Hoxe tocaba rematar de lavar o biodiesel obtido.
Ao chegar ao laboratorio atopámonos co bidón no que claramente se vían as dúas fases acuosa e orgánica moi ben definidas
En canto ao pH pasa unha cousa estraña...usando o pHmetro non damos baixado de valor 9 e pico, nin sequera neste último lavado
Pero facendo uso das tiras indicadoras vemos que é practicamente neutro, e iso que probamos varios tipos...
Como xa son moitos lavados decidimos rematar aquí.
Para que o trasvase fose máis simple inclinamos un pouco o bidón e purgamos parte da auga, de tal xeito que ao volver a poñer o bidón vertical o nivel acuoso quedase un par de centímetros por debaixo da billa. Esperamos uns minutos a que repousase ben e así todo o que saíra pola billa sería principalmente biodiesel
Iniciamos o trasvase á pota onde remataremos quentando o biodiesel para secalo
O aspecto que presentaba o biodiesel era, de todos os xeitos, un pouco turbio aínda:
Cando rematamos o trasvase o bidón quedou así:
Como se pode comprobar aínda queda máis dun litro de biodiesel no bidón, pero para proceder ao seu illamento usamos métodos máis precisos a pequena escala: funil de decantación. Coa axudo dun de medio litro fumos illando e xuntando diversas fraccións de biodiesel, e puidemos comprobar unha cousa: a turbidez débese á presencia de restos de auga que conteñen xabón. Quedou de manifesto cando quentamos esas fraccións pequenas no microondas...na parte inferior acumulábase un resíduo coma este:
O cal no dí que o quecemento final ao que temos que someter o biodiesel será crucial para obter un producto de calidade. A pota con bila cremos que nos vai vir moi ben porque despois de quentar o biodiesel a máis de 100ºC durante uns minutos e despois deixar repousar, os xabóns esperamos que se acumulen por debaixo do nivel da billa e non saian coa fracción de biodiesel. Xa veremos.
Na parte final do proceso quédanos lavar ben os mais de 16 kg obtidos de biodiesel. Para iso botamos sobre el, uns 5 L de auga quente a 60ºC e esperamos.
A montaxe era a seguinte
Onte deixamos xa feito o primeiro e hoxe comprobamos o pH las primeiras augas de lavado
Alto, 9,84, como esperábamos.
No resto da mañá procedemos a baleirar un par de veces máis a fase acuosa, esperando unha hora entre lavado e lavado. O mellor é que a separación de fases sempre se observa polas paredes do bidón moi clara. Non hai emulsións, as augas saen bastante limpas, sen escumas, pero verdosas, e iso é bo sinal.
Os pH foron diminuíndo pero non moito...
No segundo 9,46
E no terceiro 9,22
Mañá intentaremos rematar o lavado e poñer a secar o biodiesel.
Por outra banda tamén separamos os último restos de biodiesel da glicerina e quedounos sobre 1,9 L nas botellas...Intentaremos quentalo para quitarlle o metanol que poida conter e darlle un uso á glicerina (¿fabricación de xabón?)
Despois de deixar repousar ben as fases acuosa e orgánica durante 65 horas, hoxe venres os alumnos procederon a decantar as fases e introducir a superior (o biodiesel) nun vaso de precipitados.
Nun primeiro momento tampouco se observou un biodiesel cristalino, polo que aventuramos que ainda contén algún resto de xabón...
En canto á sosa que podía conter comprobaron que xa se fora á fase acuosa co primeiro lavado pois o pH medido no biodiesel deu en todos os casos un valor de 7 ou incluso inferior (case 6) posiblemente por restos de acético do lavado. En todo caso nunca pH básico. A sosa estaba na fase acuosa, tal como se ve na fotografía seguinte, onde a tira do indicador estaba virada ao azul do pH básico
Despois da decantación someteuse o Biodiesel a un quecemento puntual de 5 min no microondas para ver que a turbidez era resultado da presencia de auga e podíamos eliminar os restos desta...
