Relatório de aula prática - Extração de Biodisesel

Prévia do material em texto

Consórcio Cederj – Fundação Cecierj 
Curso: Licenciatura em Química 
 
 
 
Priscila Herculano Nunes 
Matrícula: 19214070069 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório da aula prática 1 
Fabricação de biodiesel 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOVA IGUAÇU - 2020 
1. Introdução 
O esgotamento dos combustíveis fósseis e aumento da poluição nas grandes cidades 
vêm sendo assuntos de discussão mundial. As fontes energéticas de origem fóssil são 
responsáveis significativamente pelas emissões gasosas que provocam o aquecimento global, 
por conseqüência, se têm buscado tecnologias para produção de energia proveniente de fontes 
renováveis, como por exemplo, o biodiesel (ENCARNAÇÃO, 2007). 
O biodiesel é um biocombustível derivado de óleos vegetais ou de gordura animal e 
pode substituir perfeitamente o diesel mineral, em motores do ciclo diesel. O governo 
brasileiro incluiu o biodiesel na matriz energética desde 2008 e define anualmente um volume 
mínimo obrigatório para mistura com diesel comum. Esse percentual tem crescido e para 
2020 é de 12% (ANP, 2020). 
O processo mais comum de obtenção de biodiesel é a transesterificação. O processo 
inicia-se com a mistura de um óleo vegetal com um álcool primário anidro (metanol ou 
etanol) e um catalisador (ácido ou base forte). Os óleos de origem vegetal são compostos por 
uma molécula de glicerol ligada a três de ácido graxo (triglicerídeos) e por ácidos graxos 
livres. No processo de transesterificação, os triglicerídeos presentes no óleo são transformados 
em moléculas menores de ésteres de ácidos graxos: o biodiesel. Neste processo, obtém-se 
ainda um subproduto de alto valor agregado: o glicerol, que purificado alcança valor de 
mercado superior ao biodiesel em vista de aplicações em cosméticos e fármacos (EMPRABA, 
2020). 
 
Figura 1 – Representação da reação de transesterificação 
 
2. Objetivo 
 Obter o biodiesel a partir do óleo de cozinha. 
3. Materiais 
3.1 Reagentes 
 Hidróxido de potássio (KOH) 
 Metanol anidro (CH3OH) 
 Óleo de soja 
 
3.2 Materiais 
 Béquer de 50 mL 
 Erlenmeyer de 125 mL 
 Funil de separação 
 Bastão de vidro 
 Proveta de 50 mL 
 Proveta de 100 mL 
 
3.3 Métodos 
Em um béquer solubilizou-se 0,8 g de hidróxido de potássio em 14,0 mL de metanol 
anidro, agitando-se com auxílio de um bastão de vidro. Transferiu-se esta solução para um 
funil de separação e em seguida transferiu-se gota a gota para um erlenmeyer contendo 50 mL 
de óleo de soja novo, agitando-o. 
 Transferiu-se o conteúdo do erlenmeyer para um béquer e manteve-se o sistema sob 
agitação magnética por 30 minutos. Após o término da reação, transferiu-se o conteúdo do 
béquer para um funil de separação e aguardou-se a separação de fases. Recolheu-se as fases 
em provetas distintas. 
 
4. Resultados e discussão 
A forma mais comum de fabricação do biodiesel é por meio da reação de óleo vegetal 
com álcool simples, nesse experimento utilizou-se óleo de soja novo, e o metanol (CH3OH), 
na presença do catalisador hidróxido de potássio (KOH). Esse processo é chamado 
transesterificação e é representado no esquema abaixo: 
 
 
Figura 2 – Representação da reação de transesterificação com metanol 
 
 Os produtos desta reação são as misturas de ésteres de ácidos graxos, que formam o 
biodiesel, e a glicerina, cujo maior componente é o glicerol. Por isso, após a decantação, 
observou-se a formação de duas fases no funil de separação: a fase superior, menos densa 
amarela translúcida característica do biodiesel, e a fase inferior mais densa e turva, 
característica do glicerol. 
 
Vol. óleo (mL) 
Vol. metanol 
(mL) 
Vol. total de 
reagentes (mL) 
Vol. biodiesel 
(mL) 
50 14 64 52 
% Rendimento = Vbiodiesel obtido / Vtotal reagentes = 52 mL / 64 mL = 81 % 
O metanol, assim como outro álcool de cadeia primária, tem tempo de reação 
reduzido, bons rendimentos e produz a separação espontânea das fases glicerol e biodiesel. O 
álcool foi adicionado em excesso para aumentar a formação dos ésteres e evitar que a reação 
fosse reversível. Foi escolhido álcool anidro para diminuir a formação de sabões, uma vez que 
a água causa reações paralelas de saponificação, consumindo catalisador e reduzindo a 
eficiência da transesterificação. 
Foi utilizado o óleo de soja novo, para evitar os processos de filtragem ou purificação 
no laboratório já que o tempo e recursos eram limitados. E poderia também ter sido utilizado 
um ácido forte com catalisador, porém a reação de catálise básica é mais rápida e com 
rendimento muito superior. 
 
