RELATÓRIO DE PRÁTICAS LABORATORIAIS

1. Corrosão à Lâmina de Cobre

2. Depressão do Ponto de Congelamento – Ponto de Névoa

3. Estudo do Ponto de Fusão da Parafina

Sumário

Objetivos …………………………………………………………………………………………………………………… 2

Introdução …………………………………………………………………………………………………………………. 2

Experimento 1 – Corrosão à Lâmina de Cobre ………………………………………………………………. 4

Experimento 2 – Depressão do Ponto de Congelamento-Ponto de Névoa ……………………… 6

Experimento 3 – Estudo do Ponto de Fusão da Parafina ………………………………………………… 7

Conclusão …………………………………………………………………………………………………………………… 9

Referências Bibliográficas …………………………………………………………………………………………… 10

1

Objetivos

Corrosão à Lâmina de Cobre:

1. Determinar as propriedades corrosivas do diesel em uma lâmina de cobre.

2. Determinar as propriedades corrosivas do biodiesel em uma lâmina de cobre.

3. Identificar qual combustível possui maior propriedade corrosiva sobre o cobre.

4. Identificar o nível de corrosão de cada combustível de acordo com a norma técnica

ASTM-D-130 para verificação da corrosão no cobre.

Depressão do Ponto de Congelamento – Ponto de Névoa:

1. Determinar a temperatura do ponto de congelamento (formação de cristais) no diesel

e no biodiesel.

2. Determinar a temperatura do ponto de névoa no diesel e no biodiesel.

Estudo do Ponto de Fusão da Parafina:

1. Determinar o ponto de fusão da parafina.

2. Dissertar sobre os diferentes tipos de parafina e suas utilizações.

Introdução

No presente relatório são realizadas três experimentos, são eles: corrosão à lâmina de

cobre, depressão do ponto de congelamento - ponto de névoa e determinação do ponto de

fusão da parafina. A análise de especificações de combustíveis é fundamental para garantir a

qualidade do combustível, de forma que não cause danos aos equipamentos onde serão

utilizados, ou seja, que não cause a corrosão em peças de metais ou o entupimento do motor.

1. Corrosão à Lâmina de Cobre

O cobre é um metal muito utilizado por possuir uma excelente resistência à corrosão.

Resiste à exposição a diversas soluções salinas, alcalinas e orgânicas. Porém, quando

submetido a ácidos oxidantes, compostos sulfurosos e amônia (NH3) o processo de corrosão

pode acontecer mais rapidamente. Reações entre o cobre e o enxofre ou os sulfetos para

formar o sulfeto de cobre (CuS ou Cu2S) faz com que a utilização do cobre em ambientes que

contenham certas espécies sulfurosas não tenha bons resultados.

A análise da corrosão provocada pelo combustível sobre a lâmina de cobre é

importante para verificar a qualidade do combustível, mais especificamente a quantidade de

2

enxofre e compostos de enxofre presentes, pois estas substâncias causam danos (corrosão)

aos equipamentos feitos de cobre e ligas de cobre, assim como em outros metais. O método

mais utilizado é o da corrosão à lâmina de cobre, de acordo com a Norma ASTM-D-130, no

qual é comparado o nível de corrosão com os padrões da norma.

2. Depressão do Ponto de Congelamento – Ponto de Névoa

Para o bom funcionamento dos equipamentos onde o combustível, ou quaisquer

outros derivados de petróleo, é utilizado necessita-se garantir a fluidez do líquido, para que

este não cause acúmulos resultando em entupimento de peças. O líquido pode perder a sua

fluidez quando submetido a temperaturas muito baixas, quando parte do fluido é solidificado,

formando cristais.

A temperatura em que são formados os cristais é chamada de ponto de congelamento,

este é antecedido pelo ponto de névoa, no qual é formado uma névoa que origina os cristais.

Esse teste é normatizado pela ASTM-D-2500 que define o ponto de névoa como a menor

temperatura de utilização do combustível biodiesel ou derivados de petróleo.

A formação de cristais no biodiesel dá-se pelo aumento da viscosidade e a cristalização

de ésteres graxos saturados. No diesel contém a parafina que solidifica com baixas

temperaturas e formam os cristais.

