ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Iniciação Científica
Autores
Frazão Conceição, C.A. (UFMA) ; César Pereira, T. (UFMA) ; Trindade Fernandes, R.M. (UFMA) ; Silva Ferreira, M. (UFMA) ; Lopes Brandes Marques, A. (UFMA)
Resumo
O presente trabalho busca desenvolver e caracterizar microemulsões a base de biodiesel utilizando três diferentes surfactantes, por meio da construção de diagramas de fases pseudoternários, objetivando propor uma metodologia alternativa de pré - tratamento do biodiesel para fins eletroanalíticos. A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) foi empregada para caracterizar e testar a viabilidade das microemulsões como meio de análise do biodiesel por outras técnicas eletroquímicas, ex: voltametria. Os resultados foram satisfatórios, pois percebe-se que quando comparado com o biodiesel in natura, o sistema microemulsionado apresentou uma baixa resistência a transferência de carga, sendo favorável para estudos do biodiesel por técnicas eletroquímicas.
Palavras chaves
Microemulsão; Biodiesel; Impedância Eletroquímica
Introdução
As pesquisas mundiais têm se concentrado no desenvolvimento de novos insumos básicos, de caráter renovável, para a produção de combustíveis que possam substituir os derivados de petróleo, o que coloca a biomassa em um papel de destaque, em razão da ampla disponibilidade, biodegradabilidade e baixo custo [1]. O biodiesel é um exemplo, já em aplicação, do emprego da biomassa para produção de energia [2]. As técnicas eletroquímicas são poderosas ferramentas para a resolução de problemas analíticos, especialmente por causa de algumas características vantajosas, como a elevada sensibilidade das determinações, custo moderado e portabilidade [1,3]. Das ferramentas eletroquímicas atuais, a determinação voltamétrica e espectroscópicas vem ganhando espaço na literatura, principalmente em amostras ambientais, devido à sua sensibilidade, simplicidade e baixo custo em relação a outras técnicas instrumentais [4,5]. A necessidade do meio com um significativo teor iônico estimulou a ideia do uso de microemulsões, que é um sistema estável, podendo ser empregado em biodiesel, devido à dificuldade da sua análise direta, por causa da sua resistividade iônica, alta viscosidade, corrosividade e imiscibilidade com a água. [6] O trabalho visa avaliar o comportamento elétrico de sistemas microemulsionados (SME) de biodiesel metílico de babaçu puro (BMB-100) com três diferentes surfactantes (não iônico: Triton™ X100; catiônico: CTAB; aniônico: SDS) por (EIE), objetivando demonstrar a viabilidade da microemulsão como meio de análise desse biocombustível por outras técnicas eletroquímicas de caracterização e determinação.
Material e métodos
A etapa inicial deste trabalho dá-se pela construção de diagramas de fases pseudoternários, formados por biodiesel metílico de babaçu puro (BMB-100), água, três diferentes surfactantes (Brometo de cetil trimetil amônio - CTAB); (Dodecil sulfato de sódio – SDS); (polyethylene glycol p-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)- phenyl ether – Triton x100™) e etanol como cotensoativo, sendo a combinação do binário álcool/surfactante na razão 2:1. As regiões de fases foram delimitadas e identificadas. Amostras da região monofásica foram selecionadas para atestar sua viabilidade eletroquímica como meio de análise do biodiesel. Foram realizadas medidas por EIE para alcançar tal objetivo. O comportamento elétrico das amostras foi avaliado em um Potenciostato Autolab (Metron) PGSTAT 302, interfaceado a um computador para registro dos dados. Utilizou-se para as análises, uma célula eletroquímica de teflon de cinco (5) centímetros de diâmetro com capacidade meio (0,5) mL de solução acoplada a dois eletrodos de aço inox 317, também realizou-se medidas utilizando eletrodos de platina.
