Escala de pH e o biodiesel

Local onde se pode discutir de tudo um pouco acerca do biodiesel.
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RED BARON
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Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por RED BARON »

boas.

a medição do ph é indispensável no controle da qualidade do biodiesel visto ser um teste que é indicador de quando o catalizador
( na oh ou koh) utilizado na reacção de transesterificação foi completamente removido pelo processo designado de limpeza ou lavagem.

se bem que, de uma maneira geral, o ph seja um factor de fácil compreensão, surgem por vezes algumas dúvidas, designadamente no que diz respeito à relação entre o ph e a quantificação de contaminantes como é o caso da soda presentes no final do processo de limpesa.

existem variadíssimas páginas na internet sobre este assunto, do qual a página seguinte é um exemplo:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... ph.html#c1

nesta página encontra-se esta imagem que ilustra de forma clara como foi estabelecido o critério para a quantificação do ph.


Imagem



pelo que se pode depreender na imagem, existem dois pontos de referência que equivalem ao ph 0 e ph 14. assim sendo temos:

ph= 0 para uma solução de hcl (ácido clorídrico) com uma concentração de 1 mol ou seja com o numero de gramas equivalente ao seu peso molecular.
para o hcl o peso molecular é de 36,4609.
então, uma solução de água destilada que contenha 36,4609 gramas de hcl tem um ph=0.

para o ph 14 a solução de referência é uma solução de naoh (soda cáustica) com uma concentração de 1 mol por litro, ou seja um litro de solução de água destilada que contenha 39,9969 gramas de soda cáustica., visto ser este o peso molecular da naoh.

o valor de ph (power of hydrogen) quantifica a quantidade de iões h+ (para valores abaixo de 7) e de iões oh (para valores acima de 7).

estes iões são obtidos por dissociação de substâncias em meio aquoso normalmente ácidos bases ou sais.

outro facto verdadeiro é que a escala de ph tem uma progressão logarítmica de base natural ou seja ph = log10 (x-y) em que x e y são a diferença entre a concentração de iões h+ de duas soluções ou dois pontos da escala.

se quisermos saber qual é a diferença de concentrações entre duas soluções do mesmo composto mas com valores de ph diferente teremos que utilizar a fórmula descrita acima.

um exemplo:

duas soluções de naoh, uma das quais tem um ph=8 e a outra com ph=11.

pela fórmula ph=log10 (x-y) fica, ph=log10(3) em que 3 é o expoente da base 10.
então, para uma diferença de ph de 3 ( 11-8 ) o valor é uma potência de 10 com expoente 3, designada por 10 ao cubo ou 1000.
em resumo a solução com ph=11 contém 1000 vezes mais soda cáustica que a solução com ph=8.

com base nestes dados podemos construir uma tabela:

ph=0 36,46g hcl/litro x 1
ph=1 3,646g hcl/litro x 0,1
ph=2 0,3646g hcl/litro x 0,01
ph=3 0,0365g hcl/litro x 0,001
ph=4 0,00365g hcl/litro x 0,0001
ph=5 0,000365g hcl/litro x 0,00001
ph=6 0,0000365g hcl/litro x 0,000001

ph=7 neutro

ph=8 0,0000399g naoh/litro x 0,000001
ph=9 0,000399g naoh/litro x 0,00001
ph=10 0,00399g naoh/litro x 0,0001
ph=11 0,03999g naoh/litro x 0,001
ph=12 0,39996g naoh/litro x 0,01
ph=13 3,9996g naoh/litro x 0,1
ph=14 39,996g naoh/litro x 1

deste modo a diferença de 1 na escala de ph equivale uma diferença na concentração de 10 para a mesma substância.

por exemplo uma solução com ph=14 tem 1 milhão de vezes mais alcalinidade que uma solução com ph=8. se estivermos a falar de concentrações diferentes da mesma substância, então a referida substância tem, numa das soluções, uma concentração um milhão de vezes superior.

já foi aqui questionado no fórum se, um ph de 7,6 é aceitável para o biodiesel pronto a ser aplicado em motores diesel.
para responder vamos analisar, teoricamente, um bio com ph=8.


