Quantificação de etanol na gasolina

Quantificação de etanol na gasolina

10

1 QUANTIFICAÇÃO DO ETANOL NA GASOLINA

1. Quantificação do etanol na gasolina através de uma análise absoluta.

Com uma pipeta volumétrica, adicionamos 10 mL de água numa proveta de 50 mL para constatar se haveria diferença no volume. Feito isso, a proveta marcou 10,5 mL onde identificamos um acréscimo de 0,5 mL.

Porcentagem de erro:

10 mL ----- 100%

0,5 mL ---- x

x = 5% a mais.

a) Com uma pipeta graduada, adicionamos 15 mL da amostra de gasolina à proveta de 50 mL, aferindo o volume com precisão. Em seguida, adicionamos 15 mL de água destilada. Agitamos a mistura com o bastão de vidro durante, mais ou menos, 1 minuto.

Deixamos em repouso por alguns minutos onde a mistura se tornou heterogênea, que se caracterizou em apresentar duas fases, uma de cor amarela (gasolina), na parte superior, e a outra meio branca acinzentada (água + etanol), na parte inferior.

Justificativa:

1.1 A mistura ocorreu porque, nas bibliografias consultadas, o álcool (etanol) é anfótero, pois ele solubiliza a parte polar (hidroxila – OH-) e uma parte apolar (cadeia carbônica).

Sendo assim, ele é solúvel tanto na gasolina, que é apolar, quanto na água, que é polar, pelo fato que substâncias polares dissolvem-se melhor em solventes polares e substâncias apolares dissolvem-se melhor em solventes apolares, ou seja, explicando o dito: semelhante dissolve semelhante.

No entanto, num sistema que há água, álcool e gasolina a polaridade prevalece e o álcool passa para a fase aquosa, ocorrendo um aumento na mesma, pois suas ligações com a água são mais fortes, por causa das pontes de hidrogênio, que as da gasolina, que são dipolo-induzido.

1.2 Em referência a posição da mistura, explica-se que quando dois líquidos que não se misturam (imiscíveis) são colocados num mesmo recipiente, eles se dispõem de modo que o líquido de maior densidade ocupa a parte de cima e o de menor densidade a parte de baixo.

Nesse caso, a gasolina com densidade de 0,75 g/cm³ e a água com 1 g/cm³ ficou na parte superior por ser menos de que a água, que permanece na parte inferior.

OBS: Densidades retiradas do livro: (PERUZZO, Tito Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Química. 1.ed. São Paulo: Moderna, 1999. p. 2)

Ilustração:

b) Com a pipeta graduada, adicionamos 15 mL da amostra de gasolina à proveta de 50 mL, aferindo o volume com precisão. Em seguida, adicionamos 15 mL da solução de NaCl 10% m/m.

OBS: O preparo da solução de NaCl 10% m/m foi realizada pelo colega Alan, onde ele realizou a pesagem de 7 g de NaCl dissolvendo em 70 mL de água em uma proveta de 100 mL.

Justificativa:

Notamos que no experimento houve a separação do álcool na gasolina em duas fases obviamente claras, a fase de cor amarela (gasolina), na parte superior, e a outra meio branca acinzentada (água + etanol), na parte inferior como no procedimento (a), porém substituindo a água destilada pela solução de NaCl 10% m/m.

Nas bibliografias consultadas, explica-se que a separação da mistura etanol-gasolina é mais eficiente com a adição da solução de NaCl porque há um aumento muito grande da polaridade da mistura, ocasionando a tendência de atrações das moléculas,ocorrendo o aumento da solubilidade do álcool.

Ilustração:

c) A partir dos valores obtidos, calcular a porcentagem de álcool na gasolina, nos dois testes.

Teste 1:

Volume da fase aquosa: 19 mL

Percentagem de erro: 19 mL – 5% = 18,05 mL

Por diferença, o valor de álcool extraído:

18,05 mL (etanol + água) – 15 mL de água = 3,05 mL de álcool extraído.

15 mL ----- 100%

3,05 mL ---- x

x = 20, 333% de etanol na gasolina.

Teste 2:

Volume da fase aquosa: 19,5 mL

Percentagem de erro: 19,5 mL – 5% = 18, 525 mL

Por diferença, o valor de álcool extraído:

18, 525 mL (etanol + água) – 15 mL de água = 3, 525 mL de álcool extraído.

15 mL ----- 100%

3, 525 mL ---- x

x = 23, 5% de etanol na gasolina.