3. Estudo do Ponto de Fusão da Parafina

A parafina é formada por hidrocarbonetos alifáticos saturados que possuem um

elevado peso molecular. Tem como características ser inodoro, podendo apresentar-se a

forma líquida, cerosa ou sólida, sendo mais comumente encontrada na forma de cera sólida

branca com ponto de fusão entre 47°C e 65°C. As parafinas são insolúveis em água e possui

baixa reação com os reagentes químicos comuns, mas são solúveis em gasolina, benzeno, éter

e clorofórmio e queimam rapidamente.

As parafinas são obtidas a partir dos resíduos da destilação do petróleo, do alcatrão, da

lignite, das ceras minerais ou por hidrogenação do carvão. É utilizada como combustível, por

exemplo, em velas. Mas também é utilizada em cosméticos, giz de cera, adesivos hot melt,

papel de carbono, tintas, pinturas etc. A parafina bruta é purificada por refinação, isto é, por

lavagem com gasolina e tratamento com enxofre, este tratamento resulta em parafinas de

diversos tipos, sendo essas denominadas: parafina dura, parafina mole e óleo de parafina.

3

Experimento 1 – Corrosão à Lâmina de Cobre:

Materiais Utilizados

• Diesel comercial

• Biodiesel (B100)

• Lâminas de cobre

• Béqueres

• “Banho-maria”

• Esponja de aço

• Rolha ou papel plástico

Procedimentos

1) Use a esponja de aço para limpar e polir as lâminas de cobre, a gordura da mão, assim como

outros fatores facilitam a oxidação do metal.

2) Em dois béqueres coloque o diesel junto com a lâmina de cobre e em outros dois béqueres

coloque o biodiesel junto com a lâmina de cobre.

3) Tampe os béqueres com a rolha ou papel plástico para o óleo não escapar do béquer.

4) Mergulhe os béqueres em “banho-maria” com óleo a 50°C, é utilizado óleo e não água, na

tentativa de criar um ambiente inerte, pois a umidade do vapor de água faria com que a

lâmina oxidasse mais facilmente.

5) Após o intervalo de 3 horas, retire os béqueres, tire as lâminas de cobre e limpe o óleo das

lâminas.

6) Compare as lâminas imersas com as lâminas não utilizadas (padrão) em razão de manchas e

corrosão.

Resultados e Discussão

1) Quais são os elementos presentes no petróleo que causam corrosão? Explique como eles

corroem os equipamentos.

O petróleo bruto possui vários compostos de enxofre, grande parte destes são

retirados na refinação, porém, os vestígios desses compostos causam a oxidação dos metais.

De acordo com os estudos realizados por Ambrozin et al. a corrosividade do diesel está

relacionada aos compostos de enxofre, mercapstanos, e ao pH.

4

No biodiesel, apesar de escassos os estudos sobre a corrosividade deste

biocombustível, acredita-se que a pouca corrosividade pode se dá pelo grau de insaturação

desse biocombustível e à presença de água e álcoois residuais (Ambrozin et al.).

2) Houve diferença entre as lâminas não utilizadas no teste e as que foram utilizadas?

Sim, porém essas diferenças são pouco notáveis. Percebe-se que a lâmina mergulhada

no diesel apresentou uma coloração mais clara, mais amarelada em relação à coloração inicial

da lâmina. Na lâmina mergulhada no biodiesel, não foi possível observar nenhuma mudança

significativa.

3) Qual foi o óleo mais corrosivo na experiência?

O óleo que apresentou maior propriedade corrosiva dentre os analisados foi o diesel.

De acordo com os padrões da Norma ASTM-D-130 (Figura 1), o biodiesel não apresentou

mudança significativa, não se encaixando em nenhum dos níveis. Porém o diesel apresentou

uma coloração bem mais clara e amarelada aproximando-se do nível 1B.

Figura 1 – Lâminas de cobre banhadas em biodiesel e diesel e padrões de corrosão da Norma ASTM-D-130.

5

DieselBiodiesel

Experimento 2 – Corrosão à Lâmina de Cobre:

Materiais Utilizados

• Caixa de Isopor

• Termômetro

• Provetas de 25mL

• Gelo

• Cloreto de Sódio (grau técnico)

• Água

• Diesel

• Biodiesel

Biodiesel aditivado com 500 ppm de polimetacrilado (LIOVAC 415)

Procedimentos

1) Coloque cerca de 20mL de cada um dos combustíveis (diesel e biodiesel) em 2 provetas,

previamente identificadas.

