A reação entre triglicerídeos e álcool gerando um éster é chamada de transesterificação. Utilizando metanol ou etanol como álcool podemos formar biodiesel.
a) Mostre a equação química balanceada para a reação.
b) Por que se utiliza excesso de álcool na reação?
c) Um experimento foi feito para obtenção de biodiesel utilizando-se 12 g de óleo de algodão. Baseado na estequiometria da reação, qual o volume de etanol mínimo que precisamos utilizar? (Suponha que o óleo de algodão contenha apenas triglicerídeos do ácido linoleico
). Dados: mmácido linoleico
, mmetanol
, detanol
.
a) Mostre a equação química balanceada para a reação.
b) Por que se utiliza excesso de álcool na reação?
c) Um experimento foi feito para obtenção de biodiesel utilizando-se 12 g de óleo de algodão. Baseado na estequiometria da reação, qual o volume de etanol mínimo que precisamos utilizar? (Suponha que o óleo de algodão contenha apenas triglicerídeos do ácido linoleico
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação de transesterificação, onde triglicerídeos reagem com álcool para formar ésteres, e isso é usado para produzir biodiesel quando usamos metanol ou etanol. Vamos precisar saber balancear equações químicas, entender por que usamos excesso de álcool e aplicar a estequiometria para calcular o volume mínimo de etanol necessário para reagir com uma certa quantidade de óleo de algodão.
Passo 2
a) Mostrando a equação química balanceada para a reação.
Primeiro, precisamos escrever a reação de transesterificação. Os triglicerídeos são compostos por glicerol ligado a três ácidos graxos (no caso, ácido linoleico). Quando reagimos com álcool (como o etanol), cada ácido graxo se liga ao álcool, formando ésteres e liberando glicerol.
A equação geral fica assim:
Onde:
-
representa o triglicerídeo. -
é o álcool (etanol). -
são os ésteres (biodiesel). -
é o glicerol.
Para o ácido linoleico específico, substituímos $ \mathrm{R} $ pelo grupo da ácido linoleico ($ \mathrm{C_{18}H_{32}O_{2}} $):
Passo 3
b) Por que se utiliza excesso de álcool na reação?
Usar excesso de álcool é uma estratégia para deslocar o equilíbrio da reação para a formação dos produtos. De acordo com o princípio de Le Chatelier, se aumentarmos a concentração de um dos reagentes, a reação tende a produzir mais produtos para compensar. Assim, ao usar mais álcool, garantimos que todos os triglicerídeos sejam convertidos em ésteres (biodiesel) e glicerol, aumentando o rendimento da reação.
Passo 4
c) Calculando o volume mínimo de etanol necessário para reagir com 12 g de óleo de algodão.
Vamos seguir os passos de uma estequiometria básica:
-
Determinar a massa molar do triglicerídeo do ácido linoleico:
- Cada ácido linoleico tem massa molar de 280,4 g/mol.
- Um triglicerídeo tem 3 ácidos graxos ligados ao glicerol, então:
-
Calcular quantos mols de triglicerídeo temos em 12 g de óleo:
-
Determinar a quantidade de moles de etanol necessários:
- A reação requer 3 mols de álcool para cada mol de triglicerídeo.
-
Calcular a massa de etanol necessária:
- Massa molar do etanol $ \mathrm{C_{2}H_{5}OH} $ é aproximadamente 46,1 g/mol.
-
Converter a massa de etanol para volume:
- Usando a densidade do etanol $ \rho = 0,789 , g/cm^{3} $:
Convertendo para mililitros (já que 1 cm³ = 1 mL):
Resposta
O volume mínimo de etanol necessário para reagir com 12 g de óleo de algodão é de aproximadamente 2,26 mL.