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Agrupamento de Escolas Morgado de Mateus
AP2 – Preparação de biodiesel através de óleo vegetal usado Beatriz Leite Nº4 – [email protected]
João Veigar Nº13 – [email protected]
Nelson Penelas Nº18 – [email protected]
Paulo LordeloNº 20 – [email protected]
Rui Silva Nº25 – [email protected] Material e procedimento: Material:
•Agitador magnético
•Copos
•Termómetro
•Pipetas 1 e 10mL
•Vareta de vidro
•Placa de aquecimento eléctrica
•Balança
•Funil
•Papel de filtro
•Suporte Universal
Método:
1ªfase:
1. Aqueceu-se o óleo alimentar até atingir a temperatura desejada;
2. De seguida filtrou-se o preparado para serem eliminados os resíduos sólidos.
2ªfase:
1. Aqueceu-se novamente o óleo até atingir a temperatura de 100ºC, agitando para evitar o derramamento.
3ª fase:
1. Mediu-se um certo volume do Óleo alimentar usado(OAU) seco e filtrado ou óleo alimentar puro (OAP);
2. Determinou-se a massa do volume de OAP ou de OAU;
3. Calculou-se a massa de hidróxido de sódio (NaOH), através da relação acima referida;
4. Pesou-se a massa de NaOH calculado;
5. Triturou-se o NaOH até redução a pó;
6. Calculou-se o volume de metanol através da relação acima referida;
7. Mediu-se o volume de metanol calculado;
8. Transferiu-se o NaOH e o metanol para um copo de preparação;
9. Colocou-se o copo na placa com agitação e deixou-se a agitar a mistura até a dissolução completa do NaOH;
10.Interrompeu-se a agitação e tapou-se o copo com um vidro de relógio.
4ªfase:
1. Mediu-se o volume de óleo a tratar para um recipiente apropriado e aqueceu-se o óleo;
2. Adicionou-se a esta mistura ao óleo aquecido e agitou-se vigorosamente cerca de 30min;
3. Colocou-se o balão com o óleo em banho-maria, e deixou-se aquecer o óleo até atingir a temperatura de 65ºC;
4. Adicionou-se a mistura de hidróxido de sódio e metanol ao óleo aquecido;
5. Procedeu-se à agitação da mistura anterior durante pelo menos 60 minutos mantendo a temperatura da reação entre 65ºC e 68ºC;
5ªfase:
1. Adicionou-se água e vinagre;
2. Agitou-se lentamente e deixou-se novamente em repouso;
3. Quando a água se separou do resto da mistura, ficando no fundo do recipiente, usou-se um sifão para se proceder a separação;
4. Repetiu-se o processo até a água retida apresentar um pH de 7, de modo a não formar bolhas de sabão;
Objetivos:
Esta actividade experimental teve como objectivo a produção de biodiesel a partir de óleo vegetal usado.
Saber quais as reacções químicas envolvidas neste processo;
Reconhecer que este tipo de combustível não é poluente;
Identificar a importância do metanol e do hidróxido de sódio usados neste procedimento;
Melhorar e conhecer novas técnicas de manuseamento do material de laboratório;
Expor as regras de segurança de laboratório.
Introdução O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser obtido por
diferentes processos tais como o craqueamento, a esterificação ou pela transesterificação. Esta última, a mais
utilizada, consiste numa reação química de óleos vegetais ou de gorduras animais com o álcool, etanol ou
metanol, estimulada por um catalisador. Desse processo também se extrai a glicerina, empregada para
fabricação de sabonetes e diversos outros cosméticos.
Na transesterificação, um reator realiza a reação química do óleo vegetal com o metanol na presença
de um catalisador básico (hidróxido de sódio). Para remoção da glicerina, que aparece como subproduto da
produção de biodiesel, são necessários volumes de 10 a 15% de etanol ou metanol. A glicerina pode ser
utilizada como matéria-prima na produção de tintas, adesivos, produtos farmacêuticos, têxteis, etc.,
aumentando a competitividade do produto.
Nestas ultimas aulas, dedicamo-nos á formação de biodiesel, proposta que proveio da professora de
Química 12ºano.
Resultados:
Bibliografia Livros:
• SIMÕES, Teresa; QUEIRÓS, Maria; SIMÕES, Maria. Química em contexto. 1ª edição.
Porto Editora. Porto. 2012.
Conclusão
A crise energética mundial tem aberto linhas de pesquisas para produção de
novas alternativas de combustíveis renováveis como biodiesel, esta abertura foi utilizada
para melhorar o ensino e compreensão dos assuntos de química. Neste relatório foi
explorada a síntese do biodiesel para explicação do conteúdo da química. Foi possível
perceber a importância de estratégias para o ensino e compreensão da química pelos
alunos pois trouxe aos alunos uma nova visão de química, e de sua utilidade no
quotidiano através da simplicidade e facilidade na realização desta experiência.
