ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Iniciação Científica
Autores
Cardoso, J.O. (UFI) ; Falcão, H.R.C. (IFMA) ; Silva, R.B. (UFPI) ; Figueiredo, F.C. (CTT - UFPI) ; Fernandes Junior, V.J. (UFRN) ; Santos Junior, J.R. (UFPI)
Resumo
Este trabalho baseia-se na síntese de antioxidantes derivados do líquido da castanha de caju (LCC-técnico), caracterização e aplicação em biodiesel. Os resultados mostraram que são antioxidantes promissores por elevarem a estabilidade do biodiesel, confirmado por rancimat. Através das técnicas eletroquímicas verificou-se que o material apresenta uma adsorção irreversível sobre o eletrodo de platina utilizado. Além de um pico de oxidação na primeira varredura e ainda uma oxidação irreversível com um potencial característico da atividade antioxidante do cardanol e cardanol pós reação eletroquímica em 1,0V.
Palavras chaves
antioxidantes; reação eletroquímica; cardanol eletrolisado
Introdução
O líquido da castanha de caju (LCC) é um subproduto da indústria do caju. De ocorrência natural, que pode participar numa variedade de reações, e também, é uma substância barata e renovável que pode ser utilizado para a fabricação de uma grande variedade de produtos úteis. A constituição do líquido da castanha de caju é uma mistura de compostos fenólicos com cadeia alquídica de 15 carbonos na posição meta à hidroxila do anel aromático (CITÓ, et al. 1998). O processo de extração do LCC é realizado através de solventes ou por processos mecânicos. O líquido proveniente da extração com solventes é comumente conhecido como LCC natural e é constituído principalmente de ácido anacárdico (60-65%), cardol (15-20%), cardanol (10%) e traços de metilcardol, enquanto o líquido extraído proveniente da queima das castanhas é chamado de LCC técnico e possui principalmente cardanol (63-95%), cardol (15-20%), material polimérico (10%) e traços de metilcardol Utilizar os princípios da eletrólise de Kolbe para transformar o LCC - técnico é inovador por mediar uso de um subproduto da indústria da castanha de caju com desenvolvimento de um antioxidante natural para biocombustíveis, tornando-o capaz de ser utilizado diretamente no biodiesel. Assim, o objetivo do trabalho é sintetizar um antioxidante tendo com matéria-prima o líquido da castanha de caju (LCC - técnico) através de uma reação eletrolítica, caracterizá-lo através do infravermelho, técnicas eletroquímicas e térmicas e aplicá-lo ao biodiesel.
Material e métodos
O cardanol foi extraído de acordo com (PARAMASHIVAPPA, et al., 2001; KUMAR, et al., 2002) com algumas modificações. Enquanto o estudo eletroquímico do LCC - técnico e as reações de síntese antioxidante foram realizadas de acordo com descrito na literatura com modificações (Walsh e Pletcher, 1990). A análise de absorção na região do infravermelho será feita em equipamento da Shimadzu FT-IR, na forma de solução. Foram realizadas as medidas eletroquímicas em um AUTOLAB PGSTAT ponteciostato para adquirir os dados eletroquímicos, controlado por um computador usando o programa NOVA versão 1.10. A célula eletroquímica foi formada por três eletrodos, sendo eles: o eletrodo de trabalho Ag/AgCl, o contra eletrodo sendo uma placa de ouro (Au) e como eletrodo de referência, um fio de platina. As medidas foram realizadas de 0.0 a 1.4 V As análises de estabilidade termooxidativa foram realizadas no equipamento rancimat, modelo 617, à temperatura de 110°C e taxa de insuflação de ar de 10 L/h. Os 3 g de amostras utilizados foram pesados nos frascos do rancimat. A oxidação foi induzida pela passagem de ar pela amostra, mantida à temperatura constante. Os produtos voláteis da reação, os quais estavam difundidos no ar, foram coletados em água destilada e determinados pela mudança na condutividade elétrica desta. Tais compostos foram expressos através de uma curva na qual o período de indução pode ser calculado pela intersecção de duas linhas: a tangente de inclinação e a outra tangente nivelada à curva.
