Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Verde
TÍTULO: Síntese do líquido iônico cloreto estânico de piridina e sua aplicação como catalisador para obtenção de biodiesel de babaçu.
AUTORES: Franco, A.S. (UFMA) ; Santana, P.Y.C. (UFMA) ; Araújo, W.S. (UFMA) ; Santos, S.F.F. (USP) ; Santos, A.M.C.M. (UFMA) ; Louzeiro, H.C. (UFMA) ; Moura, K.R.M. (UFMA) ; Maciel, A.P. (UFMA) ; Silva, F.C. (UFMA)
RESUMO: Este trabalho propõe a síntese do líquido iônico (piridina e cloreto de estanho dihidratado) e seu uso como catalisador para a reação de transesterificação do óleo de babaçu. O líquido iônico (cloreto estânico de piridina) foi caracterizado por microscopia eletrônica de Varredura (MEV). O cloreto estânico de piridina mostrou-se eficiente na síntese de biodiesel metílico de babaçu promovendo rendimentos elevados nas condições reacionais: razão molar óleo: álcool 12:1, 1 % de líquido iônico, temperaturas variadas e tempo de 16 horas. O teor de ésteres foi de 72 % de rendimento na temperatura de 170 °C.
PALAVRAS CHAVES: líquido iônico; biodiesel; óleo de babaçu
INTRODUÇÃO: Dentre as diversas fontes de energia ambientalmente sustentáveis, o biodiesel tem se destacado, segundo a Lei nº 11.097/2005, um “biocombustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão que possa substituir parcial ou totalmente o combustível de origem fóssil”, sintetizado a partir da reação de transesterificação dos triacilglicerídeos (ANP, 2008), que utiliza no processo convencional, catalisadores ácidos ou alcalinos, sendo os mais comuns, o NaOH, KOH e H2SO4 (KNOTHE, 2005). Contudo, esses catalisadores não são ecologicamente recomendados, pois geram resíduos que podem causar impactos ambientais significativos se descartados na natureza. Os Líquidos Iônicos (LIs) de Bronsted e Lewis (CORDEIRO et al, 2011) são cogitados para substituir os catalisadores convencionais na reação de transesterificação, apresentando vantagens de ordem técnica e ambiental, pois ao final do processo podem ser reciclados e reutilizados em novas reações (HA et al, 2007) e com a mesma aptidão catalítica que os ácidos e bases. Portanto, o objetivo desse trabalho foi produzir e caracterizar o cloreto estânico de piridina, além de avaliar a sua ação catalítica na formação do biodiesel.
MATERIAL E MÉTODOS: Em todas as reações foram utilizados solventes e reagentes (P.A.). O líquido iônico foi sintetizado misturando a piridina e o cloreto de estanho dihidratado sob agitação por 10 horas à temperatura de 80 °C. Após a purificação com éter de petróleo e seco sob vácuo por 24 h à temperatura de 100 °C, em seguida foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura. Em um Reator Parr de 250 mL foi adicionado 50 g de óleo de babaçu, 32 mL de álcool e 1,0 g do líquido iônico e agitada por 16 horas na faixa de temperaturas entre 130-170 °C. A mistura reacional foi decantada e a glicerina separada. O biodiesel foi purificado com Talco USP Cromoline para retirar os contaminantes coloridos e logo após lavado 5 vezes com água destilada à 50 °C até atingir pH igual a 6. Em seguida secou-se em estufa por 12 horas. Depois o biodiesel foi caracterizado por espectroscopia na região do infravermelho, utilizando um espectrofotômetro de IV com Transformada de Fourier, cromatografia a gás (CG-DIC) e por último foram determinadas as viscosidade do biodiesel pela Norma ANP 07/2008.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 ilustra as imagens de MEV do cloreto estânico de piridina, demonstrando que o material possui forma irregular e fragmentado apresentando características morfológicas diferentes. As análises de cromatografia a gás e espectroscopia na região do infravermelho realizadas para caracterizar o biodiesel confirmam que houve conversão a ésteres na mistura reacional. Os espectros do infravermelho (Figura 2) mostra a banda de absorção em 1750 cm-1 aparece com forte intensidade devido à deformação axial do grupo carbonila C=O devido a função éster está bem significativa. A banda de absorção da ligação carbono–oxigênio, C-O, dos ésteres que aparece no biodiesel metílico de babaçu compreende a região de 1171 e 1152 cm-1 tem intensidade moderada devido às vibrações de estiramentos assimétricos acoplados à ligação C-O dos ésteres de cadeia longa. Foi determinada a viscosidade cinemática das amostras de biodiesel preparados em temperaturas diferentes, observou-se que a mistura reacional em 170 °C apresentou valor de viscosidade dentro dos parâmetros sugeridos pela ANP (4 mm2s-1) para o biodiesel. O teor de ésteres presente no biodiesel de babaçu metílico empregando o cloreto estânico de piridina obteve conversão de 72 % e um rendimento em massa de biodiesel bem significativo, ou seja, 99 %.
Figura 1
Micrografias do Líquido iônico cloreto estânico de piridina.
Figura 2
Espectros na região do infravermelho do Biodiesel metílico de babaçu obtidos em temperaturas de 130, 150 e 170 °C.
CONCLUSÕES: O líquido iônico cloreto estânico de piridina obteve um bom desempenho na reação de transesterificação. A temperatura mais favorável à conversão de ésteres foi de 170 °C com rendimento de 72 % na mistura reacional e rendimento em massa do biodiesel de 99 %. A viscosidade do biodiesel metílico de babaçu apresentou resultado de acordo com os limites estabelecidos pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) e pela norma européia "Projeto Norma Européia" (prEN) 1403 para o B100, indicadas na Resolução nº 42/2004.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a Universidade Federal do Maranhão e a FAPEMA.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Knothe, G. Fuel Processing Technology, 2005, 86, 1059–1070.
[2] ANP - Resolução nº. 7/2008. Regulamento Técnico n° 01/ 2008.
[3] Cordeiro, C. S., Silva, F. R. da; Wypych, F.; Ramos, L. P. Quim. Nova, 2011, 34 (3), 477-486.
[4] Ha, S. H., Lan, M. N., Lee, S. H., Wang, S. M., Koo, Y. M. Enz. Mic. Tec., 2007, 41 (3),
[5] Bertoli . A. R & Neto-Ferreira. J. C. Quim. Nova, 2009, 32 (7), 1934-1938.
[6] Dupont, J. J. Braz. Soc., 15, 341-350, 2004.
[7] Dupont, J., Suarez, P. A. Z., Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8, 2441.
[8] Franzoi, A. C ; Brondani. D ; Zapp. E ; Moccelini, S .K ; Fernades, S. C. & Vieira, I . C. Quim. Nova, 2011, 34 (6), 1042-1050.
[9] Holbrey,J. D. & Seddon, K. R. Clean Products and Processes,1999, 1, 223–236.
[10] Howarth, J.; Hanlon, K.; Fayne, D.; McCormas, P. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 3097.
Neve, F.; Francescangeli, O.; Crispini, A.; Charmant, J. Chem. Mater. 2001, 13, 2032–2041.