5° Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel
8º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel
Teor de Biodiesel em Diesel - Método Volumétrico
Carla Cristina C.M. da Silva (Greentec/UFRJ, [email protected]), Luana Castilho Neves (LACOL/INT,
[email protected]), Elizabeth da Silva Figueiredo (LACOL/INT, [email protected]), Ana Paula
da Silva (Greentec/UFRJ, [email protected]), Donato A. G. Aranda (Greentec /UFRJ,
[email protected])
Palavras Chave: biodiesel, quantificação, volumetria
1 - Introdução
Desde o século XVIII, a análise volumétrica tem
aplicação intensa e consagrada na indústria, além de outros
laboratórios de rotina. Porém, nos dias de hoje tem surgido
certo desinteresse pela volumetria nas novas gerações de
químicos, impressionáveis pelo apelo mais tecnológico dos
métodos instrumentais. Assim, como muitos conceitos
químicos foram consolidados com o desenvolvimento da
volumetria, é inegável a relevância dos métodos
volumétricos para química analítica1.
A mistura B5, 5% de biodiesel em diesel,
atualmente comercializada no país deve seguir
especificações determinada pela Agência Nacional do
Petróleo (ANP). O teor de biodiesel em blends com diesel
pode ser detectado por cromatografia2 e espectroscopia
1HRMN3 e análise por infravermelho4, mas estas análises
têm alto custo.
Este trabalho apresenta uma metodologia simples e
de baixo custo para detectar o teor de biodiesel em diesel.
Partindo-se do princípio que na mistura biodiesel/diesel,
apenas o biodiesel é a matéria saponificável, foi utilizado o
conceito de saponificação para mensurar o teor de
biodiesel.
Além disso, também foi realizada uma comparação
entre os resultados obtidos pela análise por infravermelho e
pelo método volumétrico.
A técnica aprovada pela ANP para análise do teor
de biodiesel no diesel é a espectroscopia no infravermelho
médio por calibração univariada e multivariada. A técnica
multivariada exige a necessidade de conhecimentos técnicos
em estatistica. Com isso buscou-se uma técnica de
quantificação que necessite de instrumentação, reagentes e
conhecimentos básicos em Química, rápida e de fácil
execução.
É importante ressaltar que se partiu do pressuposto
de que o biodiesel deverá estar dentro das especificações
brasileiras (estabelecidas pela portaria 255/2003 da ANP),
antes de ser adicionado ao diesel em distribuidoras
credenciadas.
amostra de biodiesel de soja foi obtida da Bioverde também
em conformidade com as especificações técnica constantes
na Resolução ANP vigente em 2011. Vale citar que no
processo de formulação das misturas, utilizou-se biodiesel
composto de ésteres metílicos.
O trabalho experimental consistiu na formulação
das misturas diesel/biodiesel em diversas concentrações
utilizando biodiesel de soja; determinação do teor de
biodiesel através no método proposto que consiste em
utilizar o valor da saponificação, o qual determina a fração
da mistura diesel/biodiesel que pode reagir com hidróxido
de potássio para formar sabão; e comparação dos resultados
com o método vigente na especificação do óleo diesel.
A metodologia descrita a seguir parte do princípio
que todo o éster (biodiesel) reagirá com o álcali (KOH,
NaOH, LiOH ou outro) consumindo esse reagente que se
encontra em excesso na reação. A partir da diferença do
volume gasto no branco e na amostra, é possível saber a
quantidade de números de mols de álcali consumidos.
Baseado nesta quantidade é realizado o cálculo para
determinação do teor de éster.
A metodologia usada está exemplificada nos itens abaixo:
1-Em um balão com boca esmerilhada, introduzir
aproximadamente 1,5000 g de amostra. Anotar a massa
(ma).
2-Adicionar 25,00 ml de solução alcoólica de hidróxido de
potássio 0,5 mol /L.
3- Colocar o balão na chapa de agitação e aquecimento,
ajustar a temperatura de refluxo do etanol e adaptar o
condensador.
4- Após 45 minutos, retire o balão à placa de agitação e
aquecimento e espere esfriar até a temperatura ambiente.
5- Introduzir duas gotas de fenolftaleína no balão.