Desde logo era evidente que as condicións de reacción e as características do aceite de partida provocaron a formación de xabóns. Observade como se formaba un pouquiño deste no seo do biodiesel da proba número 8, adoptando unha curiosa forma de remuíño
Despois do quecemento as probas que máis cristalinas saíron foron as 4, 5, 6 e 8
Tampouco estaban moi mal a 2 e a 3
A 1 e a 12 seguían a presentar algo de turbidez
A 7 e a 10 teñen unha turbidez manifesta
A 10 de feito ten ten burbullas de xabóns polo borde superior
E coa 7 fixemos un 2º lavado, desta volta coa disolución de acético ao 6%, e a mellora foi considerable
As conclusións que podemos sacar destes días lavando o biodiesel é que é unha etapa algo "engorrosa", que é suficiente empregar auga para lavar, ou en todo caso lixeiramente acidulada, que poden ser necesarios 2 lavados para optimizar o proceso, e que a calor sempre vén ben para mellorar a separación.
Pasaron máis de 17 horas desde que deixamos decantando as fases do lavado. O aspecto que presentan o mércores 19 de febreiro é variado...case que todas están algo turbias pero a separación de fases é máis clara nalgunhas que noutras.
Así a de Juan, lavada con auga presentaba este aspecto coa interfase bastante escumosa (¿xabón?)
A de Carla, lavada con cloruro de sodio ao 1%, presentaba máis xabón pero acumulado por toda a fase acuosa, non só na interfase.
Parecida estaba a de Marta (lavada con auga) pero con menos xabón
A de Antón, lavada con acético ao 6%, non estaba moi mal
E a de Carlos, lavada con auga presentaba escuma pero na fase acuosa inferior. O biodiesel seguía a ser o de aspecto diferente por provir de aceite de oliva puro: moito máis amarelo.
A priori, o que mellor aspecto presentaba na separación de fases era a proba número 4 de Nazaret, lavada con acético
Imos deixar máis tempo a separación a ver se notamos melloría.
Seguindo con este proceso paralelo para conseguir biodiesel a partir do noso aceite usado de cociña, hoxe martes, despois das clases, volvemos a quedar no laboratorio para levar a cabo a nosa 5ª sesión práctica.
Hoxe tocaba para algúns rematar de transvasar a fase menos densa da reacción (en teoría o biodiesel) a un Erlenmeyer. Para outros implicaba pasar o contido completo porque o último día aínda fixeran a síntese.
En definitiva o primeiro obxectivo do día tería que ser ter o biodiesel obtido en cada proba introducido nun Erlenmeyer.
Antes de empezar fixámonos nas probas de Carla e Verónica do último día. Foron feitas sen case que tempo de axitación, co cal temos sospeitas de que non se completase o proceso de síntese. Canto menos o aspecto que presenta o medio de reacción é curioso: vese a fase do biodiesel separada da glicerina pero nadando no biodiesel tamén se observa unha especie de escuma que ben poderían ser pequenas formacións de xabóns. Ademáis a fase máis densa acobou formando un "pegote" denso, case sólido, que pode ser mestura de glicerina con metanol, xabóns, ou graxas semiesterificadas (monoglicéridos ou diglicéridos). A proba de Juan, que tamén tivo pouco tempo de axitación, presentaba mellor aspecto. O tela no funil de decantación favoreceu a separación. A fase máis densa era un sólido case negro, glicerina (que funde sobre os 18ºC, co cal pode chegar a solidificar, como en efecto fixo) e o biodiesel era máis transparente.
A de Juan tiña bo aspecto
Pero a de Carla non. Moita escuma...¿xabón?
Por arriba
A de Verónica mellor, pero tamén con escumas
Desde arriba observábanse mellor nadando sobre o biodiesel
A Juan, Verónica e Carla aínda lles quedaba transvasar o biodiesel producido nas súas probas.
Aquí vemos a Juan quitándoo do funil. Non puido separalo abrindo a chave porque a glicerina negra solidificara e non podía saír. Mirade o que pasou:
Pois nada...por arriba logo:
A glicerina formou un tapón solificado que conservaba a súa forma cónica incluso despois de despegalo das paredes:
Como pesaran antes os Erlenmeyers baleiros, agora puideron ver canto pesaba este "cru" de biodiesel obtido, co obxecto de ter unha estimación do rendemento da reacción.
