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Figura 01: foto do momento final da prática em que nos despedimos, e refletimos que foi nossa última prática. Fonte: Sâmela, IFES Campus Montanha, 2024.

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No dia 21/11/2024, realizamos nossa última aula prática de química do terceiro ano, onde o objetivo do experimento realizado era a transesterificação de um óleo vegetal para formação de biodiesel.

A reação de esterificação é um dos métodos utilizados para a produção de biodiesel. Esse processo envolve a combinação de um ácido graxo com um monoálcool, como o metanol ou o etanol, na presença de um catalisador. A reação de esterificação pode ser lenta em temperatura ambiente, mas pode ser acelerada com o uso de um catalisador ou aquecimento. O biodiesel é obtido a partir de gorduras animais e óleos vegetais, por meio da reação química de transesterificação. Ele é um combustível renovável, biodegradável e líquido, que pode ser utilizado em motores de veículos e máquinas geradoras de energia.

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Figura 05: Mostra a equação química da obtenção de biodiesel descrita logo a cima, respondendo a questão 1, abaixo. Fonte: Produção de biocombustível alternativo ao óleo diesel por meio de transesterificação de óleo de soja usado em frituras (Costa Neto & Rossi, 2000).

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1 - Escreva a equação química da obtenção de biodiesel.

2 - Proponha uma mecanismo reacional mostrando a formação do biodiesel através da reação de transesterificação de óleos vegetais.

A formação do biodiesel por meio da reação de transesterificação de óleos vegetais ocorre quando há triacilglicerídeos nos óleos vegetais, que, em contato, reagem com os álcoois de cadeia curta (como metanol ou etanol) e, na presença de um catalisador, normalmente uma base de NaOH ou KOH. Essa reação é reversível e transforma os triacilglicerídeos em ésteres alquílicos, conhecidos como biodiesel, além de produzir glicerina como subproduto. O processo envolve a ativação do álcool pelo catalisador, formando um íon alcóxido que ataca o carbono da carbonila dos triacilglicerídeos.

3 - Quais os tipos de óleos vegetais comercializados no Brasil?

Os principais óleos vegetais comercializados no Brasil são o óleo de girassol, que é rico em vitamina E e ômega-6, e tem propriedades antioxidantes, óleo de palma (dendê), comum na culinária regional, especialmente no Norte e Nordeste, o óleo de canola, que é neutro no sabor e também indicado para frituras, e é conhecido por ter um baixo teor de gorduras saturadas, o óleo de coco, que é rico em gorduras saturadas e tem um sabor e aroma marcantes, popular por suas aplicações culinárias e cosméticas, o óleo de gergelim, usado em pratos asiáticos e como óleo aromático, o azeite de oliva, que é extraído da azeitona e é considerado um dos óleos mais saudáveis, o óleo de milho, que é rico em ômega-6 e tem um sabor suave, o óleo de soja, que é o mais consumido no Brasil e é rico em ômega-3 e ômega-6, o óleo de abacate, recente no mercado, e muito valorizado por seu perfil nutricional.

4 - Qual a função do ácido acético na rota reacional?

A função do ácido acético na rota reacional não é comum na reação de transesterificação para a produção de biodiesel. O ácido acético é muito usado em outros processos químicos, como por exemplo, o ácido acético atua como um agente neutralizante, reduzindo a basicidade do meio reacional ao reagir com o catalisador alcalino (como o hidróxido de potássio), promovendo uma estabilização química do sistema, auxiliando em uma separação das fases (biodiesel e glicerina), por acabam se modificando as suas propriedades físicas químicas dos compostos presentes. O ácido acético também é um bom solvente para muitas substâncias orgânicas, permitindo que reações ocorram em solução. Fonte de íons H+ que o ácido acético libera íons H+ (prótons) em solução, que podem participar de diversas reações químicas, como reações de ácido-base.

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Figura 02: Pesagem do NaOH na Balança Eletrônica Semi Analítica. Fonte: Bethânia, IFES - Campus Montanha, 2024.

