÃO DO BIODIESEL DE SOJA, Relatório de Pratica de obtenção do Biodiesel de soja, 2010, Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA4kEAE/preparacao-propriedae-saboes
Acesso em: 14 mai.2014.
RELATORIO DE SAPONIFICAÇÃO, Universidade Federal do Amazonas – Faculdade de Tecnologia, 2011, Disponível em:
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABvl0AJ/relatorio-saponificacao
Acesso em: 14 mai.2014.
RELATORIO FINAL DO BIODIESEL, Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões Uri, 2010. Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABoPYAD/relatorio-final-biodiesel
Acesso em: 18. Mai.2014.
RELATORIO SOBRE FONTES DE NERGIAS RENOVÁVEIS, Escola Superior de Negócios, 2008, Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAtHkAB/fontes-energias-renovaveis
Acesso em: 18. Mai,2014