combustíveis, Notas de estudo de Química

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COMBUSTÍVEIS –

BIODIESEL,ETANOL E

METANOL

Faculdades Oswaldo Cruz

Instituto Superior de Educação

 (^) Muitas são as fontes de energia que o homem vem utilizando através dos tempos. Álcool, gasolina, óleo diesel, lenha,carvão mineral, gás liquefeito de petróleo e querosene são exemplos de combustíveis atualmente utilizados em diferentes setores de atividades do homem.  (^) Pode-se considerar as combustões como transformações químicas que envolve a queima de um material combustível, frequentemente, utilizadas com o objetivo de obter energia na forma de calor. Nesse sentido, pode-se então dizer que os combustíveis são “geradores de calor”.  (^) Uma dessas características é a volatilidade ou facilidade de evaporação. O álcool e a gasolina, por apresentarem essa facilidade, são utilizados em motores de explosão. Estes combustíveis, nas condições ambientes, encontram-se no estado líquido e, no carburador, são vaporizados para depois, então, serem queimados. Que aspectos devem ser considerados na escolha de um combustível?

 (^) A fonte energética mundial está embasada em combustíveis fósseis, desde a revolução industrial, no século XIX. Primeiramente, foi usado o carvão mineral e, posteriormente, o petróleo. Algumas desvantagens do uso desses combustíveis são a sua concentração em poucas e conturbadas regiões do planeta, a tendência ao esgotamento nas próximas décadas e a emissão de gases poluentes.  (^) Para evitar grandes desastres ambientais, torna-se urgente a redução da emissão de poluentes, o que já é uma meta de dirigentes políticos e representantes de entidades ambientalistas e humanitárias. Além disso, fatores econômicos e sociais têm motivado a busca e o desenvolvimento de combustíveis alternativos , apresentando-se o uso de biomassa (vegetais e seus produtos e subprodutos) como uma das possibilidades mais promissoras. INTRODUÇÃO

 O que é Biodiesel?  Biodiesel é uma alternativa aos combustíveis derivado do petróleo. Pode ser usado em carros e qualquer outro veículo com motor diesel. Fabricado a partir de fontes renováveis (girassol, soja, mamona), é um combustível que emite menos poluentes que o diesel. BIODIESEL

Triacilalicerois + metanol  glicerol + éter metílico de acido graxo TRANSESTERIFICAÇÃO

Obtenção  Através de um óleo vegetal ◦ (^) Adição de uma solução alcalina (Esterificação) Produção em cinco passos

 Grandes vantagens ◦ (^) Geografia favorável ◦ (^) Situa-se em uma região tropical, com altas taxas de luminosidade e temperaturas médias anuais. ◦ (^) Associada a disponibilidade hídrica e regularidade de chuvas, torna-se o país com maior potencial para produção de energia renovável. Biodiesel no Brasil

 Nas tabelas a seguir são apresentados de maneira comparativa, além de algumas características físicas e químicas de óleo vegetal e biodiesel, também os principais passos para sua produção, as questões do transporte e da armazenagem, da tolerância ambiental e social, e finalmente dos custos. Comparação dos combustíveis

 (^) As propriedades químicas do biodiesel e dos óleos vegetais precisam ser classificadas como significativamente mais favoráveis em comparação com o diesel, o que via de regra também leva a uma emissão menor de gases.  (^) Contudo, considerando que ao contrário dos óleos vegetais o biodiesel age como um solvente (problema com mangueiras e juntas usuais), e ademais é bastante higroscópico, ou seja, absorve água e dilui óleos de motor (duas vezes mais trocas de óleo e filtros são necessárias que uma motorização a diesel ou óleo vegetal), resulta aqui uma visível vantagem para óleos vegetais, que, além disso, possuem propriedades lubrificantes consideravelmente melhores (positivo para a durabilidade da bomba injetora e do motor).  (^) Situam-se como combustíveis praticamente entre a gasolina e o diesel. No entanto, diferenças marcantes podem ser constatadas na obtenção dos dois combustíveis. Alguns pontos favoráveis e desfavoráveis do Biodiesel

Tabela 2: Dispêndio de trabalho e energia na

obtenção dos óleos vegetais e do biodiesel

 (^) Evidentemente o “biodiesel” como combustível é significativamente mais razoável que o produto “diesel” derivado do petróleo, mas a comparação das estratégias de biodiesel e óleo vegetal chega a vantagens ainda maiores para a alternativa do óleo vegetal.  (^) Ambas – a produção de óleo vegetal e de biodiesel – abrirão novas e importantes fontes de renda para a agricultura no futuro. No entanto, por meio da opção pelo óleo vegetal se atingirá inequivocamente uma agregação regional maior de valor no meio rural. Além disso, com a estratégia do óleo vegetal as economias nacionais do mundo disporão de um combustível que é absolutamente mais correto ambientalmente e mais tolerável socialmente, além de ser cerca de 30% mais barato.  (^) Ademais, deve-se prever que a estratégia do biodiesel – com os crescentes custos do metanol e das decrescentes receitas com glicerina – em poucos anos chegará a uma situação economicamente precária. Perspectivas

O que é etanol?  (^) Ao contrário do petróleo, que é um recurso finito, o etanol renovável é um combustível normalmente produzido a partir de plantas cultivadas, como a cana-de-açúcar, o milho, a beterraba, o trigo e a mandioca. No Brasil, o etanol é produzido a partir da cana-de-açúcar, que é a matéria prima mais eficiente que se conhece até hoje para a sua produção comercial. O balanço energético (unidade de energia obtida x unidade de energia necessária para a produção) do etanol de cana é aproximadamente sete vezes maior que o obtido pelo etanol de milho, produzido nos EUA, e quatro vezes maior do que o obtido pelo etanol de beterraba e o de trigo utilizados na Europa. ETANOL

 O etanol pode ser obtido por duas maneiras gerais, seja por síntese química  ou por via biológica ou fermentativa. países em que há grandes reservas de petróleo e indústria petroquímica avançada, a obtenção do álcool é realizada através da via sintética a partir de hidrocarbonetos não saturados, como o eteno e o etino, e de gases de petróleo e de hulha.  A via fermentativa é a maneira mais importante para a produção de álcool etílico no Brasil. O PROCESSO INDUSTRIAL PARA OBTENÇÃO DO ETANOL

O etanol se forma na fermentação alcoólica de açúcares, como a glicose. C 6 H 12 O 6 → 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 Combustão Completa: 1 C 2 H 6 O(l)+ 3O 2 → 2 CO2(g) + 3 H 2 O ∆H^0 combustão = -1368 kJ/mol Obtenção do Etanol