Quais são os tipos de catalizadores e os principais álcoois utilizados na síntese de biodiesel?

Passo 1

O enunciado pergunta quais são os tipos de catalizadores empregados na reação de transesterificação de óleos (triglicerídeos) para obtenção de biodiesel, e quais os álcoois mais usados nesse processo. Para resolver, vamos revisar o mecanismo geral da transesterificação, classificar os catalizadores conforme sua fase e natureza (homogêneos, heterogêneos e enzimáticos) e, em seguida, indicar os álcoois típicos aplicados.

Passo 2

A transesterificação consiste em reagir um triglicerídeo com um álcool para formar ésteres de ácidos graxos (biodiesel) e glicerol. Os catalizadores homogêneos atuam dissolvidos na fase líquida e dividem-se em duas classes principais:
Base homogênea: promovem rápida conversão em temperaturas moderadas ( 50 70circC). Exemplos típicos são NaOH e KOH, usados na faixa de 0,5 1,0 % em massa de óleo.
Ácido homogêneo: úteis quando o óleo apresenta alto teor de ácidos graxos livres, pois evitam a formação de sabão. O mais comum é o ácido sulfúrico H2SO4 ( 0,5 2 % em massa).

Passo 3

Os catalizadores heterogêneos permanecem na fase sólida e podem ser recuperados e reutilizados, reduzindo o esforço de purificação do biodiesel:
Bases sólidas: como óxido de cálcio CaO, óxido de magnésio MgO ou misturas CaOMgO. São estáveis, mas sensíveis à umidade e podem exigir pré-tratamento do óleo.
Ácidos sólidos: incluem resinas sulfonadas (– SO3H em matriz orgânica ou carbono sulfonado) e zeólitas trocadoras de íons. Funcionam bem com gorduras de alto teor de ácidos livres.

Passo 4

Os biocatalisadores (enzimas lipases) permitem operar em condições brandas ( 25 40circC) e evitam a formação de sabão, mas têm custo elevado e sensibilidade à inibição por glicerol. Lipases imobilizadas de cepas como Candida antarctica são exemplos de aplicação industrial em pequena escala.

Passo 5

Quanto ao álcool, os mais empregados são aqueles de cadeia curta, para favorecer cinética rápida e fácil separação do glicerol:
Metanol: é o mais usado (reação rápida, baixo custo, obtém-se éster de metila).
Etanol: mais renovável, forma éster de etila, mas a reação tende a ser mais lenta e há azeótropos que dificultam a recuperação.
Outros álcoois como 1-propanol, 2-propanol ou 1-butanol aparecem em estudos, mas em escala reduzida devido a custos e viscosidades maiores.

Resposta

Tipos de catalizadores:
1. Homogêneos – bases ( NaOH, KOH) e ácidos ( H2SO4).
2. Heterogêneos – bases sólidas ( CaO, MgO, misturas), ácidos sólidos (resinas sulfonadas, zeólitas).
3. Biocatalisadores – lipases imobilizadas.
Principais álcoois: metanol e etanol (e, em menor escala, propanol e butanol).

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