Etanol na gasolina

Etanol na gasolina

IFET- Instituto Federal de Educação, Ciência, Tecnologia

Curso técnico em Biocombustíveis

Química Orgânica.

ANÁLISE DE ETANOL NA GASOLINA POR MÉTODO COMPARATIVO E SOLUBILIDADES ENTRE SOLVENTES

Porto Seguro – BA

Maio de 2010

Curso: Biocombustíveis 2º– Matutino

Alunos (as) Aiwny, Elias, Franciely, Isabela e Raquel.

RELATÓRIO

DE

QUIMICA ORGANICA

Trabalho

apresentado ao

curso de Biocombustíveis

do Instituto Federal da Bahia

sob a orientação do professora Drª Daniela Séfora.

Introdução:

O principal objetivo do seguinte relatório é apresentar experiências que demonstram na prática as diferenças entre o comportamento de substâncias iônicas e moleculares, através da verificação da solubilidade de alguns compostos, pois a natureza iônica de alguns destes influi na solubilidade em determinados solventes.

Tanto a primeira experiência e a segunda enfoca a importância do aprendizado da polaridade das moléculas, pois assim é possível entender o porquê de certas substâncias terem afinidade com outras ou não entre si.

Materias e reagentes:

  • Pipeta de cinco ou 10 ml

  • Beques

  • Pisseta

  • Balança semi-analítica

  • Proveta de 100 ml

  • Bastão de vidro

  • Pipeta

  • Pêra

  • 100 ml de Gasolina

  • Água.

  • Cloreto de sódio (NaCl)

  • Dicromato de potássio (K2Cr2 O 7 )

  • Naftaleno

  • Sacarose

  • Etanol

  • Óleo de Soja

  • Hexano

  • Diesel

  • Querosene

METODOS UTILIZADOS

Consistiu em analisar se as substâncias misturadas são ou não miscíveis entre si, utilizando como base os princípios de polaridade, forças intermoleculares e ligações químicas.

I experiência:

A primeira experiência teve como objetivo de analisar se certas substâncias são miscíveis ou não entre si. Para isso, utilizaram-se os seguintes materiais: pipeta volumétrica de 5 ml, bastão de vidro, béqueres e reagentes.

Procedimentos:

Primeiramente introduziu-se 5 ml de água para a pipeta volumétrica com o auxílio da pêra. Depois colocou esta água para o béquer. Logo após misturou-se com o bastão de vidro uma pequena quantidade de dicromato de potássio para verificar a solubilidade e as fases. Não houve separação das substâncias, logo, esta primeira reação não obteve fases, então se concluiu que água mais dicromato de potássio são miscíveis entre si.

A partir do mesmo procedimento do experimento anterior, verificou-se a solubilidade e fases das seguintes substâncias. Veja na tabela abaixo:

Substância 1

Substância 2

Número de Fases

Solubilidade

Água

K2Cr2O7

1

Solúvel

Água

Açúcar

1

Solúvel

Água

NaCl

1

Solúvel

Água

Álcool etílico

1

Solúvel

Água

Gasolina

2

Imiscível

Água

Hexano

2

Imiscível

Água

Naftaleno

2

Imiscível

Gasolina

Hexano

1

Solúvel

Gasolina

Naftaleno

1

Solúvel

Gasolina

Diesel

1

Solúvel

Óleo de Soja

Gasolina

1

Solúvel

Óleo de Soja

Naftaleno

2

Imiscível

Óleo de Soja

Hexano

1

Solúvel

Resultados e discussões:

As substâncias miscíveis entre si possuem afinidade entre elas devido a sua semelhança de polaridade. Ou seja, moléculas polares serão solúveis com moléculas polares, moléculas apolares serão solúveis em moléculas apolares e moléculas apolares não serão solúveis em moléculas polares, em resumo: semelhante dissolve semelhante.

O comportamento das moléculas está diretamente ligado com as forças intermoleculares entre elas e suas polaridades. A água, por exemplo, é uma molécula polar, pois o oxigênio possui quatros elétrons não ligantes durante a ligação com hidrogênio, logo estes elétrons ocupam espaços fazendo com que a molécula H2O tenha geometria angular. Por esta característica da água, algumas misturas que forem polares serão miscíveis a ela. O fato da dicromato de potássio ser miscível com a água é que este é uma molécula iônica, e todas as substâncias iônicas são polares, logo K2Cr2O7 é miscível a água.

Entretanto, o açúcar é um composto orgânico solúvel em água, a explicação se dar devido à grande quantidade de hidroxila na sua molécula. Outro caso é o etanol que é um álcool, logo, possui uma hidroxila no qual carrega uma força eletronegativa maior se comparado com o restante da molécula, pois a eletronegatividade do oxigênio é 3,5 enquanto o do hidrogênio e do carbono é 2,1 e 2,5 respectivamente. Se a cadeia de hidrocarbonetos for muito grande (com mais de 5 carbonos por exemplo), a solubilidade vai perdendo força pois eletronegatividade da hidroxila é menor se comparado com a do restante. O etanol se interage na água por esse motivo: o hidrogênio da hidroxila formará uma força intermolecular com o oxigênio da molécula da água, isso só é possível porque o etanol é uma molécula pequena, ou seja, com poucos átomos de carbono.