Justificativa:

A partir das análises feitas, havendo a utilização em um teste água destilada e, no outro, solução de NaCl 10% m/m constatamos uma diferença de 0, 475 mL , que podem explicados pelo fato da solução de NaCl aumentar ainda mais a polaridade, deixando mais polar o etanol, ocasionando a separação mais eficiente do que a água destilada. Também poderíamos ter um aumento significativo da diferença de álcool extraído em ambos os testos pela imprecisão dos materiais utilizados.

2. Quantificação do etanol na gasolina através de uma análise comparativa: a densidade.

Preparamos uma mistura com 28 mL da amostra de gasolina com 28 mL de água destilada. Observamos as separações nítidas entre as fases, também proporcionadas no experimento (1).

Ilustração:

Determinamos a massa de uma proveta de 50 mL, limpa e seca. Após, adicionamos a esta proveta 30 mL da mistura água-etanol, medidos com pipeta volumétrica. Determinamos a massa do conjunto.

Massa da proveta vazia: 88, 435 g

Massa da proveta com a mistura água-etanol: 117, 189 g

Diferença entre a massa do conjunto:

117, 189 - 88, 435 = 28, 754 g de água-etanol.

Ilustração:

3. Questões:

a) Com os dados da tabela abaixo, construir um gráfico em papel milimetrado ou com utilização do computador: teor de etanol (% v/v) na abscissa e d (g/mL) na ordenada.

b) Calcular a densidade da mistura obtida em (2) e, através da interpolação linear no gráfico construído da densidade calculada, determinar o teor de etanol na gasolina.

d = m / v

d = 28, 754 g / 30 mL d = 0, 9584667 g/mL

c) Através da regressão linear, obter a equação de reta que melhor descreve os pontos do gráfico, y = ax + b, onde y = densidade calculada em (b) e x = teor de álcool na gasolina.

y = ax – b, então:

tg = co / ca tg= 0,0333858 / 20 tg = 0,0016693

0, 958 = - 0,0016693x + 1 X= 20% teor do etanol.

d) Houve diferença do teor de álcool nos quatro experimentos? Justifique.

Sim, um dos motivos foi à imprecisão dos volumes, pois que a proveta é menos precisa para medir volumes, porém tomamos alguns cuidados na execução, para que a mesma seja minimizada.

Também, a diferença no experimento da na análise comparativa, onde o valor obtido pela densidade pode ser sido ocasionado a partir de uma má distribuição dos dados da tabela do gráfico, modificando o valor dos intervalos entre eles.

e) Qual a função do NaCl?

A função do NaCl 10% é aumentar a solubilidade do etanol, porque sendo um composto iônico, a solução é mais polar do que a água pura (contém íons), desta maneira consegue-se extrair com mais eficiência o álcool da camada orgânica, gasolina (apolar).

f) Este processo por extração com água também é adequado para se verificar a presença de solventes orgânicos na gasolina e quantificá-los?

Não é adequado, porque nem todos os solventes orgânicos têm afinidade com a água, pois quando as propriedades são diferentes, elas não ocasionam a extração.

g) No processo por interpolação linear, a quantidade da mistura não deve ser menor do que 30 mL. Justifique.

É necessário utilizar um grandevalor de volume da mistura água e etanol, para ter mais exatidão do resultado e o erro associado à medição e do volume é diminuído.

2.1 Quantificação do etanol na gasolina através da densidade da mistura etanol-gasolina.

- A gasolina deve ter percentual de etanol entre 20-25%. Fora deste percentual pode ser considerada adulterada.

Com a utilização de uma proveta de 50 mL, limpa, seca e com massa determinada, determinamos a densidade da mistura etanol-gasolina, utilizando em torno de 20 mL.

Ilustração:

Massa da proveta: 92, 667 g

Massa da proveta com a mistura: 107, 774 g

Diferença entre a massa do conjunto:

107, 774 - 92, 667 = 15, 107 g

d = m / v d = 15, 107 g / 20 mL = 0, 75535 g/mL

Somando o valor em percentual da densidade do álcool (0, 7865 g/mL) com o da gasolina (0, 7372 g/mL), obtém-se o valor da densidade da mistura.

0, 7865 + 0, 7372 / 2 = 0, 76185 g/mL

Desta forma, verifique a porcentagem de etanol na gasolina.

Porcentagem etanol na gasolina: 21%

Faça um paralelo com as porcentagens encontradas nos demais métodos.

1º método = 20, 333%

2º método = 23,5 %

3º método = 20%

4º método = 21%

Com os resultados obtidos nas quatro etapas realizadas, entendemos que com todos os cuidados no planejamento dessa experiência, a gasolina não está adulterada, pois as concentrações estão na base 20%.

Comentários