Experiência Laboratorial: Biodiesel e Saponificação

BIODIESEL

O biodiesel, ou éster metílico, é um combustível biodegradável que é fabricado a partir de fontes renováveis, como óleos vegetais, provenientes do girassol, amendoim ou até mesmo da couve-nabiça. Com uma tonalidade próxima do amarelo torrado, é mais ou menos viscoso consoante a origem dos óleos usados, e pelo facto de ser produzido a partir de fontes renováveis de energia, a sua utilização envolve grandes vantagens para o ambiente e para o ser humano. 

Ao constituir uma alternativa aos combustíveis fósseis, que caminham actualmente para o esgotamento, o biodiesel torna-se indispensável, sendo portanto importante incrementar a sua produção.

Transesterificação

A transesterificação, é um processo através do qual ocorre a cisão do componente triglicerídeo (molécula formada por três ésteres ligados a uma molécula de glicerina) ao reagir com um álcool, em geral, o metanol (CH3OH). Essa cisão, irá libertar dois compostos: éster metílico – biodiesel -, e glicerol que é um subproduto. Todo este processo ocorre na presença de um catalisador que poderá ter carácter ácido ou alcalino, mas em geral, utiliza-se o hidróxido de sódio (NaOH) ou de potássio (KOH). A glicerina torna o óleo mais denso e viscoso. Durante o processo de transesterificação, a viscosidade e densidade do óleo são diminuídas considerávelmente.

Materiais:

• Gobelés de plástico de 0,250L;

• Gobelé de vidro de 2000 ml;

• Varetas de vidro;

• 1 Vidro de relógio;

• 1 Pipeta;

• 1 Ampola de decantação;

• Termómetro graduado;

• Agitador magnético;

• 1 Balança digital;

• 1 Placa térmica;

• 1 Pano ou filtro;

• 1 Agitador eléctrico;

• Bata;

• Luvas;

• Funil;

• Argola;

• Suporte;

• Base.

Aqui vão algumas fotos para os nossos seguidores dos processos laboratoriais:

Experiência Laboratorial: Carbonização do Açúcar

A nossa experiência, Carbonização do Açúcar, consiste em observar o poder desidratante do Ácido Sulfúrico na molécula de Sacarose observando ao mesmo tempo, o vapor de água e toda a energia emanada resultante do processo. Como sabem o açúcar, é principalmente constítuido por Sacarose, sendo esta formada por Glicose e Frutose.

Começemos então, com uma breve descrição da molécula de Glicose:

Analisando calmamente a fórmula de estrutura, conseguimos concluir que:

·      É constítuida por 6 Carbonos; 12 Hidrogénios; 6 Oxigénios, logo a sua formula química será: C₆H₁₂O₆;

·         Pertence à familia dos Aldeidos, devido ao seu grupo funcional.

A Molécula de Sacarose, é como já foi referido, constituída por uma molécula de Glicose e outra de Frutose, tendo o seguinte aspeto:

·         

Analisando a estrutura da Sacarose, concluímos que esta tem 12 Carbonos, 22 Hidrogénios e 11 Oxigénios - C₁₂H₂₂O₁₁.

Carbonização do Açúcar:

A reação global desta experiência é dada por:

C₁₂H₂₂O₁₁(s) + 11 H₂SO₄ (aq) --> 12 C (s) + 11 H₂SO₄.H₂O (g)

A experiência é caracterizada essencialmente pela desidratação da molécula de Sacarose, através da ação do Ácido Sulfúrico, sobrando apenas uma substância negra, constituída pelo Carbono que resta da molécula, ou seja os 22 Hidrogénios e 11 Oxigénios, na proporção de 2:1 irão dar origem a 11 moléculas de àgua, que evapora com o calor da reação,  sobrando os 12 Carbonos, que resultam na substância negra:

Esta é a razão pela qual os açúcares se chamam de Hidratos de Carbono:

·         São constituídos por uma parte que poderá dar origem à molécula de Água (Hidrato);

·         A outra parte, são simplesmente carbonos.

Funcionamento da Pilha

Dentro da pilha temos o ânodo (polo negativo) e o cátodo(polo positivo), que são formados por:

Ânodo: Oxidação que ocorre no zinco metálico que envolve a pilha:

Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2e^-

Cátodo: Redução do manganês de n.o. +4 (MnO₂) para +3 (Mn₂O₃) presente na pasta úmida que fica na parte interna da pilha.

2 MnO₂(aq) + 2 NH₄⁺ (aq)  + 2e^-  → Mn₂O₃  (s) + 2NH₃(g) + H2O(l)

Essa mistura pastosa é constituída de cloreto de amónio (NH₄Cl), óxido de manganésio (MnO₂). 

                             

O zinco transfere os seus eletrões para o manganésio através da barra de grafite central, que é por isso é considerada o polo positivo do circuito externo da condução dos eletrões.

Assim, temos como reação global de funcionamento da pilha seca ácida:

Zn (s) + 2 MnO₂(aq) + 2 NH₄⁺ (aq) → Zn²⁺(aq) + Mn₂O₃ (s) + 2NH₃(g)

O seu funcionamento cessa definitivamente quando todo o dióxido de manganésio é convertido em trióxido de manganésio. Essa reação é irreversível, por isso estas pilhas não são recarregáveis.

#ConstituintesdaPilha