2) Na caixa de isopor, despeje os cubos de gelo até preencher metade do volume da caixa.

Acrescente cerca de 500mL de água, em seguida adicione cloreto de sódio suficiente para a

formação de uma salmoura (verificada pela temperatura abaixo de 0°C, o cloreto de sódio faz

com que a temperatura permaneça mais baixa e constante).

3) Meça a temperatura do sistema colocando a ponta do termômetro dentro da caixa de

isopor.

4) A cada 2 minutos verificar se o diesel e o biodiesel tiveram formações de cristais, em um

período não maior que 3 segundos. Este procedimento se repete até a verificação da formação

de cristais no fundo da proveta.

5) Anotar as respectivas temperaturas de formação de cristais.

Resultados e Discussão

Na Tabela 1, são mostrados o tempo e a quantidade de cristais formados nos dois

tipod de biodiesel analisado, no sistema com temperatura constante de -14°C:

Tabela 1 – Volume de cristais formados em determinado tempo para o combustível biodiesel.

Combustível Tempo Volume de cristaisBiodiesel 5 minutos 9 mlBiodiesel aditivado* 6 minutos 5 ml

*Com depressor de ponto de congelamento.

6

Na Tabela 2, tem-se a temperatura do ponto de névoa e do ponto de congelamento

para o diesel e o biodiesel:

Tabela 2 – Temperaturas do ponto de névoa e ponto de congelamento do diesel e do biodiesel.

Combustível Ponto de névoa Ponto de congelamentoDiesel** -3°C -13°CBiodiesel -1°C -9°C

** É interessante observar que o diesel analisado é comercial, sendo assim, este já se encontra com aditivos.

De acordo com as normas da ANP, o biodiesel deve apresentar o ponto de névoa de -

1°C ou menos e o diesel deve apresentar o ponto de névoa de -3°C ou menos.

1) Qual é o problema da formação de cristais nos fluidos? Explique e cite exemplos de lugares

onde aconteceria a formação de cristais.

Assim como já mencionado anteriormente, a formação de cristais no fluido pode

causar o entupimento de peças do sistema onde está sendo empregado, como em filtros de

óleo e sistemas de injeção. Esse fenômeno é comumente observado em regiões muito frias

como o Sul do país, ou países com clima predominante frio, onde facilmente tem-se

temperaturas abaixo de 0°C, trata-se de um problema e são usados vários meios para evitar a

formação destes cristais.

2) Explique a importância do ponto de congelamento.

Ao ter conhecimento do ponto de congelamento, tem-se um maior controle sob a

solidificação, o que possibilita evitar a exposição do líquido a temperaturas já conhecidas. O

conhecimento deste ponto possibilita ainda, o estudo e adição de substâncias depressoras do

ponto de congelamento.

3) Como podemos diminuir o ponto de congelamento?

Existem substâncias que são conhecidas como depressoras do ponto de congelamento,

e como o próprio nome indica, fazem com que o ponto de congelamento ocorra a

temperaturas mais baixas. No experimento citado neste presente relatório foi utilizado o

polimetacrilado LIOVAC 415 numa concentração de 500 ppm.

Experimento 3 – Estudo do Ponto de Fusão da Parafina:

Materiais Utilizados

• Termômetro

• Vela

7

• Faca

• Tubo de ensaio

• Béquer

• Rolha

• Agitador magnético com placa de aquecimento

Procedimento

1) Raspe a vela, com a faca, em pequenos pedaços e coloque-os no béquer.

2) Coloque a rolha no termômetro, de forma que este se encaixe no tubo de ensaio.

3) Coloque o béquer no agitador magnético e aqueça até que os pedaços de parafina estejam

na forma líquida.

4) Coloque a ponta do termômetro na parafina líquida, para que a material resfrie-se e fique

aderido à ponta do termômetro. Atenção: a ponta do termômetro deve estar completamente

revestida com a parafina no estado sólido.

5) Encaixe o termômetro no tubo de ensaio e coloque-o no banho-maria. Ajuste a temperatura

inicial do banho-maria para cerca de 50°C.

6) A taxa de aquecimento deve ser controlada para que fique em, aproximadamente, 2°/min.