Unha vez illados os "crus" de biodiesel, tamén se lles mediu o pH para saber se quedaban ou non restos de sosa. Os resultados foron os seguintes:
Proba
Masa biodiesel
(g estimados)*
Rendemento estimado
pH
1 (Carlos)
200
90%
8
2
(David)
175
80%
7-8
3
(Antón)
80
38%
8-9
4
(Nazaret)
220
98%
9
5
(Bieito)
220
98%
9
6
(Marta)
200
98%
8
7
(Adrián)
100
45%
7-8
8
(Nerea)
215
96%
7-8
10
(Carla)
200
90%
9
11
(Verónica)
130
58%
7
12
(Juan)
225
100%
9
O cálculo do rendemento é estimado. As cantidades non son exactas pero da unha idea o ben que foi a reacción.
Hai que ter en conta que as densidades do aceite de partida e do biodiesel son moi similares e que como se puxeron a reaccionar 250mL sería de esperar que se obtivesen uns 250mL tamén de biodiesel, o cal corresponde a uns 225 g teóricos, xa que a súa densidade estará sobre os 0'9 g/mL, de aí as porcentaxes especificadas na táboa.
Aquí temos por exemplo a medición co indicador Universal do pH da proba 8, que resultou ser lixeiramente básico.
Aquí Bieito e compañía ensínannos como levaron a cabo a determinación de pH
Polo tanto quedaba clara unha cousa: o biodiesel aínda non estaba puro.
Para arrastrar eses restos de hidróxido sódico e tamén algunha traza de metanol que podía haber no biodiesel (lembramos que o metanol é soluble no biodiesel e empregouse bastante exceso na reacción co cal é razoable supoñer que parte pode atoparse no seo do biodiesel) tiñan que levar a cabo a seguinte gran etapa do proceso: O LAVADO.
Vista a bibliografía que hai ao respecto é unha fase polémica. Hai xente que non lava o biodiesel e outra que si é partidaria de facelo.
Mesturar agora o biodiesel con auga para que esta arrastre restos de metanol e sosa pode derivar na formación dunha emulsión tremenda que despois lle leve moito tempo estabilizarse e nos proporcione o biodiesel de novo ben separado da fase acuosa. Pero, por outra banda, se sae ben o producto final será máis puro.
Nos optamos por facelo pero tendo a precaución de mesturar de xeito homoxeneo e non violento porque deste xeito non emulsionamos moito o medio, simplemente axitamos en circulo as fases para que entren ben en contacto e despois deixamos repousar para que a gravidade faga o resto do traballo...
Na fase de lavado introducimos 3 posibles variantes:
auga destilada.
disolución de acético en auga ao 6% (ácida).
disolución de cloruro sódico (sal) en auga ao 1%.
As probas foron distribuídas do seguinte xeito:
Proba
LAVADO con...
1 (Carlos)
75 mL auga
2
(David)
75mL de AcOH ao 6%
3
(Antón)
75mL de AcOH ao 6%
4
(Nazaret)
75mL de AcOH ao 6%
5
(Bieito)
75mL de AcOH ao 6%
6
(Marta)
75 mL auga
7
(Adrián)
75 mL auga
8
(Nerea)
75 mL auga
10
(Carla)
75 mL de disolución NaCl ao 1%
11
(Verónica)
75mL de AcOH ao 6%
12
(Juan)
75 mL auga
Hai que sinalar que a cantidade de 75mL da fase acuosa non era a que en principio se pensou porque nos atopamos cun problema: ao transvasar o biodiesel aos Erlenmeyers de 250mL quedaban case cheos co cal non había espacio para introducir a fase acuosa e proceder á decantación. ¿Que fixemos? pois baleirar parte do biodiesel de cada proba para que quedaran no Erlenmeyer uns 150 mL de biodiesel. As fraccións que se quitaron das distintas probas foron xuntadas todas nun botella de litro para facer un lavado conxunto.
Como curiosidade podemos xuntar a foto dun fenómeno que produxo moito interese entre os rapaces. Á hora da preparación da disolución nai de ácido acético nunha botella de vidro, na fase de axitación para homoxeneizar o contido da disolución, prodúxose un remuíño no seo do fluído similar a un "tornado", loxicamente polo movemento circular que se lle deu áo recipiente da disolución. é innegable que resultaba atractivo
Para ver como levaron a cabo a extracción podemos fixarnos en David
