ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO NAS PROPRIEDADES CATALÍTICAS DO HIDRÓXIDO DE BÁRIO PARA A REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO
AUTORES: LUZ, D. A. (UFPB) ; SANTOS. A. M.C. (UFMA) ; LOUZEIRO, H. C. (UFPB) ; SILVA, F. C. (UFMA) ; MACIEL, A. P. (UFMA)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades catalíticas do hidróxido de
bário hidratado feitas a partir do tratamento térmico para ser empregado na reação de
transesterificação metanólica do óleo de babaçu. O hidróxido de bário tratado
termicamente a temperatura de 120 e 200 ºC foi caracterizado por DRX, IV, e Microscopia
óptica.
PALAVRAS CHAVES: biodiesel, tratamento térmico, catalisador heterogêneo
INTRODUÇÃO: Atualmente, um dos grandes desafios é a busca de um catalisador para a produção de
biodiesel (MEHER et al., 2006) via catálise heterogênea que permita a obtenção de
conversões próximas àquelas obtidas em meio homogêneo em condições reacionais menos
rigorosas do ponto de vista comercial. O biodiesel é um combustível alternativo
obtido, principalmente, através da transesterificação de óleos vegetais ou de outros
materiais que contenham trialcilgliceróis como gorduras animais ou óleos usados de
fritura com álcool (metanol ou etanol) por via ácida, básica ou enzimática,
produzindo ésteres monoalquílicos e um subproduto a glicerina (glicerol) (SCHUCHARDT
et al., 1998). Por outro lado, os compostos de hidróxido de bário têm sido estudados
e empregados como fase ativa (MAZZOCCHIA et al., 2004) ou promotor em sistemas
reacionais. Os catalisadores heterogêneos utilizados nas reações de
transesterificação são ativados para aumentar suas propriedades catalíticas no meio
reacional. No entanto, o hidróxido de bário hidratado quando ativado termicamente em
temperaturas acima de 100 ºC verificou-se alterações na estrutura molecular e
atividade catalítica, ou seja, do seu centro ativo formando um complexo reagente -
catalisador. As alterações observadas no comportamento estrutural molecular desses
compostos foram identificados por técnicas cristalográficas e DRX (LUTZ et al., 1981)
.
MATERIAL E MÉTODOS: O tipo de óleo empregado nas reações de transesterificação foi o óleo de babaçu semi-
refinado adquirido diretamente da empresa Oleaginosas do Maranhão (OLEAMA) que obteve
melhores resultados nos experimentos. O hidróxido de bário mono e octahidratado foram
tratados termicamente a temperaturas de 120 e 200 ºC por 12 horas e analisados por
DRX e Microscopia óptica. Para a otimização das condições reacionais da reação de
transesterificação para produção de ésteres utilizou-se o planejamento fatorial.
Todos os testes foram realizados em um reator de aço inox HOME-MADE. Mediu-se 50,0 mL
do óleo de babaçu, metanol (razão molar álcool: óleo – 6:1 a 12:1), o catalisador na
proporção de 0,2 a 1%, a temperatura de reação (80 a 160 ºC) e a agitação foi
ajustada para 900 rpm. Após a reação, o biodiesel obtido foi centrifugado por 3400
rpm/20min para retirar o catalisador, destilado e purificado com solução de H2SO4 10-
2 mol L-1 e água destilada aquecida a 50 ºC, secou-se com 2 % de Na2SO4 e analisou-se
os ésteres por cromatografia gasosa (cromatógrafo a gás modelo VARIAN CP-3800 e um
detector de ionização em chama)
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura 1, ilustra-se os resultados das avaliações catalíticas feitas por DRX,
respectivamente, observou-se que o Ba(OH)2.8H2O ao ser ativado a 120 °C produziu o
Ba(OH)2.H2O e a 200 °C houve a formação do óxido de bário e traços do hidróxido de
bário mono, trihidratado e anidro. Para o processo de transesterificação com o
hidróxido de bário octahidratado, o que obteve um bom desempenho na reação foi o
ativado a 120 °C que apresentou atividade catalítica superior ao puro. O Ba(OH)2.8H2O possui uma estrutura monoclínica, mas quando é tratado termicamente a temperatura de 120 °C seu comportamento estrutural varia para um modelo isoestrutural devido as moléculas de água estarem fortemente envolvidas com ligações de hidrogênio. Na análise de microscopia óptica verificou-se que os compostos de bário (mono e octahidratado puro e ativado a 120 °C) apresentaram semelhanças morfológicas nas estruturas confirmando os resultados obtidos pelo DRX que há formação do monohidratado quando o octahidrado é ativado a 120 °C. Verificou-se o desempenho catalítico do hidróxido de bário puro P.A. e ativado a 120 °C e obteve-se os melhores resultados com o Ba(OH)2.H2O ativado a 120 °C, pois este composto tem um número menor de fases de transição que favoreceu o melhor desempenho catalítico superior ao octahidratado. Conforme os resultados da Tabela 1 observa-se que o óleo de babaçu e o biodiesel metílico de babaçu para os dois catalisadores empregados mostraram-se dentro das especificações estabelecidas pela Resolução 42 da ANP, respectivamente. Os resultados dos testes catalíticos com o hidróxido de bário na reação de transesterificação foram baseados no comportamento catalítico desses hidratos empregados à temperaturas variadas apresentando diferenças na conversão a ésteres.
CONCLUSÕES: Analisando os catalisadores tratados termicamente podemos concluir que a variação da
temperatura altera a forma estrutural do composto e consequentemente variando sua
atividade catalítica na reação. O Ba(OH)2 mono e octahidratado foram ativos para a
reação de transesterificação, mas o que obteve melhor desempenho catalítico para
obtenção de biodiesel foi o Ba(OH)2 monohidratado ativado a 120 ºC que mostrou-se
superior ao octahidratado devido a mudança do seu comportamento estrutural quando
ativado a essa temperatura elevando a conversão significativa de ésteres.
AGRADECIMENTOS: FAPEMA/OLEAMA/UFMA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MEHER, L. C. ; SAGAR, D. V.; NAIK, S. N. Renew. and Sustain. En. Rev., v.10, p. 248, 2006.
SCHUCHARDT, U.; SERCHELI, R.; VARGAS, R. M. J. Braz. Chem. Soc., v.9, n.1, p. 199, 1998.
MAZZOCCHIA, C., MODICA, G., MARTINI, F., NANNCINI, R., D. Venegoni Polit. di Milano, 2004.
LUTZ, H. D., ECKERS, W., CHRISTIAN, H., ENGELEN, B., Therm. Acfa, 44 (1981) 337-343.