7) Observe a mudança na consistência da parafina e anote a temperatura na qual houver a

formação da primeira gota, indicando que o composto está na forma líquida.

Resultados e Discussão

1) Fale sobre os diferentes tipos de parafina, qual a utilização das parafinas no mercado, e

como se obtém estes produtos?

Como citado anteriormente, a parafina bruta após passar pela refinação, no qual

acontecem lavagens com gasolina e tratamentos com enxofre, pode ser encontrada de três

formas: parafina dura, parafina mole, óleo de parafina. Essas classificações são dadas a partir

do ponto de fusão: a parafina dura possui um ponto de fusão entre 60 a 70 ºC, é utilizada na

fabricação de velas, cera para assoalhos e graxa para calçados, como impregnante e para dar

brilho; uma parafina mole possui um ponto de fusão entre 38 a 42 ºC, é utilizada para

impregnação de papel e de fios, como base para pomadas e para lubrificantes técnicos e

o óleo de parafina, que é utilizado em relojoaria e como purgante.

Ainda de acordo com o ponto de fusão (em Fahrenheit, °F), a parafina pode ser

classificada em uma das cinco classes:

8

Parafina 130/135°F – 1% de óleo, é utilizada na manufatura de velas, na indústria de

parafinação de papéis, na composição de artefatos de borracha, na composição de ceras em

geral.

Parafina 120/125°F – 3% óleo, é utilizada na indústria de fósforos,curtumes e emulsões, na

composição de artefatos de borracha, na fabricação de emulsões para indústria têxtil, como

aditivo na fabricação de pneumáticos.

Parafina 150/155°F – 2% óleo, é utilizada na fabricação de velas, como impermeabilizante de

papéis e embalagens, lonas e frigoríficos, na fabricação de pneumáticos e artefatos de

borracha, na parafinação de frutas e queijos.

Parafina 140/145°F – 1% e 2% de óleo são utilizadas na fabricação de velas, como

impermeabilizante de papéis e embalagens,lonas e frigoríficos, como aditivo na fabricação de

pneumáticos e produtos químicos, na composição de ceras em geral, como aditivo na

formulação de tintas e vernizes.

Parafina 170/190°F – é utilizada como material isolante de eletricidade e impermeabilizantes,

na fabricação de polidores e ceras domésticas, artefatos de borracha e “hot-melt”.

2) Qual é a classificação da parafina analisada no laboratório?

No laboratório foi encontrada a temperatura de 61°C para o ponto de fusão da

parafina, o equivalente a 141,8°F. Desta maneira, conclui-se que trata-se de uma parafina dura

e da classe parafina 140/145°F com 1% ou 2% de óleo, que são utilizadas na fabricação de

velas, assim como a origem da parafina utilizada.

Conclusão

A análise dos combustível biodiesel e derivados de petróleo, como o diesel, a gasolina

e os lubrificantes, é de fundamental importância para o estudo de novas tecnologias de

aumento de eficiência de sistemas, menor necessidade de manuntenção ou menor

degradação de equipamentos. Assim como orienta a melhor forma de utilização destas

substâncias de forma a conseguir o melhor desempenho. A análise da parafina também é

muito importante para estabelecer as classificações e possibilitar o uso adequado dessa

substância.

9

Referências Bibliográficas:

1. http://www.astm.org/Standards/D130.htm

2. http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/liquidos/diesel/especifi.htm

3. Corrosão metálica associada ao uso de combustíveis minerais e biocombustíveis.

Ambrozin, A. R. P.; Kuri, S. E.; Monteiro, M. R. São Paulo-SP, 2009.

4. Corrosão de liga com memória de forma de Cu-Al-Ni em fluido produzido de campo

terrestre de petróleo. Souza R. E. A. Aracaju-SE, 2007.

5. http://www.astm.org/Standards/D2500.htm

6. Aditivo Redutor dos Pontos de Fluidez e de Névoa do Biodiesel dos Óleos de Soja e de

Palma e de suas Misturas com Petrodiesel. Soldi, Rafael A.; Oliveira, Angelo R. S.;

Ramos, Luiz P.; César-Oliveira, Maria Aparecida F.

7. http://www.infopedia.pt/$parafina

8. http://www.fazfacil.com.br/materiais/parafina.html

10