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 C18 H32 O2 ). Dados: mmácido linoleico =280,4 g mol^-1 ; mmglicerol=92,0 g mol^-1, mmetanol =46,1 g cdot mol^-1, detanol =0,789 g cdot cm^-3).

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:
C3H5(OOCR)3 + 3 , ROH 3 , RCOOR + C3H5(OH)3
Onde:
  • C3H5(OOCR)3 representa o triglicerídeo.
  • ROH é o álcool (etanol).
  • RCOOR são os ésteres (biodiesel).
  • C3H5(OH)3 é o glicerol.
Para o ácido linoleico específico, substituímos $ \mathrm{R} $ pelo grupo da ácido linoleico ($ \mathrm{C_{18}H_{32}O_{2}} $):
R

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:
  1. 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: Massa molar do triglicerídeo = 3 times 280,4 + 92,0 = 841,2 + 92,0 = 933,2 , g/mol í
  2. Calcular quantos mols de triglicerídeo temos em 12 g de óleo:
    n = 12 , g933,2 , g/mol approx 0,0129 , mol
  3. Determinar a quantidade de moles de etanol necessários:
    • A reação requer 3 mols de álcool para cada mol de triglicerídeo.
    netanol = 3 times 0,0129 approx 0,0387 , mol
  4. Calcular a massa de etanol necessária:
    • Massa molar do etanol $ \mathrm{C_{2}H_{5}OH} $ é aproximadamente 46,1 g/mol.
    C2H5OH
  5. Converter a massa de etanol para volume:
    • Usando a densidade do etanol $ \rho = 0,789 , g/cm^{3} $:
    m = 0,0387 , mol times 46,1 , g/mol approx 1,78 , g
    Convertendo para mililitros (já que 1 cm³ = 1 mL):
    rho = 0,789 , g/cm^3

Resposta

O volume mínimo de etanol necessário para reagir com 12 g de óleo de algodão é de aproximadamente 2,26 mL.

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