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Materiais utilizados

NaOH

Etanol

Óleo vegetal

Ácido acético

Funil de decantação

Erlenmayer

Provetas

Béqueres

Agitador magnético

Balança

Parte experimental

Este procedimento foi dividido em duas etapas, na primeira, pesou-se 2,56g de NaOH e mediu-se 50ml de etanol e 60ml de óleo, ambos em provetas limpas. Logo após, esses ingredientes foram adicionados em um béquer grande para serem aquecidos e misturados com o auxílio de um agitador magnético.

Depois de um tempo de espera, a mistura se tornou homogênea e iniciou-se a segunda etapa. Durante esta etapa, foi adicionado 10ml de ácido acético e 25ml de H2O, previamente medidos e foram misturados. Por fim, foram unidas as substâncias obtidas nas duas etapas e foram colocadas em um funil de decantação.

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Figura 03: Video mostrando o decorrer do experimento, em que ele muda de cor, ao adicionar 50ml de etanol. Fonte: Thiago, IFES - Campus Montanha, 2024. 

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Figura 04: Foto do experimento em estado de decantação. Fonte: Angelica, IFES - Campus Montanha,  2024.

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Durante o experimento de transesterificação de óleo vegetal para a formação de biodiesel, inicialmente observou-se uma mudança de coloração, com o óleo vegetal, que era amarelo, escurecendo levemente após a adição do NaOH e etanol. Isso ocorreu devido à saponificação parcial e ao início da transesterificação. A saponificação, que normalmente é usada na fabricação de sabão, foi limitada pela presença do álcool, que direcionou o processo para a formação de biodiesel, evitando a formação de espuma. Após 20-25 minutos de agitação no agitador magnético, a mistura foi tratada com ácido acético e água, resultando em uma coloração esverdeada. O ácido neutralizou o excesso de base e ajudou na separação de fases. A mistura final, transferida para um funil de decantação, formou uma mistura heterogênea líquida com duas camadas bem definidas: a camada superior, contendo biodiesel (menos denso), e a inferior, contendo água, impurezas e glicerol. O produto principal obtido foi biodiesel, com glicerol como subproduto.

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Figura 06: Video mostrando o resultado obtido pela prática realizada. Fonte: Thiago, IFES - Campus Montanha, 2024.

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No dia 21/11/2024, tivemos a oportunidade de encerrar as aulas práticas de química com um experimento marcante: a produção de biodiesel por meio da transesterificação de óleo vegetal. Esse momento não apenas consolidou os conhecimentos adquiridos ao longo do ano, mas também nos mostrou, na prática, como a química pode ser aplicada para criar soluções sustentáveis.

O experimento foi dividido em duas etapas. Na primeira, misturamos óleo vegetal, etanol e hidróxido de sódio (NaOH) em um béquer, submetendo essa mistura ao aquecimento e agitação. Observamos uma leve mudança de cor no óleo, que escureceu um pouco, indicando que a reação de transesterificação estava em andamento. Na segunda etapa, adicionamos ácido acético e água, o que neutralizou o excesso de base e ajudou na separação das fases. Por fim, transferimos a mistura para um funil de decantação, onde pudemos ver claramente a formação de duas camadas: a superior, contendo biodiesel, e a inferior, com glicerol, água e impurezas.

A prática foi rica em aprendizados. Cada etapa revelou algo novo, desde a mudança de coloração até a separação final dos produtos. Foi interessante ver como o processo químico, aparentemente tão complexo, pode ser realizado de forma relativamente simples com os materiais adequados e um pouco de paciência.

Além de nos ensinar sobre a reação de transesterificação, o experimento trouxe uma reflexão importante sobre o uso de combustíveis renováveis, como o biodiesel, que é uma alternativa mais sustentável e menos poluente em comparação aos combustíveis fósseis. Ver na prática a obtenção de um combustível que pode ajudar a reduzir o impacto ambiental foi inspirador e reforçou o papel da ciência na construção de um futuro mais sustentável.