Resultado e discussão
A amostra que melhor apresentou resposta eletroquímica apresenta em sua
composição 30% de Biodiesel metílico de babaçu puro (BMB-100), 60%
tensoativo/cotensoativo (Etanol/Triton™) na razão 2:1 (C/T: 2) e 10% água. Ao
avaliar o biodiesel in natura verifica-se uma alta resistência a transferência
de carga, o que inviabiliza sua aplicação direta em análises voltamétricas,
entretanto percebe-se que quando analisado o comportamento dos sistemas
microemulsionados, nota-se um meio menos resistivo, havendo uma variação brusca
de transferência de carga, quando comparado com a resposta do biodiesel puro,
comportamento este, demonstrado também no Diagrama de Nyquist (Figura 1a). Neste
mesmo diagrama, observando o desempenho dos arcos dos SME e do BMB-100, nota-se
similaridade nos aspectos dos diagramas, o que nos indica uma resposta do
biodiesel na microemulsão, fator este justificado pelo tipo de SME caracterizado
como sendo água em óleo (A/O) onde o meio contínuo é o biodiesel e o fluxo de
corrente é facilitado pelos demais componentes do sistema. A resposta elétrica
das microemulsões com os três diferentes surfactantes: não iônico, o catiônico e
aniônico, dá-se em uma diminuição na resistividade nessa respectiva ordem, sendo
o sistema mais condutivo, o estabilizado pelo SDS. As informações complementares
contidas no diagrama de Bode (Figura 1b) nos indicam essa diminuição.
(a) Diagrama de Nyquist: resposta elétrica por EIE para SME a base de BMB-100 (b) Diagrama de Bode.
Conclusões
Através do comportamento elétrico das microemulsões, conclui-se que são sistemas viáveis para aplicação em técnicas eletroquímicas que apresentam corrente de fluxo contínuo, a exemplo das técnicas voltamétricas, pois apresenta baixa resistência a transferência de carga. O comportamento dos arcos capacitivos similares ao biodiesel in natura denota que o principal componente avaliado no SME é o biodiesel, e este, quando avaliado isoladamente, constata-se sua inviabilidade ao ser aplicado sem pré-tratamento nas técnicas voltamétricas devido suas características resistivas.
Agradecimentos
NEPE (UFMA); LAPQAP (UFMA); LPQA (UFMA); PRH-39/ANP e a FUNDAÇÃO SOUSÂNDRADE.
Referências
[1] Brett, C. M. A.; Brett, A. M. O.; Electroanalysis, Oxford University Press; Oxford, 1998.
[2] Lôbo, I. P.; Ferreira, S. L. C.; Cruz, R. S. Biodiesel: parâmetros de qualidade e métodos analíticos. Química Nova 32 (6): 1596-1608, 2009.
[3] Bard, A. J.; Faulkner, L. R.; Electrochemical methods: Fundamentals and Applicatíons, John Wiley & Sons, Inc.: New York, 2001.
[4] Cesarino, I. Funcíonalização de sílicas mesoporosas com benzotiazol-2-tiol e 3-mercaptopropiltrimetoxisilano para aplicações em eletroanalítica. 2009. 147p. Tese (doutorado) Instituto de Química de São Carlos Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.
[5] Dias Filho, N. L.; Caetano, L.; Carmoa, D. R.; Rosa, A. H. Preparatíon of a silica gel modified with 2-amino-1,3,4-thiadiazole for adsorptíon of metal íons and electroanalytical applicatíon. Journal of Brazilian Chemical Society, v. 17, p. 473-481, 2006.
[6] Martiniano, L. C.; Gonçalves, V. R. A.; Yotsumoto Neto, S.; Maques, E. P.; Fonseca, T. C. O. Da; Paim, L. L. ; Gouveia, A. S.; Stradiotto, N. R. ; Aucelio, R. Q.; Cavalcante, G. H. R.; Marques, A. L. B. Direct simultaneous determination of Pb(II) and Cu(II) in biodiesel by anodic stripping voltammetry at a mercury-film electrode using microemulsions. Fuel (2012).
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