É energia renovável; Biodiesel é biodegradável e não tóxico; O biodiesel é mais seguro do que o diesel de petróleo. O ponto de combustão do biodiesel na sua forma pura e de mais de 300 F contra 125 F do diesel comum. Equipamentos a biodiesel são, portanto, mais seguros; O seu uso contribui para a diminuição do efeito estufa, proporcionando um ganho ambiental para todo o planeta pela diminuição da poluição atmosférica; Os subprodutos da produção do biodiesel poderão ser usados como nutrientes para o solo agrícola; É constituído de carbono neutro, ou seja, o gás carbónico gerado pela queima do biodiesel é reabsorvido pelas oleaginosas e, combinado com a energia solar, realimenta o ciclo, neutralizando suas emissões; O calor produzido por litro é quase igual ao do diesel; Pouca emissão de partículas de carvão. O biodiesel é um éster e, por isso, já tem dois átomos de oxigénio na molécula; É necessária uma quantidade de oxigénio bem menor que a do diesel; O etanol vem da indústria do álcool, uma industria forte e que faz circular um grande volume de capital, gera empregos e ainda gera dinheiro para o governo através dos impostos, ajudando a reduzir o défice publico; Na queima do biodiesel, ocorre a combustão completa, devida a sua oxigenação. Os óleos vegetais usados na produção do biodiesel podem ser obtidos de qualquer oleaginosa. A pesquisa e prospecção do petróleo são muito cara. O capital utilizado neles pode ter um fim social melhor para o país, visto que o biodiesel requer muito menos dinheiro para pesquisa; A maior parte dos veículos da indústria de transporte e da agricultura usa, atualmente, o diesel. O biodiesel é uma alternativa econômica, tendo a vantagem de ser mais confiável e por ser renovável; Possibilidade de utilização dos créditos de carbono vinculados ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo decorrentes do Protocolo de Kyoto; Estável e com boa atividade; Melhora o número de cetano (melhoria no desempenho da ignição) e lubricidade (redução de desgaste, especialmente do sistema de ignição) podendo, assim, aumentar a vida útil dos motores. O biodiesel não requer armazenamento especial. Na sua forma natural pode ser armazenado em qualquer lugar onde o petróleo é armazenado, e pelo fato de ter maior ponto de fusão é ainda mais seguro o seu transporte. Não requer modificação nos motores do ciclo diesel para eles funcionarem; Produzido a partir de fontes renováveis como óleos vegetais, frituras e gordura animal;
Os grandes volumes de glicerina previstos (subproduto) só poderão ter mercado a preços muito inferiores aos atuais; todo o mercado de óleo-químicos poderá ser afetado.
Não há uma visão clara sobre os possíveis impactos potenciais desta oferta de glicerina.
No Brasil e na Ásia, lavouras de soja e dendê, cujos óleos são fontes potencialmente importantes de biodiesel, estão invadindo florestas tropicais, importantes bolsões de biodiversidade. Embora, aqui no Brasil, essas lovouras não tenham o objetivo de serem usadas para biodiesel, essa preocupação deve ser considerada.
Tem uma produção ligeiramente mais baixa de energia, se comparada a um volume equivalente do diesel regular.
Pode ser mais caro do que o diesel regular dependendo da área e da matéria-prima utilizada.
Poucos pontos de abastecimento se comparado ao diesel regular. No inverno, pode apresentar problemas com a temperatura.
Vantagens
Desvantagens
Reagentes:
• Óleo vegetal
• Hidróxido de Sódio(NaOH)
• Agua destilada
• Medidor de pH(fenolftaleína)
• Metanol
• Vinagre
•Combustibilidade
Na combustão do biodiesel obteu-se fumo negro, que é uma das características deste combustível alternativo. O resultado
foi, por isso, bem realizado.
•Densidade
p15 = pt x p (água a 15ºC)
onde:
p15 = densidade a 15ºC
pt = densidade determinada à temperatura T
p (água a 15ºC) = 0,820 a 0,880
ρbiodiesel = 0,900
Tbiodiesel = 25ºC
ρ2 5= 0,900 x 0,997 = 0,8973
•Indice de acidez
M(NaOH) = (6,0x103) x 25= 0,15g
Mbiodiesel = 48,70g
Vi(NaOH) = 20,1 mL
Vf(NaOH) = 11,5 mL
20,1 – 11.5 = 8,6 mL volume a usar
Valor teórico da acidez do biodiesel = 0,224
Iacidez = 5,611VKOH / Mbiodiesel
= 8,6/ 48.70
= 0,177
Como ponto de partida, começamos por obter óleo vegetal alimentar usado. De seguida realizamos todos os passos do procedimento
apresentado.
Nos resultados obtidos, podemos contar com a presença de um sólido (glicerina) e um líquido (biodiesel). Para desprezar a parte que não
nos interessava (glicerina) procedemos a um processo de separação para assim obtermos somente o biodiesel.
Após realizarmos esse processo, foram efetuados vários testes para comprovar a veracidade do produto produzido.
Nos primeiros dois teste realizados, os resultados obtidos comprovaram a formação de biodiesel. No último teste efetuado, o valor de
acidez obtido ficou um pouco afastado do valor teórico de acidez total do biodiesel.
Como os óleos usados contêm, muito provavelmente, água, foi necessário então desumidificar o óleo. Isso porque os óleos e gorduras não
são miscíveis na água. Esta água pode interferir na reação de transesterificação. Essa imiscibilidade dos óleos na água é porque óleos e
gorduras são apolares e a água é polar.(2ª fase-Remoção da água)
Na 3ª fase calculou-se a massa de NaOH e volume de Metanol. Estas medições estão sempre sujeitas a erros e incertezas associados aos
aparelhos utilizados para executar as referidas medições (Incerteza da balança digital-0,1/Incerteza da proveta-0,01).
Discussão:
Reação de Transesterificação
Reação de Esterificação
