Autores

de Mello, F. (IFPR) ; Mingotti, E. (IFPR) ; Angnes Adams, S.I. (IFPR)

Resumo

Este trabalho teve como principal objetivo a motivação do aluno pelo estudo de mecanismos de reações de transesterificação, hidrólise e saponificação envolvidas no processo de obtenção do biodiesel e a utilização do programa “ACD/ChemSketch” para a projeção das moléculas reagentes e produtos destas reações em três dimensões. O rendimento do biodiesel foi 91%, a densidade 0,883 g/cm3, resultados de acordo com a literatura. Durante a atividade experimental, todas as etapas de reações envolvidas neste processo foram discutidas. Em aulas adicionais, projetou-se as reações em três dimensões, facilitando o entendimento de mecanismos desta natureza.

Palavras chaves

Biodiesel ; Mecanismos ; três dimensões

Introdução

O presente trabalho traz uma alternativa para um ensino mais estimulante e inovador, buscando a compreensão dos mecanismos de reações orgânicas através de uma prática para a obtenção do biodiesel. A utilização de aulas experimentais e a criação de imagens e modelos que auxiliem na construção do conhecimento é de fundamental importância no processo de ensino aprendizagem, haja visto que este tema tem como objeto de estudo a compreensão de conceitos abstratos que por esse motivo apresentam certa complexidade. Desta forma, utilizar aulas práticas e recursos tecnológicos, como programas que permitem a construção de moléculas, podem contribuir muito neste processo, pois os produtos visuais que nele podem ser realizados facilitam a compreensão dos conceitos químico-teóricos que permeiam este tema. Este trabalho teve como proposta desenvolver uma prática experimental, para obtenção de biodiesel, processos de separação, avaliação do rendimento, densidade, combustão e recuperação dos resíduos gerados, apresentando alternativas para redução dos impactos ambientais do planeta. A escolha deste tema teve como objetivo principal a motivação do aluno pelo estudo de mecanismos de reações orgânicas de transesterificação, hidrólise e saponificação, envolvidas no processo de obtenção do biocombustível e a utilização do programa “ACD/ChemSketch” para construção e projeção das moléculas reagentes e produtos destas reações em três dimensões.

Material e métodos

Este trabalho foi desenvolvido durante as aulas de Química Tecnológica do Curso de Licenciatura em Química do Instituto Federal do Paraná, Câmpus Palmas. A produção do biodiesel teve uma duração de quatro horas/aula que foi dividida nas seguintes etapas: Preparo do óleo residual de soja, preparo do metóxido de potássio, produção do biodiesel, lavagem, determinação do rendimento, densidade, teste de combustão e tratamento dos resíduos gerados (GERIS et al., 2007).

Resultado e discussão

O rendimento do biodiesel foi 91%, resultado que está de acordo com a literatura, podendo variar de 85% a 94,32% (CHRISTOFF, 2006; GERIS et al., 2007; QUESSADA et al., 2010). A densidade do biodiesel 0,883 g/cm3 mostrou-se um pouco acima da densidade vista na literatura 0,877 g/cm3 (GERIS et al., 2007;). Conforme Rabelo (2001) “os valores de densidade dos ésteres metílicos e etílicos (biodiesel) variam conforme o tipo de óleo e processo de sua obtenção”. No teste de combustão, o biocombustível apresentou queima imediata, isso ocorre porque os triacilglicerídeos presentes no óleo são convertidos em ésteres de menor massa molecular, menor densidade e maior volatilidade, consequentemente o poder de combustão aumenta após o processo de transesterificação, enquanto que o óleo de soja apresentou resistência para entrar em combustão, devido sua baixa volatilidade e maior densidade. Verificou-se ainda a possibilidade da separação e recuperação dos resíduos orgânicos (metanol, glicerina, subprodutos de saponificação) dos inorgânicos (ácidos, bases e sais em meio aquoso). Para a compreensão das reações ocorridas durante o processo de obtenção do biodiesel, discutiram-se as condições da reação e possível formação dos subprodutos de saponificação e hidrólise. Os mecanismos dessas reações foram desenvolvidos pelos alunos durante a aula experimental, discutindo todas as etapas das reações. Posteriormente em aulas adicionais, utilizou-se o software “ACD/ChemSketch”, que permitiu a edição das moléculas reagentes e produtos de todas as etapas em três dimensões, facilitando o entendimento de mecanismos desta natureza.

Conclusões

A prática de obtenção do biodiesel e a utilização de softwares para projeção das reações em três dimensões torna-se uma alternativa viável para o estudo de reações orgânicas, podendo tornar-se um método interessante e instigador, conseguindo abranger o conteúdo previsto de maneira estimuladora, relacionando-o com a química orgânica e demais subáreas onde a química está inserida.

Agradecimentos

IFPR - Instituto Federal do Paraná, Câmpus Palmas; Professora msc. Sandra Inês Adams Angnes.

Referências

CHRISTOFF, Paulo, Produção de biodiesel a partir do óleo residual de fritura comercial. Estudo de caso: Guaratuba, litoral paraense, 2006.66 f. Dissertação (mestrado). Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento - LACTEC, Programa de pós-graduação em Desenvolvimento de tecnologia;
GERIS, R., SANTOS, N. A. C., AMARAL, B. A., MAIA, I. S., CASTRO, V. D., CARVALHO, J. R. M.; Biodiesel de Soja – Reação de transesterificação para aulas práticas de química orgânica, Química Nova. 2007.
QUESSADA, T. P., GUEDES, C. L. B., BORSATO, D., GAZZONI, B. F., GALÃO, O. F.; Obtenção De Biodiesel a partir de Óleo De Soja e Milho utilizando Catalisadores Básicos e Catalisador Ácido. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer - Goiânia, vol.6, N.11; 2010.
RABELO, I. D.; Dissertação de Mestrado, Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, Brasil, 2001.