Resultado e discussão
O cardanol e cardanol pós reação eletroquímica apresentam estruturas muito
semelhantes e, portanto, espectros de FT-IR quase idênticos com algumas
diferenças. Podemos ver uma diminuição significativa da banda de estiramento (-
OH) presente no cardanol isolado do LCC técnico.
Para os testes eletroquimicos verificou-se que os compostos fenólicos são
fortemente influenciados pelo pH do meio eletrolítico, e, devido a isto,
escolheu-se trabalhar com uma solução neutra de sulfato de sódio anidro (Na2SO4)
na concentração de 0,5 mol/L. As medidas eletroquímicas realizadas em uma
solução neutra, mostrou que o antioxidante apresenta estabilidade.
A Figura 1 ilustra o estudo eletroquímico do antioxidante derivado do LCC em
meio neutro em diferentes velocidades. Podemos notar que existe uma relação
linear apresentada em todos os voltamogramas apresentados pelos compostos nas
diferentes velocidades de varredura, indicando que existe uma transferência de
massa através da difusão. Além disso nota-se o pico característico em
aproximadamente 1V.
A Figura 1 ilustra o estudo eletroquímico do antioxidante derivado do LCC em
meio neutro em diferentes velocidades. Podemos notar que existe uma relação
linear apresentada em todos os voltamogramas apresentados pelos compostos nas
diferentes velocidades de varredura, indicando que existe uma transferência de
massa através da difusão. Além disso nota-se o pico característico em
aproximadamente 1V.
A Figura 2 ilustra o estudo da atividade termooxidativa do antioxidante derivado
do LCC de acordo com a norma EN14112 da ANP, que utiliza o rancimat para
avaliação da estabilidade oxidativa do biodiesel. Em todos os ensaios
realizados, obtivemos o mesmo resultado, que foi um aumento da estabilidade para
a amostra contendo cardanol eletrolisado.
Conclusões
A extração e síntese realizadas para a obtenção dos antioxidantes se mostraram relativamente simples e de baixo custo. Os testes eletroquímicos evidenciaram um método versátil e simples de ser utilizado para avaliar os compostos fenólicos e os testes de oxidação em rancimat sugerem a seguinte ordem de atividade antioxidante: cardanol eletrolisado > LCC técnico > B100, em relação a resistência a oxidação.
Agradecimentos
CNPq - UFRN - UFPI - GRUPO BIOELETROQUÍMICA
Referências
LUBI, M.C; THACHIL, E.T; Designed Monomers and Polymers, 3, 2, 123-153, 2000.
RODRIGUES, F. H. A.; FEITOSA, J. P. A.; RICARDO, N. M. P. S.; FRANÇA, F. C. F.; CARIOCA, J. O. B., Journal of the Brazilian Chemical Society, 17, 2006.
PARAMASHIVAPPA, R; KUMAR, P.P; VITHAYATHIL, P.J; SRINIVASA RAO, A; Journal Agric. Food Chem., 49, 2548-2551, 2001.
KUMAR, P.P; PARAMASHIVAPPA,R; VITHAYATHIL, P.J; SUBBA RAO; P.V; SRINIVASA RAO, A; Journal Agric. Food Chem., 50, 4705-4708, 2002.
MAZZETTO, S. E.; LOMONACO, D.; MELE, G., Química Nova, 32, 3, 2009.
BRETT, A. M. O. e BRETT, C.M. A., Electroquímica princípios, métodos e aplicações, Oxford University press, Edição COIMBRA, 1996.
MAHAN, B, M.; MYERS, R. J., Química: um curso universitário, São Paulo, Blucher, 1995.
GÓES, A. C. S. F., Dissertação de Mestrado, PEP/UNIT. Aracaju-SE, 2012.
KURIHARA, H; FUCHIGAMI, T; TAJIMA, T; Journal of Organic Chemistry,73, 2008.
GOULART, M. O. F; SCHÄFER, H; Journal of the Brazilian Chemical Society. 10, 153, 1999.
SUAREZ, P. A. Z; SANTOS, A. L. F; RODRIGUES, J. P; ALVES M. B. Química Nova, 32, 2009.
WALSH, F. C.; PLETCHER, D., Industrial Electrochemistry, Second edition, 1990
Patrocinadores
Apoio
Realização