Outro comportamento bastante interessante é a interação da molécula de NaCl mais H2O. NaCl é uma ligação iônica que ao ser dissolvido em água se tornam íons Na+ e Cl-

O cátion é atraído pela parte negativa da molécula da água (sódio se interage com oxigênio) e o ânion pela parte positiva da molécula da água (Cloro se interage com o hidrogênio). Esse é o motivo da solubilidade dos compostos iônico com a água conhecido como força intermolecular de hidrogênio, é ela que mantém os compostos iônicos unidos com a molécula de água. [1]

A gasolina é uma molécula de n componentes, mas sua molécula é um dos hidrocarbonetos com menor número de carbono, em geral, é mais “leve” do que o óleo diesel. Por ser um hidrocarboneto sua molécula é apolar (não possui pólos), ou seja, sua molécula não possui lados mais eletronegativos do que o outro. Por esse motivo, a gasolina não será miscível em água, uma vez citado que esta é uma molécula polar. Já gasolina mais hexano será miscível, pois o hexano é um hidrocarbono apolar também. O mesmo ocorre com a solubilidade da gasolina mais diesel.

O naftaleno é um hidrocarboneto que possui dois anéis benzênicos unidos, logo ele será uma molécula apolar, então não será solúvel em água e sim a gasolina.

O fato da gasolina e do Hexano ser miscíveis a óleo vegetal que é um ácido graxo de altíssima viscosidade, é que estas substâncias são líquidas. Entretanto, o naftaleno não é solúvel ao óleo vegetal uma vez que ele é um composto sólido, ficando mais difícil a interação entre eles. Se a temperatura do óleo for elevada será possível a interação com o naftaleno, pois permitiria uma liberdade de movimento das moléculas para ocorrer à solubilidade entre elas.

O açúcar ou sacarose (C12H22O11) se dissolve em água devido à grande quantidade de hidroxilas presentes em sua molécula. Fazendo com que estas se interajam com a molécula da água.

Sacarose. [2]

EXPERIÊNCIA II

A segunda experiência teve como objetivo calcular a quantidade de álcool na gasolina. Para isso foram utilizados: balança semi-analítica, proveta de 100 ml, pipeta, béquer de 250 ml, 20 ml de gasolina e 20 ml de água.

Procedimentos:

Primeiro pesou-se a proveta vazia no qual se obteve o valor de 123,7g. Em seguida foram colados 20 ml de gasolina nesta mesma proveta e pesados, o resultado foi de 138,65g. E nessa proveta adicionou-se a 20 ml de água e misturou-se com bastão de vidro. Após alguns minutos em repouso, observou-se que o volume da fase aquosa variou. Posteriormente foi calculado o valor desta variação que foi de 2,5 ml, isso significa que em 20 ml de gasolina tem-se 2,5 ml de etanol. Isso ocorre porque o etanol é uma molécula tanto polar quanto apolar, pois a parte da molécula que não pertence à hidroxila é um hidrocarboneto, por isso é possível a mistura com a gasolina, porém, etanol tem maior afinidade com a água, pois o hidrogênio da hidroxila se interage com o oxigênio da molécula da água.

Resultados e discussões:

O etanol é uma molécula polar que também se dissolve em moléculas apolares. E por este motivo é possível determinar a porcentagem da gasolina através do experimento anterior. Durante o procedimento obtive-se 2,5 ml de etanol, ou seja, 12,5%. Logo, conclui-se que esta gasolina analisada possuía valores insuficientes de etanol exigido pelas normas da ANP que é de 22% a 25%. [3]

Densidade da gasolina:

Massa da proveta = 123,7g

Massa da proveta mais gasolina =138,65g

Massa da gasolina = Mf – Mi = 14,95g

Volume da gasolina = 20 ml

D= m/v . D = 14,95 / 20

D = 0,7475g/cm³.

Teor de álcool na gasolina

Volume de água 20 ml

Volume da fase aquosa: 22,5 ml

Volume do Etanol: Fase Aq – Vi = 20 – 22,5 ml = 2,5 ml

Volume da gasolina = 20 ml

20x ----100 x = 12,5% .

R= O teor de álcool na gasolina foi de 12,5%

Por que o álcool passa para a fase aquosa?

Porque o etanol é uma molécula de dois carbonos e polar. Consequentemente terá afinidade com a água que também é uma molécula polar. Quando a água é adicionada à gasolina, a hidroxila do etanol se interage de imediato com a molécula da

Conclusão:

As experiências mostraram na prática, que as substâncias são miscíveis ou não devido às forças intermoleculares de suas moléculas que estão diretamente ligados a sua propriedade físico-química delas, tais como: geometrias, estado da matéria em temperatura ambiente, índice de viscosidades e entre outros.

Certas substâncias, como etanol, são bipolares, mas sua afinidade eletrônica é mais evidente na água, que é uma molécula polar.

Referencias:

Notas de aula, SÉFORA, Daniela. IFET Porto Seguro – Bahia. 2010

[1] Revista eletrônica do Departamento de Química - UFSC disponível em < http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/agua.html> acessado dia 24/05/2010

[2] Revista eletrônica do Departamento de Química - UFSC disponível em < http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/agua.html> acessado dia 24/05/2010

[3] Agencia Nacional De Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – ANP endereço eletrônico disponível em < http://www.anp.gov.br/>

Comentários