sem dúvida que o bio com ph=7 é a excelência no que diz respeito ao equilibrio de ph.
no entanto, como se não bastasse este valor ser difícil de obter com um processo menos elaborado de limpeza, torna-se ainda mais difícil de manter o ph do bio quando armazenado durante algum tempo.

uma questão que se põe é, se o bio com um ph=8 está em condições de ser aplicado no motor.

depois de consultada a escala de ph chega-se à conclusão que:
no bio com ph=8 existem 0,399 gramas de soda caustica, sabão etc. em 10.000 litros de biodiesel.
um carro com um consumo de 10l aos 100km percorre 100.000 km para consumir 10.000 litros de bio o qual contem no total 0,399 gramas de soda, sabão etc.

do meu ponto de vista esta quantidade de soda não tem qualquer hipótese de danificar a bomba ou injectores devido à sua baixíssima concentração, muito menos de bloquear ou entupir injectores visto que será com toda a certeza eliminada na câmara de combustão representando uma concentração de apenas algumas p.p.m.
bem pior é algum gasóleo que por aí circula e que deixa o depósito de um carro com 100.000 km feitos, adornado com uma camada de porcaria sedientada no fundo do depósito.

de referir que o mesmo não se passa para o ph=6. aqui, embora o ácido esteja presente em quantidades diminutas, o ph abaixo de 7 deve ser sempre evitado devido à " agressividade" dos ácidos para a bomba injectora e injectores, pois estes são muito corrosivos, bem mais que a soda caústica.
no entanto não esquecer que o ph=7 é o ideal.... e não vale juntar vinagre para neutralizar a soda...isso é tapar o sol com a peneira.

cump.

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Luciano Kaefer
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Mensagem por Luciano Kaefer »

boas baron:

como sempre, um excelente post de sua autoria, que vai esclarecer muitas dúvidas.

então, para levantar a poeira, gostaria de lhe fazer uma colocação:

se você tiver duas substâncias: gelo à 0ºc e água quente à 40ºc, você, teoricamente pode dizer que a temperatura media dos liquidos é de 20ºc, mas se elas não estiverem misturadas, vai gelar a sua mão ou aquece-la sobremaneira.

com esse raciocínio, se tivermos um bio cujo ph revelou estar à 5,0 e um outro bio, processado de forma diferente, ficou com ph 9.0.
teoricamente se misturarmos os 2, teremos um ph 7.0.
não seria isso um caso de esconder o sol com a peneira
tanto o ph 5 quando o ph 9 isoladamente seriam prejudiciais aos motores.

e se misturar os 2, o que vai acontecer na prática

a pergunta leva à uma outra: se o alcool isopropilico, tiver um ph 8, devemos estabilizar ele primeiro até chegar a 7, usando uma solução de vinagre.

se na titulação, usamos 10 ml de alcool isopropilico corrigido e 1 ml de bio, e o teste revelar um ph 7,8, significa que os 9% do bio tem ph 7,8, ou tem que ser considerado a proporcionalidade

vamos lá professor baron, resolva a questão... seu amigo do outro lado do atlantico precisa dessa resposta!

sds

luciano
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RED BARON
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Mensagem por RED BARON »

boas luciano.

de professor não tenho nada, sou mais um curioso, lol.

obrigado pelas perguntas, que são justas e pertinentes.

vamos às respostas.

com esse raciocínio, se tivermos um bio cujo ph revelou estar à 5,0 e um outro bio, processado de forma diferente, ficou com ph 9.0.
teoricamente se misturarmos os 2, teremos um ph 7.0.


misturar dois lotes de bio com ph ácido e básico é exactamente tapar o sol com a peneira. o ácido presente em excesso num deles vai reagir com a base em excesso no outro e formar um sal que fica dissolvido ou em suspensão no estado coloidal. deste modo o bio ficou neutro mas contaminado com sal.
a isto chama-se neutralização, não limpeza.
tanto o ph 5 quando o ph 9 isoladamente seriam prejudiciais aos motores.
quando juntos o bio fica neutralizado ma está contaminado com sais que também são prejudiciais aos motores.

isto leva a outra questão:

então como é que sabemos que não há sais neutros no biodiesel depois da limpesa e com o ph=7, caso se tenha usados acidos

não juntando ácidos durante a lavagem ou limpeza, não dá origem ao aparecimento de sais neutros.

