65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 3. Química Analítica

ESTUDO ELETROQUÍMICO SOBRE A OXIDAÇÃO DE BIODIESEL

Isabelle Moraes Amorim Viegas - Universidade Federal do Maranhão / Núcleo de Estudos em Petróleo e Energia Edmar Pereira Marques - Universidade Federal do Maranhão / Núcleo de Estudos em Petróleo e Energia Aldaléa Lopes Brandes Marques - Universidade Federal do Maranhão / Núcleo de Estudos em Petróleo e Energia Verônica Diniz da Silva - Universidade Federal do Maranhão / Núcleo de Estudos em Petróleo e Energia

INTRODUÇÃO:

A matriz energética mundial tem sido muito debatida a fim de buscar novos combustíveis que se tornem gradualmente substitutos de petróleo, uma vez que as reservas de combustíveis fósseis estão se tornando cada vez mais limitadas e futuramente esgotáveis. Nesse contexto, os biocombustíveis se evidenciam como principais substituintes oriundos da biomassa para alimentar os motores dos transportes, pois são renováveis, biodegradáveis e ambientalmente corretos. Biodiesel é um biocombustível sintético produzido tipicamente de óleos vegetais ou gorduras animais. Desde 2010, no Brasil, é obrigatória a adição de 5%, em volume, de biodiesel ao diesel mineral. Para evitar danos no motor e assegurar o bom desempenho, qualidade nas emissões resultantes da queima e segurança no transporte e manuseio, foram estabelecidos parâmetros de qualidade e especificações para o biodiesel. No Brasil, essas especificações são instituídas e monitoradas pela ANP, por meio da Resolução nº 14 de 2012 (RANP 14/12). Um desses parâmetros é o período de indução, que está relacionado com a estabilidade oxidativa do biodiesel e é determinado pelo método Rancimat. A RANP 14/12 institui o período de indução mínimo de 6 h, que indica que o biocombustível será estável por até 6 meses de armazenamento.

OBJETIVO DO TRABALHO:

O presente trabalho propõe uma metodologia eletroquímica para estudar o comportamento oxidativo do biodiesel, utilizando a técnica voltametria cíclica, frequentemente empregada no estudo de reações redox, na detecção de intermediários de reação e na observação e no acompanhamento de reações envolvendo produtos formados nos eletrodos.

MÉTODOS:

Inicialmente sintetizou-se biodiesel metílico de soja com óleo comercial, a partir da rota de transesterificação com catálise básica homogênea. Foi utilizado como sensor um eletrodo sólido de ouro. Para solubilizar bem o biodiesel evitando-se o pré-tratamento da amostra, utilizou-se acetonitrila nos experimentos eletroquímicos. Para estudar o melhor meio para os ensaios voltamétricos, foram testados como eletrólito de suporte cloreto de lítio, hidróxido de amônio e ácido nítrico, todos na concentração 0,1 mol/L diluídos em acetonitrila. O melhor comportamento do sistema foi observado em meio ácido, e foi este o meio adotado para os experimentos. Foi executado o seguinte procedimento para as análises voltamétricas: na célula, contendo 10 mL do eletrólito de suporte, devidamente desaerada por 10 minutos, foi adicionado o biodiesel de soja, in natura, nos seguintes volumes: 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160 µL, correspondentes, respectivamente, às concentrações de 1,78, 3,55, 5,33, 7,11, 8,89, 10,66, 12,44 e 14,22 mg/mL na célula. Foram otimizados os seguintes parâmetros: tempo de equilíbrio de 10 s, potencial inicial -0,1 V, potencial de retorno +1,5 V, potencial final -0,1 V, velocidade de varredura 100 mV/s, direção anódica inicial de varredura e 5 ciclos de varredura.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

O biodiesel sintetizado apresentou período de indução 4,88 h, encontrando-se abaixo do limite mínimo especificado pela Resolução da ANP (6 h). Os métodos voltamétricos são métodos eletroanalíticos que dependem da medida da corrente em função do potencial aplicado. Observou-se o crescimento dos sinais voltamétricos, diretamente proporcional às adições de biodiesel. Houve formação de picos anódicos em torno do potencial +1,08 V (vs. Ag|AgCl), que pode ser claramente atribuído à ocorrência de oxidação do biodiesel no meio estudado. A metodologia proposta apresentou boa resposta à oxidação eletroquímica do biodiesel, devido à boa linearidade de crescimento da corrente de pico anódico com as adições da amostra, com coeficiente de correlação 0,99582, para concentrações de até 10,66 mg/mL de biodiesel na célula. A partir da concentração de 12,44 mg/mL, observa-se uma pequena perda de linearidade, que pode ser atribuída à limitação do processo químico na superfície do eletrodo de ouro e à possível formação de um filme de poliacetonitrila.

CONCLUSÕES:

Sobre os resultados do presente estudo, conclui-se que o aumento de corrente proporcionado pelo aumento da concentração de biodiesel na célula indica que a resposta eletroquímica é devida à presença de espécie eletroativa no meio, fato este que assegura a viabilidade analítica de um possível procedimento eletroanalítico para o estudo sobre a oxidação do biodiesel.

Palavras-chave: Estabilidade Oxidativa, Método Rancimat, Voltametria Cíclica.