Relatório da Síntese do Biodiesel

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FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA - FAETEC

ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL SANTA CRUZ - ETESC

CURSO TÉCNICO DE QUÍMICA

Por: Guilherme dos Santos, Liandra Rodrigues e Mariane Queiroz

SÍNTESE DO BIODIESEL

ANÁLISE E SÍNTESE ORGÂNICA/ 3116/21

RIO DE JANEIRO/ 2023

Introdução

O biodiesel se destaca por ser uma opção mais sustentável, uma vez que sua produção utiliza fontes renováveis, reduzindo a dependência dos combustíveis fósseis. Além disso, apresenta menor emissão de gases do efeito estufa, contribuindo para a mitigação das mudanças climáticas.

O biodiesel é um biocombustível líquido produzido a partir de fontes vegetais ou animais. É considerado uma fonte de energia renovável e uma alternativa mais sustentável aos combustíveis fósseis, devido ao seu baixo teor poluente e à sua capacidade de substituir o óleo diesel, um dos combustíveis mais poluentes.

Esse biocombustível, quando comparado ao diesel, oferece vantagens para o meio ambiente como a redução de emissões de dióxido de carbono (CO2, o principal responsável pelo efeito estufa) durante a combustão e a diminuição da poluição da água quando produzido a partir do reciclo de resíduos de óleos utilizados em frituras.

A produção de biodiesel envolve uma reação química chamada transesterificação, que ocorre entre o óleo vegetal ou gordura animal (matéria-prima) e um álcool, como o metanol ou etanol, junto com um catalisador, geralmente hidróxido de sódio ou potássio. Durante essa reação, os triglicerídeos presentes na matéria-prima são convertidos em ésteres, que são os componentes principais do biodiesel. A glicerina é um subproduto dessa reação e pode ser utilizada em outros processos industriais.

Objetivos

Sintetizar o Biodiesel a partir de óleo vegetal e realizar a reação de transesterificação do óleo vegetal.

Materiais e reagentes

100 mL de óleo vegetal

50 mL de etanol 99,6%

1,0 g de NaOH

50 mL de solução saturada de NaCℓ

Espátulas

Termômetro

Funil de separação

Balança

Erlenmeyer 250 mL

Bastão de vidro

Placa de aquecimento

Proveta 100 mL

Procedimento

• Foi dissolvido 1,0 g de NaOH em 50 mL de etanol 99,6% e posteriormente, a solução foi acrescentada aos 100 mL do óleo vegetal.
• A reação foi deixada sob aquecimento (55°C) e agitação por 45 minutos.
• O conteúdo foi transferido para um funil de separação e foi aguardada a separação das fases.
• A fase inferior foi removida enquanto a fase superior foi mantida no funil de separação que posteriormente foi lavada com 50 mL de uma solução saturada de NaCℓ.
• Após a separação, a parte inferior foi removida e o biodiesel foi retirado do funil.
• Foi acrescentado em torno de 3,0 g de Na2SO4 a mistura que ficou em repouso por 10 minutos e depois foi filtrada.

Teste de inflamabilidade

• Na capela, foi encharcado um chumaço de algodão com o biodiesel e outro com o óleo vegetal.
• Os dois algodões foram queimados e a combustão de ambos os líquidos foram observadas.

Resultados

Após o aquecimento e a separação da mistura de óleo vegetal com etanol 99,6% com a presença de catalisador, o NaOH, houve a separação não tão nítida da mistura em duas fases liquidas: a fase superior se apresentou leitosa amarelada, enquanto a inferior apresentava uma coloração turva.

A fase inferior (turva) foi retirada e houve a adição de NaCl com o objetivo de lavar a solução, separando o biodiesel do glicerol, assim podendo obter o biodiesel purificado.

Posteriormente, houve a separação da mistura do cloreto de sódio (NaCl) com o glicerol do biodiesel, onde os resíduos foram descartados e apenas o biodiesel foi coletado.

Após a adição de sulfato de sódio (Na2SO4), com o intuito retirar qualquer restante de água presente no biodiesel, e o aguardo de 10 minutos, o biodiesel foi filtrado, para a retirada do sulfato de sódio.

Na capela, pode-se perceber que foi difícil acender um chumaço de algodão embebido com óleo vegetal, já o chumaço de algodão com o biodiesel queimou prontamente e de forma intensa, possuindo uma queima limpa, sem liberação de fumaça preta.

Discussão

A reação que ocorre no início do procedimento para formação de biodiesel é chamada de transesterificação, onde os triglicerídeos presentes no óleo são transformados em moléculas de ésteres de ácido graxo (biodiesel) a partir de um agente transesterificante (álcool) e um catalisador (base ou ácido), como mostra a imagem a         seguir:

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O resultado esperado após o aquecimento e a separação da mistura de óleo vegetal com etanol 99,6% com a presença de catalisador, o NaOH, seria a separação nítida da mistura em duas fases: na fase superior o produto principal, o biodiesel (com uma aparência oleosa) e na fase inferior a glicerina (subproduto da reação).

Um dos fatores possíveis para a não obtenção do resultado esperado foi a oscilação da temperatura, que deveria ficar entre 45 e 60 ºC, mas não ficou por conta do mal funcionamento da placa de aquecimento.

Outro fator possível foi o uso do etanol 99,6%, pois o etanol apresenta desvantagem nesse processo, já que ésteres etílicos têm maior afinidade à glicerina, dificultando a separação, e ele também é higroscópico, induzindo parte da reação de transesterificação por catalise alcalina a formar sabões. Além disso, o etanol não era absoluto e a água neste processo é indesejável, pois hidrolisa o óleo vegetal e/ou biodiesel, levando a formação de ácido graxo livre. Por sua vez, este reage com o catalisador, produzindo sabões que, além de reduzirem o rendimento da reação, dificultam também as próximas etapas, tais como lavagem e separação do biodiesel.