Relatório - Prática 5 (Determinação Da Densidade e Do Teor de Etanol Da Gasolina)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS- UFAL INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA- IQB LABORATÓRIO DE QUÍMICA I ENGENHARIA QUÍMICA

MORGANA LETÍCIA CAVALCANTE SILVA STEPHANIE CAROLINE LEOPOLDO DE CORDOVA

PRÁTICA: DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE E DO TEOR DE ETANOL DA GASOLINA

Maceió 2014

 A prática “Determinação da Densidade e do Teor de Etanol da Gasolina ” teve

como objetivo determinar a densidade de gasolina comercial e verificar o teor de álcool por meio de um processo de separação de mistura líquido-líquido.

Separação de Misturas Líquido-Líquido Para a separação dos componentes de uma mistura, ou seja, para a obtenção separada de cada uma das suas substâncias puras que deram origem à mistura, utilizamos um conjunto de processos físicos denominados fracionamento de misturas. Esses processos não alteram a composição das substâncias que formam uma dada mistura, uma vez que toda mistura trata-se de um fenômeno físico. Separam-se líquidos imiscíveis, que apresentam por essa razão densidades diferentes; sistema no qual o líquido mais denso acumula-se na parte inferior do recipiente. Em laboratório, pode-se utilizar o funil de bromo, também conhecido como funil de decantação, ou ainda, funil de separação. Num sistema formado por água e óleo, por exemplo, a água, por ser mais densa, localiza-se na parte inferior do funil e é escoada abrindo-se a torneira de modo controlado. A decantação pode ser feita de uma maneira mais rudimentar, utilizando-se um sifão (sifonação).

Cloreto de Sódio O cloreto de sódio (NaCl) consiste em um dois mais importantes e conhecidos sais da química inorgânica, e apresenta em sua estrutura um cátion, derivado do elemento químico sódio, e um ânion, derivado do elemento químico cloro, monovalentes, que confere à molécula uma relativa hidrossolubilidade e solubilidade na maior parte dos solventes polares. Comumente é designado por sal de cozinha ou simplesmente por sal, e se apresenta em condições normais como um sólido cristalino branco.

Etanol O etanol (álcool etílico) é o mais comum dos álcoois e caracteriza-se por ser um composto orgânico de fórmula estrutural CH 3CH2OH, obtido por meio da fermentação do amido e outros açúcares como a sacarose existente na canade-açúcar. Analogamente à água, os álcoois apresentam caráter polar, mais acentuado nos compostos de menor peso molecular. No caso dos álcoois, esse caráter se deve à presença do grupamento hidroxila, no qual o átomo de oxigênio, por ser mais eletronegativo que o de hidrogênio, atrai os elétrons compartilhados na ligação O-H, levando-os a assumir uma distribuição espacial assimétrica. Além disso, o ponto de ebulição desses compostos é relativamente alto, graças à presença da ligação tipo pontes de hidrogênio entre as moléculas. Os álcoois são solúveis em água, embora a solubilidade diminua à medida que seu peso molecular aumenta. Alguns álcoois, como o etanol, são bons solventes de outros compostos orgânicos não solúveis em água. Quanto ao caráter ácido-básico desses compostos, os álcoois podem atuar como bases fracas, em presença de ácidos fortes, tais como o nítrico e o sulfúrico, ou como ácidos, reagindo com metais mais reativos para formar alcoóxidos. O caráter básico dos álcoois se deve à presença de dois pares de elétrons que não participam da ligação entre os átomos de oxigênio e hidrogênio do grupamento hidroxila.A viscosidade dos álcoois aumenta à medida que seu peso molecular cresce. Assim, enquanto o metanol é líquido a temperatura ambiente, o nicosanol, com vinte átomos de carbono na cadeia, é sólido. Os álcoois são inflamáveis quando em presença de uma chama, em atmosfera de ar ou oxigênio, transformando-se totalmente em água e gás carbônico, com grande desprendimento de energia.

Gasolina Comum  A gasolina é um combustível constituído basicamente por hidrocarbonetos e, em menor quantidade, por produtos oxigenados. Esses hidrocarbonetos são, em geral, mais "leves" do que aqueles que compõem o óleo diesel, pois são

formados por moléculas de menor cadeia carbônica (normalmente de 4 a 12 átomos de carbono).  Além dos hidrocarbonetos e dos oxigenados, a gasolina contém compostos de enxofre, compostos de nitrogênio e compostos metálicos, todos eles em baixas concentrações. A faixa de destilação da gasolina automotiva varia de 30 a 220ºC.  A gasolina básica (sem oxigenados) possui uma composição complexa. A sua formulação pode demandar a utilização de diversas correntes nobres oriundas do processamento do petróleo como nafta leve (produto obtido a partir da destilação direta do petróleo), nafta craqueada que é obtida a partir da quebra de moléculas de hidrocarbonetos mais pesados (gasóleos), nafta reformada (obtida de um processo que aumenta a quantidade de substâncias aromáticas), nafta alquilada (de um processo que produz iso-parafinas de alta octanagem a partir de iso-butanos e olefinas), dentre outros.  A concentração de álcool na gasolina brasileira, segundo o CNP - Conselho Nacional do Petróleo, deve estar entre 18% e 24%. Principais constituintes, propriedades e processo de obtenção da gasolina:

Constituintes

Butano

Isopentano

Processo de Obtenção

destilação e processos de transformação destilação, processos de transformação, isomerização

Faixa de

Índice de octano

Ebulição (Cº)

Motor (Clear)

zero

101

27

75

Alcoilada

alcoilação

40 - 150

90 – 100

Nafta leve de destilação

destilação

30 - 120

50 – 65

Nafta pesada de destilação

destilação

90 - 220

40 – 50

Hidrocraqueada

hidrocraqueamento

40 - 220

80 – 85

Craqueada cataliticamente

craqueamento catalítico

40 - 220

78 – 80

Polímera

polimerização de olefinas

60 - 220

80 – 100

Craqueada termicamente

coqueamento retardo

30 - 150

70 – 76

Reformada

reforma catalítica

40 - 220

80 – 85

Gasolina Adulterada  A adulteração da gasolina pode ocorrer pela adição de álcool etílico anidro C em porcentagens superiores ao estabelecido pela PANP 309 ou pela adição de solventes à gasolina. A gasolina padrão tem uma densidade entre 0,72 g/cm³ e 0,75 g/cm³, a gasolina adulterada apresenta, em geral, uma densidade menor, devido a adição de compostos orgânicos menos densos. A adição de solventes provoca mudanças nas propriedades físico-químicas da gasolina, entre elas, a curva de destilação, a pressão de vapor e a taxa de equilíbrio vapor-líquido estão diretamente relacionadas à composição e às características químicas da mistura. Estas propriedades têm uma grande influência no controle da ignição, no aquecimento e aceleração do motor e no consumo de combustível.

Os materiais utilizados foram:



Balança Analítica



Funil de separação

  Gasolina





Provetas de 25 mL



Provetas de 100 mL



Solução de NaCl

Determinação da Densidade Para determinar a densidade da gasolina foi necessário pesar uma proveta de 25 mL e registrar sua massa, em seguida, medir 20 mL de gasolina comum na própria proveta previamente pesada e, novamente, registrar sua massa. Uma vez que a proveta possuiu massa de 46,8 g e posteriormente, com a adição de gasolina, de 61,2 g, então a massa de gasolina é de 14,4 g. Utilizando os dados registrados foi possível observar que a gasolina possui densidade de 0,72 g/mL (densidade = (massa)/(volume)).

Determinação do Teor de Etanol Foram adicionados 50 mL de gasolina comum e 50 mL de solução aquosa de NaCl a uma proveta de 100 mL e tranferiu-se a mistura a um funil de separação. Agitou-se a mistura e a tranferiu novamente para a proveta. Foi aguardado alguns minutos até a total separação das fases.  Após a separação da frações foi possível observar que havia 60,2 mL da solução de NaCl e etanol, onde 10,2 mL são apenas de etanol, e 39,8 mL de gasolina. Pode-se concluir que, apesar do procedimento não ter sido totalmente correto devido a falta de materias, a gasolina utilizada não era adulterada pois apresentou densidade de 0,72 g/cm³, ou seja, apresentou densidade dentro dos padrões, e teor de etanol de 20%, que está de acordo com o Conselho Nacional de Petróleo.

Referências



Wikipédia, Cloreto de Sódio. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_s%C3%B3dio  Acesso em 27 de abril de 2014.



Etanol, Propriedades Físico-Químicas. Disponível em: http://esqverde.blogspot.com.br/2009/09/propriedades-fisicoquimicas.html  Acesso em: 18 de junho de 2014.



Petrobras Distribuidora, Composição da Gasolina Básica. Disponível em http://www.br.com.br/wps/portal/portalconteudo/produtos/automotivos/ga solina/!ut/p/c4/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3hLf0N_P293QwP 3YE9nAyNTD5egIEcnQ4MgQ_2CbEdFAGTlInk!/?PC_7_9O1ONKG10G SIC025HDRRAB10F4000000_WCM_CONTEXT=/wps/wcm/connect/port al+de+conteudo/produtos/automotivos/gasolina/composicao+da+gasolin a  Acesso em 18 de junho de 2014.



Elaine V. Takeshita, Selene M. A. G. U. de Souza e Antônio Augusto U. de Souza, Parâmetros Físico-Químicos da Gasolina C Frente à Adição de Solventes. Disponível em: http://www.portalabpg.org.br/PDPetro/4/resumos/4PDPETRO_4_4_0101 -1.pdf   Acesso em 18 de junho de 2014.