no caso de haver formação de sais (pela adição de ácidos) estes podem ser detectados e quantificados através de análises apropriadas. como estas análises são normalmente onerosas não se justifica mandar analisar lotes pequenos.
existe uma propriedade comum a todos os sais que pode ser aproveitada para fazer a sua detecção e eventualmente a quantificação.
todos os sais que se possam formar no biodiesel são solúveis em água e dissociam-se em iões tornando a água condutiva electricamente.
sendo assim pode-se pegar numa amostra de bio com ph=7 e juntar uma porção de agua destilada, agitar bem e deixar separar.
neste momento, quase todo o sal presente no bio passou para a água.
depois com um condutivimetro pode-se medir a condutividade da água.
quanto mais condutora estiver mais sal tem dissolvido.
outro método igualmente eficaz é secar completamente o bio da amostra e juntar, por ex. 1% de agua destilada e agitar bem e depois medir a condutividade directamente no biodiesel.
um bio com ph=7, sem sal, sabão, soda etc. tem uma condutibilidade muito próxima da água destilada quando se adiciona 1 ou 2% de água destilada.
é necessário juntar a agua porque, mesmo num bio contaminado, se este estiver seco, não tem condutibilidade eléctrica.
este teste tem que ser sempre feito com água destilada ou deionizada porque esta não contem praticamente iões.

existem conductivimetros no mercado que cujo preços é similar ao de um medidor de ph.

se na titulação, usamos 10 ml de álcool isopropilico corrigido e 1 ml de bio, e o teste revelar um ph 7,8, significa que os 9% do bio tem ph 7,8, ou tem que ser considerado a proporcionalidade
exactamente, esta questão vai ser analisada mais em pormenor no próximo trabalho sobre medição do ph no bio com fitas e medidores digitais, mas tudo leva a crer que neste caso existe um erro na medição que terá que ser corrigido.

o uso do álcool isopropílico sendo adequado para dissolver o óleo durante a titulação não deverá ser o mais adequado para fazer a medição do ph no bio com a ajuda de um medidor digital.

a minha ideia é juntar uma pequena % de água destilada na amostra de bio a ser analisada, digamos entre 1 a 2% para dissociar o a soda presente sem a diluir demasiado, tornando ao mesmo tempo o bio condutor electricamente para uma medição mais rápida e correcta.

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bichomau
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por bichomau »

boas! digam-me se estou a pensar bem.tenho 10 ml de alcool isopropílico junto 4 gotas de solução de fenol e fica transparente ,com 1ml de solução de soda (1l de agua 1g de soda)fica rosa escuro neste ponto tenho um ph de 8,3 e então junto 1ml de bio lavado e seco e volta a transparencia logo tenho o bio acido .com este sistema da fenolftalaína nao conseguimos determinar outros valores de ph alem do 8.3 (este valor vi num post do forum). obrigado desde já!
Até ao proximo frito!Fiquem bem.

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RED BARON
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por RED BARON »

olá.
bichomau, pela descrição que fizeste, tens de facto um bio com ph abaixo de 8, mas pode não estar ácido.
o fenolftaleína ganha cor quando se atinge o ph de 8,2.
podes ver aqui uma tabela com produtos que se podem usar par testar o ph.
http://en.wikipedia.org/wiki/ph_indicator

para medir o ph com mais precisão sem gastar muito, pode-se comprar umas tiras para medir o ph da agua dos aquários. eu tenho um frasco delas que mede desde 6.0 até 9.0.
eu tenho uma embalagem que trouxe 50 tiras que comprei numa casa de material para aquários.
tem no rótulo umas faixas coloridas para comparação e dá para fazer medições com intervalo de 0,4 ph.
abraço.

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katzilla
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por katzilla »

um medidor de ph é mais fiavel que as tiras.
o preço tambem não diverge muito.


Rui Pedrosa
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por Rui Pedrosa »

boa noite

tal como todas as pessoas que se preocupam com a legalidade na produção e utilização dos biocombustiveis, ao procurar legislação sobre o assunto encontrei este endereço que aconselho leitura.

http://www.diramb.gov.pt/data/basedoc/t ... 1_0001.htm

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katzilla
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por katzilla »

tens de observar melhor o forum, não faltam artigos sobre esse e outros documentos.