Propriedades físicas dos reagentes e produtos 
Reagentes/ 
Produtos 
P.F. 
(oC) 
P.E 
(oC) P.M. 
Dens. 
(g/cm3) 
Aspecto físico Solubilidade 
Óleo de soja -20 284 
884 
g/mol 
0,93 
Líquido amarelo 
translúcido 
Insolúvel em água 
KOH 360 
1.32
0 
56 
g/mol 
2.044 
Sólido branco, 
deliquescente 
Solúvel em água 
CH3OH 
-97,6 65 
32 
g/mol 
0,79 Líquido incolor Solúvel em água 
Biodiesel 16 118 294 0,88 
Líquido límpido 
transparente 
Insolúvel em água 
e solventes 
polares 
 
5. Conclusão 
Conclui-se que a substituição do diesel mineral pelo biodiesel é uma excelente 
alternativa como fonte de energia sustentável, já que este é de simples obtenção e não vem de 
fontes esgotáveis. E o rendimento de 81% da reação foi satisfatório, como era esperado à 
escolha dos reagentes utilizados. 
 
6. Questionário 
1. Que outro tipo de catalisador poderia ser usado nesta reação? Por que ele não foi 
utilizado? 
Poderia ter sido utilizado qualquer ácido ou base forte. Foi escolhido o hidróxido de 
potássio, pois além da disponibilidade dos hidróxidos, nos permite obter taxas 
maiores de rendimento quando comparados aos processos em meio ácido. 
2. Como podemos explicar a necessidade deste excesso de metanol? 
O álcool é adicionado em excesso para aumentar o rendimento e formação de estéres, 
impedindo que a reação seja reversível, como é o caso das reações de 
transesterificação. 
3. O que há nesta fase mais densa e escura? 
A fase mais densa é o glicerol, subproduto da reação de transesterificação. Mas não 
necessariamente ele é escuro, como no caso desse experimento. A cor do glicerol irá 
depender do óleo utilizado na reação. 
4. Qual a importância de se retirar os resquícios de base do biodiesel? 
Para que não haja neutralização os ácidos graxos do biodiesel formado com o 
hidróxido, evitando reações de saponificação. 
5. Quais os fatores influenciam a velocidade da reação? 
Temperatura (sem o controle de temperatura poderia haver a evaporação do álcool); 
agitação (com uma agitação muito energética poderia levar a formação de sabão); e 
quantidade de reagente (pelo fato da transesterificação ser uma reação reversível, 
deve-se haver o controle das quantidades para forçar a formação dos ésteres) 
 
7. Referências bibliográficas e eletrônicas 
 TEBAS, S. O. G.; PEREIRA, A.; DA SIVA. P. H. A.; PINHEIRO, P. F.; Obtenção 
de Biodiesel. ES: Blucher, 2016. Disponível em: http://pdf.blucher.com.br.s3-sa-east-
1.amazonaws.com/chemicalengineeringproceedings/vsequfes2016/023.pdf. Acesso 
em 25/02/20. 
 ENCARNAÇÃO, A. P. G. Geração de Biodiesel pelos Processos de 
Transesterificação e Hidroesterificação – Uma Avaliação Econômica. - Escola de 
Química, IFRJ, RJ, 2007. Disponível em: 
http://www.tpqb.eq.ufrj.br/download/biodiesel-via-trans-e-hidroesterificacao.pdf. 
Acesso em 25/02/20. 
 SILVA, W. P. As reações químicas do biodiesel. DF, 2009. Disponível em: 
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=6100. Acesso em 
25/02/20. 
 EMBRAPA, 2020. Disponível em: 
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/arvore/CONT000fj0847od
02wyiv802hvm3juldruvi.html. Acesso em 25/02/20. 
 BIODIESEL. ANP, 2020. Disponível em: 
http://www.anp.gov.br/biocombustiveis/biodiesel. Acesso em 25/02/20. 
 Researchgate, 2020. Disponível em: https://www.researchgate.net/figure/Figura-2-
Obtencao-de-biodiesel-por-reacao-de-transesterificacao-de-
triacilglicerois_fig2_326436146.Acesso em 25/02/20. 
 
	6. Questionário