6- Preencher a bureta de 50,00 ml com solução de ácido
clorídrico 0,5 mol/L e iniciar a titulação. Interromper a
titulação quando a coloração rósea da solução desaparecer.
Anotar o volume gasto (Va).
7- Fazer um ensaio em branco paralelamente. Para o ensaio
em branco repetir os procedimentos dos itens 2 ao 6. Anotar
o volume gasto (Vb).
.
Cálculos:
2 - Material e Métodos
Ester (%) = {[(Vb – Va) x M x 56,1 / ma] – IA} PM / F x 10
A amostra de óleo diesel foi obtida do Centro de
Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Miguez de Mello
(CENPES), em conformidade com as especificações
técnicas constante da Resolução ANP vigente em 2011. A
Onde:
Vb = volume de HCl gasto no branco, mL
Va = volume de HCl gasto na amostra, mL
M = concentração da solução de HCI em mol/L
SALVADOR - BAHIA
16 a 19 DE ABRIL DE 2012
5° Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel
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IA= índice de acidez, mgKOH/g
ma = massa de amostra , g
PM = peso molecular do éster
F = 56,1 para mono ésteres
3 - Resultados e Discussão
A Tabela abaixo mostra comparação do método
proposto
(saponificação)
e
o
método
vigente
(infravermelho) na especificação do diesel. A tabela
apresenta a média dos testes realizados em duplicata.
Tabela 1. Comparação entre o método proposto e o método
vigente.
Concentração
Concentração
(%v/v)
Concentração
Real (% v/v)
saponificação
(%v/v) IV
1,05
1,3
1,11
2,03
2,36
2,03
2,99
3,5
3,00
4,05
4,45
4,24
5,14
4,95
5,16
5,94
6,54
5,92
7,22
6,87
7,27
8,20
8,49
8,27
4,99 %
v/v
40,3
40,5
40,5
40,5
40,5
40,5
40,3
40,5
40,5
40,4
1,5545
1,5022
1,5018
1,5235
1,5198
1,5002
1,5112
1,5157
1,5063
1,5041
(%v/v)
5,51
4,75
4,75
4,69
4,70
4,76
5,67
4,71
4,74
5,22
4,95
A técnica proposta quando comparada com o
método aprovado pela ANP mostrou bons resultados.
Porém a limitação deste método é a quantidade do volume
gasto de HCl entre concentrações muito próximas de
biodiesel. Será testado, em trabalhos futuros, a titulação
potenciométrica como uma medida de se obter resultados
mais precisos.
4 - Agradecimentos
Ao INT pelas instalações cedidas e ao CNPQ pelo
apoio financeiro.
5 - Bibliografia
1
Terra, J., Rossi, A. V. ; Sobre o desenvolvimento da
análise volumétrica e algumas aplicações atuais; Quím.
Nova 2005, 28,n°1 .
2
Foglia, T.A., K.C. Jones and J.G. Phillips,. Determination
of biodiesel and triacylglycerols in diesel fuel by LC.
Chromatographia, 2005, 62, 115-119.
3
9,06
8,83
9,13
10,05
10,41
10,05
Através dos resultados obtidos pode-se observar
que o índice de saponificação permitiu a determinação da
quantidade de biodiesel em diesel (B0 a B10) mostrando-se
uma técnica viável, utilizando reagentes de baixo custo,
procedimento simples e rápido.
Knothe G. Determining the blend level of mixtures of
biodiesel with conventional diesel fuel by fiber-optic nearinfrared spectroscopy and 1H nuclear magnetic resonance
spectroscopy, 2001, Journal of the American Oil Chemists'
Society, 78, n. 10, 1025-1028.
4
Guarieiro L. L. N., ; Pinto A. C.; Aguiar P. F. ; Ribeiro, N.
M., Química Nova ,31 n°.2, 2008
Adicionalmente foram realizados 10 repetições da
determinação do teor de biodiesel através do índice de
saponificação de uma amostra de concentração 4,99% v/v.
Os resultados estão apresentados na tabela 2.
Tabela 2. Replicadas da amostra B5
Amostra
Volume
de HCl
massa de
amostra
teor de
biodiesel
Média
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