Tabla de contenidos
Objetivo
Conocer técnicas de agitación magnética y separación de dos líquidos inmiscibles por decantación.
Antecedentes
Los biocombustibles son una alternativa a los combustibles fósiles como fuente de energía. En teoría, los aceites vegetales podrían usarse como combustible, pero debido a su alta viscosidad, no pueden usarse directamente.
Es necesario transformarlos en otros materiales menos viscosos que puedan utilizarse en motores de vehículos. Esta transformación se realiza mediante una reacción de transesterificación.
Los aceites vegetales son compuestos pertenecientes a la familia de los triglicéridos. Mediante el tratamiento con una base y un alcohol (MeOH o EtOH), un aceite se convierte en glicerina y éster metílico o etílico. La reacción de transesterificación es un proceso catalítico compuesto por dos pasos de reacción.
En el primero, el NaOH reacciona con MeOH en un proceso de formación de metóxido de sodio ácido-base, una base muy fuerte y agua.
En el segundo paso, el metóxido de sodio actúa como nucleófilo atacando el carbono carbonilo del aceite vegetal, produciendo un intermedio tetraédrico.
En el paso final, el éster metílico se separa del glicerol. Cuando el experimento se realiza con materia prima como aceite vegetal, la reacción avanza sin problemas y proporciona un buen rendimiento de biodiésel. Si el aceite crudo es cocido, el proceso es más complejo debido a la presencia de ácidos grasos libres provenientes de la hidrólisis de triglicéridos.
En el proceso de transesterificación básica, los ácidos grasos libres se desprotonan, lo que lleva a la formación de carboxilatos que no reaccionan mediante esterificación catalizada por bases.
Esto no solo reduce el rendimiento de la reacción sino que también complica el proceso de separación ya que los carboxilatos de cadena larga dan lugar a emulsiones.
Procedimiento experimental
En un Erlenmeyer de 100 ml equipado con una pinza, agite 37,5 g (d= 0,79 g/mL) de MeOH y 1.3 g de NaOH sólido a temperatura ambiente para obtener una disolución.
A parte, agregue 130 ml de aceite vegetal a un matraz de fondo redondo de 250 ml. Se pueden utilizar para la práctica aceite de soja, de girasol y de oliva. Calentar el matraz con el aceite a 65 ºC utilizando un baño de agua con agitación magnética (baño María). Añadir solución de metóxido de sodio al aceite y agitar la mezcla durante 1 h, manteniendo la temperatura indicada.
Transferir el contenido del matraz a un embudo de decantación. Deje reposar la mezcla hasta que las dos capas se separen. La capa menos densa (superior) corresponde al biodiésel, la más densa (inferior) al glicerol. La mayor parte del proceso de decantación ocurre en la primera hora; sin embargo, muy a menudo el proceso toma varias horas para separar completamente las dos capas. Se puede dejar toda una noche decantando.
Use la llave de paso del embudo de decantación para separar las dos capas. Si el glicerol no se vierte libremente, el biodiésel se puede eliminar en la parte superior del embudo de decantación con una pipeta.
Lavar la capa de biodiesel con pequeñas porciones de agua (se puede utilizar nitrato de plata (AgNO3) para comprobar que no quedó nada de cloruro de sodio, NaCl).
El volumen resultante se mide con una probeta y se pesa en la misma probeta para determinar la densidad. La densidad de las muestras se pueden determinar, midiendo 5 cm3 de biodiesel en una probeta del mismo volumen previamente pesada.
Propiedades fisico-químicas
La siguiente tabla recoge los datos de peso molecular (Mw), punto de fusión (P.F.) punto de ebullición (P.E.) y densidad de los reactivos y compuestos utilizados en este experimento de laboratorio.
| Name | Mw (g/mol) | M.p. (ºC) | B.p. (ºC) | Density (g/ml) |
| NaOH | 40.00 | 318 | 1,390 | 2.130 |
| MeOH | 32.04 | -98 | 64.7 | 0.791 |
| MeONa | 54.02 | - | - | 0.970 |
| Glicerol | 92.09 | 20 | 182 | - |
GHS pictogramas
Los pictogramas de peligro forman parte del Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (GHS) y se recogen en la siguiente tabla para los compuestos químicos utilizados en este experimento.
| Name | GHS |
| NaOH |  |
| MeOH |    |
| MeONa | |
| Glicerol | No peligroso |
Identificador Químico Internacional
Los identificadores IUPAC InChI key de los principales compuestos utilizados en este experimento se proporcionan para facilitar la nomenclatura y formulación de los compuestos químicos y la búsqueda de información en Internet de los mismos.
| NaOH | HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M |
| MeOH | OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N |
| MeONa | WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N |
| Glicerol | PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N |
