Sintetizar o biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja com o metanol catalisada por uma base (KOH)

...

a) Material:

- 1 Erlenmeyer de 125 mL;

- 1Espátula;

- 2 Béqueres de 50 mL;

- 2 Pipetas de pasteur;

- 1 Barra magnética (“peixinho”);

- 1 Condensador de bolas;

- 2 Mangueiras para o condensador e conexão para a torneira;

- 1 Balão (bexiga) para vedação do topo do condensador;

- 1 Suporte universal;

- 1 Pipeta graduada de 50 mL;

- 1 Pipetador;

- Proveta de 100 mL.

b) Substâncias e Reagentes:

- 14 mL de metanol P.A.;

- 0,5 g de KOH P.A.;

- 50 g de óleo de soja;

c) Equipamento:

- Chapa de aquecimento com agitação magnética.

Em um erlenmeyer de 125 mL, seco, adicionou-se 14 mL de metanol P.A. e em seguida 0,5 g de NaOH. Colocou-se a barra magnética no erlenmeyer, depois ocorreu a destilação simples e iniciou-se a agitação. Após dissolução completa do catalisador no metanol, interrompeu-se a agitação e adicionou-se 50 g de óleo de soja ao frasco. Colocou-se para destilar novamente. Agitou-se a mistura moderadamente por 30 min. Transferiu-se o conteúdo do erlenmeyer para uma proveta de 100 mL. No dia seguinte, observou-se a separação de fases bem definida.

Etapa 2: Viscosidades relativas do biodiesel, diesel e óleo de soja.

a) Material:

- 4 Pipetas graduadas de 10 mL;

- 1 Pipetador;

- 4 Béqueres de 50 mL.

b) Substâncias e Reagentes:

- 10 mL de água destilada;

- 10 mL de biodiesel;

- 10 mL de óleo de soja;

- 10 mL de óleo diesel.

Preencheu-se uma pipeta graduada de 10 mL com água e mediu-se o seu tempo e escoamento. Repetiu-se o procedimento com água mais duas vezes. Fez-se o mesmo procedimento com biodiesel, óleo de soja e óleo diesel.

Etapa 3: Miscibilidade do biodiesel no diesel.

a) Material:

- 3 tubos de ensaio de 10 mL;

- 1 Pipeta graduada de 10 mL;

- 1 Pipeta graduada de 1 mL;

- 1 Estante para tubos de ensaio.

b) Substâncias e Reagentes:

- 5 mL de óleo diesel;

- 0,10 mL, 0,25 mL e 0,50 mL de biodiesel.

Foi numerado três tubos de ensaio. Transferiu-se uma alíquota de 5 mL de óleo diesel para os tubos de ensaio. Adicionou-se ao tubo 1, exatamente 0,10 mL do biodiesel e agitou; ao tubo 2, exatamente 0,25 mL do biodiesel e agitou; e ao tubo 3, exatamente 0,50 mL do biodiesel e agitou.

- DESENVOLVIMENTO

Etapa 1: Síntese do Biodiesel.

Nesta parte do experimento foi realizada a síntese do biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja com metanol catalisada pela base KOH, da seguinte forma:

Em um elenmeyer, foi misturado metanol P.A com KOH. Após a completa dissolução destes, adicionou-se óleo de soja no mesmo elenmeyer que foi agitado por mais 30 minutos, observando a mudança de cor (Tabela 1). Separou-se o conteúdo em uma proveta e observou-se o volume das fases. Nisto, houve uma reação de transesterificação.

Observação: Foi observado que o metanol é heterogêneo em óleo. Formou 2 fases: o metanol ficou na parte superior e o óleo na parte inferior.

Tabela 1: Tempo em relação à mudança de cor.

Tempo em relação à mudança de cor

TEMPO

COR

32 segundos

Amarelo queimado claro

7 minutos

Cor de gasolina

Todo óleo de origem vegetal é composto de triglicerídeos (uma molécula de glicerol ligada a três de ácido graxo) e ácidos graxos livres (AGL). No processo de transesterificação (Figura 1 – GERIS et. al - SCIELO), para obtenção de biodiesel, os triglicerídeos presentes no óleo são transformados em moléculas menores de ésteres de ácido graxo (biodiesel) a partir de um agente transesterificante (álcool primário) e um catalisador (base ou ácido) (AGEITEC – Agencia Embrapa de Informação Tecnológica), como mostra a equação geral na Figura 1 abaixo.

[pic 1]

Figura 1: Equação geral da transesterificação de um triglicerídeo.

Sendo: OLÉO DE SOJA (triglicerídeo/triéster) + METANOL (3 moléculas de álcool) BIODIESEL (mistura de ésteres - monoésteres) + GLICEROL (tri-álcool).[pic 2]

A reação é considerada completa quando há um retorno à coloração original após o escurecimento da mistura. AGEITEC – Agencia Embrapa de Informação Tecnológica).

Neste experimento, observou-se que a fase superior foi correspondente ao produto principal, o biodiesel. Já na fase inferior, encontrou-se glicerina (subproduto da reação) e também a possibilidade de: resíduo de catalisador, excesso de álcool que não reagiu, água, sabão formado durante a reação e alguns traços de ésteres e glicerídeos (Figura 2).

[pic 3][pic 4]

Figura 2: Fases da reação de transesterificação.

Observou-se os seguintes resultados descritos na tabela 1 abaixo.

Tabela 1: Resultado das fases da reação de transesterificação.