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bichomau
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por bichomau »

red baron Escreveu:para medir o ph com mais precisão sem gastar muito, pode-se comprar umas tiras para medir o ph da agua dos aquários. eu tenho um frasco delas que mede desde 6.0 até 9.0.
para fazer isto basta diluir o bio no alcool isopropílico na porporção 1 para 10?
Até ao proximo frito!Fiquem bem.

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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por RED BARON »

boas:
não é preciso, basta medires directamente no bio sem diluir.
tambem podes medir o ph da ultima agua de lavagem.
abraço.


Instituto Guaju
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por Instituto Guaju »

boa noite.......sou novato e gostaria de informações sobre o ph do óleo usado?
medi com um phmetro...ele esta com ph 5.5....quanto de soda devo colocar por litro?


agradeço a informação.

att.

mn

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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por RED BARON »

instituto guaju Escreveu:boa noite.......sou novato e gostaria de informações sobre o ph do óleo usado?
medi com um phmetro...ele esta com ph 5.5....quanto de soda devo colocar por litro?


agradeço a informação.

att.

mn
viva.
bem vindo ao seio da nossa comunidade, sugiro uma apresentação no local apropriado para que possa ser integrado na comunidade do forum e receber as boas vindas do restantes pessoal que por aqui passa uma parte do tempo partilhando experiência e conhecimentos.
a sua pergunta está demasiado abreviada não dando para perceber sequer se é para fazer biodiesel.
parece-me que tem que perder um tempinho a ler os tópicos sobre o biodiesel e respectiva titulação.
se for o caso deve dedicar algum tempo à leitura e quando tiver dúvidas mais concretas pode abrir um tópico expondo a dúvida e verá que vai ter muita gente interessada em ajudar.


Instituto Guaju
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por Instituto Guaju »

caro sr. baron,

fico enormemente impressionado e feliz pela recepção tão amigável a nós do instituto guaju, aqui de guaratuba, litoral do paraná.

temos um caráter sócio-ambiental...e nosso novo projeto se refere a utilização de biodísel para pescadores artesanais...na baía de guaratuba.
já temos um enorme levantamento dos pescadores.....consumo...gastos mensais com diesel...quantidade de peixes pescados..etc....
já estamos com a rede coletora de óleos usados em pleno funcionamento...com uma coleta semanal por volta dos 1000 litros.
e já estamos a horas estudando sobre o assunto...estamos agora na fase de testes....e o que estou atras agora é sobre o ph do óleo usado....conseguimos através de percerias um phmetro digital para melhorar a aferição. já que no 1º teste foi detectado que foi mal feito a aferição do ph...consequentemente menos soda foi adicionada.
mas não consigo encontrar em nenhum lugar uma tabela para adição de soda...pelo ph do óleo usado....pelo que li...em todos os tópicos relacionados ao assunto aqui no site....o negócio é ir testando. se ainda usassemos fenolftaleina...poderiamos titular....mas como é digital.
tb já ví testes aqui no site que dizem para adicionar 6,0-6,5g/l.

bom minha pergunta é essa...eu mesmo terei que fazer a tabela...ou ja existe uma?

att.
mn

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Luciano Kaefer
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por Luciano Kaefer »

boas:

bem vindo ao forum. estamos à algumas centenas de quilometros de distância e encontramo-nos do outro lado do atlantico

embora possa soar como reclamação, creia que não é: para você saber o que procuras, vai demandar um certo tempo e leitura insistente dos tópicos já abertos.

começando por este aqui, escala de ph e o biodiesel, cuja matéria é de leitura obrigatória por quem deseja conhecer profundamente a necessidade de titulação.

além desse, existem vários outros. posso lhe recomendar o tópico de minha autoria: biodiesel de gordura animal. embora seja voltado para gordura animal e não vegetal, muitas coisas se assemelham.

vais encontrar também muitos tópicos abertos: o meu primeiro litro, a minha primeira experiencia... são vários. ali vi encontrar, erros, acertos, as opiniões dos entendidos e dos amigos.

leia batante. você vai gostar. mas precisa ter tempo, tentar reunir num tópico tudo que precisas para fazer biodiesel vai ser mais difícil.
aproveite a grande quantidade de material já publicado.
precisando, conte com a gente.
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Instituto Guaju
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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por Instituto Guaju »

e ae luciano!

