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Cinética de la obtención de biodiesel a partir de muestras de ácidos grasos

obtenidos con los datos experimenta- (i) Experiencia 1 Ácido sulfúrico Siendo:
les a fin de verificar su semejanza con (-r ): velocidad de reacción respecto al
AG
la realidad. • Peso de muestra = 400,00 g ácido graso
• Acidez inicial de la muestra (expresa- C: concentración expresada en m-mol/g
da en % de ácido oleico) = 64,34 % t: tiempo
· Materiales y métodos • Humedad inicial: 1,032 % k : constante cinética de la reacción
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• Relación molar metanol: ácidos grasos directa
Se emplearon las siguientes soluciones = 2,055 k : constante cinética de la reacción
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y reactivos: • Equivalentes de ácido sulfúrico = 0,392 inversa

• 3 muestras de alta concentración de Los datos obtenidos de la experiencia
ácidos grasos, cedidas por la empresa (ii) Experiencia 2 Ácido clorhídrico fueron analizados empleando el méto-
Louis Dreyfus. do integral (Levenspiel, O., 2004).
• Metanol de 99,9 % de pureza. • Peso de muestra = 407,57 g Para la determinación de las constan-
• Etanol de 96 % como solvente. • Acidez inicial de la muestra (expresa- tes cinéticas la regresión se realizó
• Solución 0,1 N de hidróxido de sodio da en % de ácido oleico) = 75,53 % utilizando aquellos puntos que presen-
para la neutralización del solvente. • Humedad inicial: 1,114 % taban un comportamiento lineal, dado
• Solución 0,0124 N de hidróxido de • Relación molar metanol: ácidos grasos que cuando la experiencia se hallaba
sodio para la titulación. = 1,741 avanzada los datos presentaban una
• Solución de fenolftaleína como indi- • Equivalentes de ácido sulfúrico = oscilación mayor por encontrarse la
cador. 0,387 reacción cercana al equilibrio.
• Ácido sulfúrico al 95 % de concentra-
ción (catalizador 1). En la Figura 1 pueden observarse las
• Ácido clorhídrico al 36,5 % de con- (iii) Experiencia 3 Ácido p-toluensul- regresiones lineales realizadas para las
centración (catalizador 2). fónico tres experiencias.
• Solución al 65 % ácido p-toluensul-
fónico de concentración y 35 % meta- • Peso de muestra = 400,09 g En función de la pendiente de esta recta
nol (catalizador 3). • Acidez inicial de la muestra (expresa- y calculando la constante de equilibrio
da en % de ácido oleico) = 87,09 % de las concentraciones para cada expe-
Las reacciones se llevaron a cabo en un • Humedad inicial: 1,003 % riencia se determinaron las constantes
balón de 3 bocas con fondo plano, utili- • Relación molar metanol: ácidos grasos cinéticas de la reacción directa e inversa
zando un agitador magnético con cale- = 1,504 para el uso de cada catalizador, obser-
facción para mantener la temperatura • Equivalentes de ácido sulfúrico = vando los resultados en la Tabla 1.
en 63 ºC en los tres casos. 0,267

La experiencia consistía en el segui- · Conclusiones
miento de la reacción de formación de · Resultados y discusión
biodiesel llevada a cabo entre los áci- Como puede observarse en la tabla
dos grasos y el metanol, utilizando en La reacción que se lleva a cabo es la 1, al emplear ácido p-toluensulfónico
cada uno de los casos un catalizador siguiente: se presenta la velocidad de reacción
ácido diferente. mayor. Se infiere que esto se debe a
R-COOH + CH OH R-COO-CH + H O que, al ser este ácido un ácido orgá-
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Para investigar la cinética de cada reac- nico, presenta mayor afinidad por los
ción se tomaron del balón muestras Y la simbolizamos: ácidos grasos y favorece la catálisis de
de aproximadamente 0,15 g en inter- la reacción. Además este catalizador
valos de 10 minutos. De esta manera, AG + M E + W presenta la ventaja de acelerar la velo-
se determinó la acidez de las mismas cidad de transesterificación en caso de
mediante una titulación con hidróxido Por analogía con la reacción de esteri- haber triglicéridos en la mezcla, mien-
de sodio, empleando fenolftaleína como ficación de ácidos orgánicos de cadena tras que con los otros dos ácidos, la
indicador y etanol previamente neutrali- corta, consideraremos la ecuación ciné- reacción de transesterificación es muy
zado como solvente. tica como reversible y de primer orden lenta (Canakci y Van Gerpen, 1999).
con respecto a sus componentes: Se presenta para cada experiencia la
Se indican a continuación los principa- ecuación final que nos permite obser-
les parámetros de cada experiencia. var la evolución de la concentración

A&G 93 • Tomo XXIII • Vol. 4 • 620-622 • (2013) 621