que coisa...se encontrar no outro lado do oceano...e sou de santa maria!!
já estamos a algum tempo estudando sobre o assunto....contatando diversos produtores, inclusive aí perto em montenegro. e agora estamos planejando um evento aqui com a tecpar.
mas como na net tem muito diz que me diz....resolvi entrar num fórum ...para ver se conseguia algumas informações ainda sem 100% de confirmação.


se puder me ajudar ficarei grato!

att.
mn

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Re: Escala de pH e o biodiesel

Mensagem por RED BARON »

olá amigos do instituto guaju.
tal como o luciano já referiu, a leitura atenta dos assuntos relacionados com a titulação são sempre o início de quem pretende adquirir experiência relacionada com a produção de biodiesel.
como a informação está um pouco dispersa, por vezes torna-se difícil e fastidioso tentar colectar toda a informação que se relaciona com determinado assunto.
sugiro que abram um tópico, lá na secção do biodiesel, expondo o vosso assunto para que se possa dar seguimento ao esclarecimento das dúvidas que vão aparecendo.
de qualquer modo vou responder já aqui às questões atrás levantadas.
mas não consigo encontrar em nenhum lugar uma tabela para adição de soda...pelo ph do óleo usado....pelo que li...em todos os tópicos relacionados ao assunto aqui no site....o negócio é ir testando. se ainda usassemos fenolftaleina...poderiamos titular....mas como é digital.
não existe tabela para adição de soda baseado na medição do ph do óleo que se vai transesterificar.
o procedimento correcto é fazer a titulação usando um indicador sob a forma de gotas como é o caso da fenolftaleína ou o vermelho de fenol. pode-se também usar o medidor para ir medindo o ph durante a titulação de modo a substituir o indicador, mas é mais expedito fazer a titulação com indicador, visto que os medidores digitais funcionarem menos bem quando medem soluções com óleo misturado.
deve-se usar luvas e óculos durante a preparação dos regentes, a soda caustica pode provocar queimaduras graves na pele e nunca deverá atingir os olhos sob pena de queimar a retina provocando cegueira.
usar material de vidro bem lavado e seco.
usar agua destilada para preparação da solução de titulação naoh a 0,1%, ou mandar preparar numa farmácia.

procedimento:
1-dissolver 1g de hidróxido de sódio (naoh) em 1 litro de agua destilada.
2-agitar até dissolver bem e passar uma parte para um frasco com conta-gotas.
3-num copo de vidro deitar 1oml de álcool isopropílico e juntar o indicador (fenolftaleína ou medir o ph com o medidor.
4-juntar gotas da solução de soda antes preparada e ir agitando e medindo o ph até este atingir o valor de aprox. 8,3. se em vez do medidor for usada a fenolftaleína esta começa a ficar com cor rosada.
5-juntar 1ml de óleo a analisar, agitar para uniformizar a dissolução e deverá neste momento o copo ser mantido morno, por exemplo pondo o fundo em contacto com agua quente para que o óleo se dissolva por completo no álcool isopropílico.
6-devido a acidez a fenolftaleína descolorou, ou medindo novamente o ph este baixou, o novo valor de ph depende da quantidade de ácidos gordos no estado livre presentes no óleo.
7-ir deitando gotas (e contar quantas) de soda e ir medindo o ph até este medir 8,3, se usarem a fenolftaleína esta deve ficar rosa.
8- dividir o nº de gotas que foram adicionadas no passo anterior por 18 e dá a quantidade de soda usada em mililitros.
9-o número encontrado (mililitros) vai ser a quantidade de soda que vai ter que ser adicionada à soda base que vai fazer a reacção.

exemplo.
durante a titulação usaram 27 gotas da solução preparada para atingir o ph de 8,3.
divide-se 27 por 18, que dá 1,5.
para o óleo usado o valor de base a que se chegou aqui no fórum por experiência é de 5 gramas por litro, assim:
a quantidade de soda necessária para fazer reacção do óleo usado será de 5+1,5= 6,5g de soda caustica por cada litro de óleo a processar.
para 100l são 650 gramas.
um abraço.

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