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La teoría del funcional de la densidad aplicada al estudio del mecanismo de transesterificación
catalizada por ácido para la producción de biodiesel a partir de aceites de cocina usados
−1
debería ocurrir más fácilmente que la del que fue similar a la longitud del enlace de 11,825 kcal mol correspondió a la
TS1-1. Desde el IM2-2 al IM2-3, la lon- H–O en las moléculas de glicerol (0,973 TS2-1 y la mayor energía de 23,395 kcal
gitud del enlace C1–O2 se redujo gra- Å). La longitud del enlace C1–O1 exhi- mol correspondió a la TS3-1, reve-
−1
dualmente desde 1,352 a 1,222 Å, que bió una tendencia creciente desde 1,385 lando que el IM3-1 es la modalidad de
correspondió a la formación de enlaces a 2,961 Å en el proceso de reacción del estructura más estable. Para la Vía 2, la
dobles de carboxilo. La energía de barre- IM3-1 al IM3-2. La modificación en energía de barrera exhibió el compor-
ra de 14,330 kcal mol para el TS2-2, las longitudes de los enlaces H1–O1 y tamiento más bajo que los otros, y esto
−1
superior a la del TS2-1, ilustró adicional- C1–O1 confirmó que la reacción con la planteó que el mecanismo SN2 debería
mente que si el enlace C1–O2 se rompe, molécula de glicerol podría producirse ser más adecuado para explicar la tran-
la estructura tetraédrica necesitaría una por la ruptura del enlace C1–O1 con la sesterificación catalizada por H . Para
+
energía mayor. Además, en la Vía 3, la acción de los catalizadores ácidos. las reacciones SN2, el efecto del nucleó-
longitud del enlace H1–O1 se modificó filo sobre la velocidad podría estar
desde 1,274 Å (IM3-1) a 1,723 Å (TS3- Por la comparación con las energías de gobernado por la basicidad en solución.
1) y eventualmente a 0,979 Å (IM3-2), barrera de las tres vías, la menor energía No obstante, para la reacción SN1, la
velocidad fue considerablemente deter-
Figura 4 - Longitudes de los enlaces de especies involucradas en la transesterificación del minada por una ionización de los sustra-
monoacilglicerol oleico
tos (Smith and March, 2007). Dehkordi
and Ghasemi descubrieron que la velo-
Vía 1 cidad de producción de biodiesel a partir
de la transesterificación del WCO podría
aumentar en los sitios de actividad bási-
cos (Dehkordi and Ghasemi, 2012).
Ellos ilustraron adicionalmente que el
mecanismo SN2 debería ser más razo-
nable para el proceso de transesterifica-
ción, y la Vía 2 debería ser confirmada
Vía 2
como la vía óptima. Para obtener la vía
óptima exacta para los pasos de control y
las rutas de fortalecimiento, los cálculos
termodinámicos y cinéticos relacionados
son analizados aún más en la sección
siguiente.
Análisis de los cálculos termodinámi-
cos y cinéticos
La Tabla 2 proporciona los datos termo-
dinámicos de todas las especies invo-
lucradas en la transesterificación del
Vía 3 monoacilglicerol oleico. La entropía
estándar (S°), la entalpía estándar (H°)
y la energía libre de Gibbs a tempera-
tura ambiente (298,15 K) se obtuvieron
con el análisis de las frecuencias de
vibración.
Además, la energía libre de Gibbs
(Δ G °) y la entalpía (Δ H °) de las
r
m
m
r
tres vías de reacción se podrían calcu-
lar usando datos termodinámicos, como
lo muestra la Tabla 3. Todos los valores
negativos indicaron que la reacción de
transesterificación fue exotérmica a tem-
A&G 114 • Tomo XXIX • Vol. 1 • 122-130 • (2019) 127
catalizada por ácido para la producción de biodiesel a partir de aceites de cocina usados
−1
debería ocurrir más fácilmente que la del que fue similar a la longitud del enlace de 11,825 kcal mol correspondió a la
TS1-1. Desde el IM2-2 al IM2-3, la lon- H–O en las moléculas de glicerol (0,973 TS2-1 y la mayor energía de 23,395 kcal
gitud del enlace C1–O2 se redujo gra- Å). La longitud del enlace C1–O1 exhi- mol correspondió a la TS3-1, reve-
−1
dualmente desde 1,352 a 1,222 Å, que bió una tendencia creciente desde 1,385 lando que el IM3-1 es la modalidad de
correspondió a la formación de enlaces a 2,961 Å en el proceso de reacción del estructura más estable. Para la Vía 2, la
dobles de carboxilo. La energía de barre- IM3-1 al IM3-2. La modificación en energía de barrera exhibió el compor-
ra de 14,330 kcal mol para el TS2-2, las longitudes de los enlaces H1–O1 y tamiento más bajo que los otros, y esto
−1
superior a la del TS2-1, ilustró adicional- C1–O1 confirmó que la reacción con la planteó que el mecanismo SN2 debería
mente que si el enlace C1–O2 se rompe, molécula de glicerol podría producirse ser más adecuado para explicar la tran-
la estructura tetraédrica necesitaría una por la ruptura del enlace C1–O1 con la sesterificación catalizada por H . Para
+
energía mayor. Además, en la Vía 3, la acción de los catalizadores ácidos. las reacciones SN2, el efecto del nucleó-
longitud del enlace H1–O1 se modificó filo sobre la velocidad podría estar
desde 1,274 Å (IM3-1) a 1,723 Å (TS3- Por la comparación con las energías de gobernado por la basicidad en solución.
1) y eventualmente a 0,979 Å (IM3-2), barrera de las tres vías, la menor energía No obstante, para la reacción SN1, la
velocidad fue considerablemente deter-
Figura 4 - Longitudes de los enlaces de especies involucradas en la transesterificación del minada por una ionización de los sustra-
monoacilglicerol oleico
tos (Smith and March, 2007). Dehkordi
and Ghasemi descubrieron que la velo-
Vía 1 cidad de producción de biodiesel a partir
de la transesterificación del WCO podría
aumentar en los sitios de actividad bási-
cos (Dehkordi and Ghasemi, 2012).
Ellos ilustraron adicionalmente que el
mecanismo SN2 debería ser más razo-
nable para el proceso de transesterifica-
ción, y la Vía 2 debería ser confirmada
Vía 2
como la vía óptima. Para obtener la vía
óptima exacta para los pasos de control y
las rutas de fortalecimiento, los cálculos
termodinámicos y cinéticos relacionados
son analizados aún más en la sección
siguiente.
Análisis de los cálculos termodinámi-
cos y cinéticos
La Tabla 2 proporciona los datos termo-
dinámicos de todas las especies invo-
lucradas en la transesterificación del
Vía 3 monoacilglicerol oleico. La entropía
estándar (S°), la entalpía estándar (H°)
y la energía libre de Gibbs a tempera-
tura ambiente (298,15 K) se obtuvieron
con el análisis de las frecuencias de
vibración.
Además, la energía libre de Gibbs
(Δ G °) y la entalpía (Δ H °) de las
r
m
m
r
tres vías de reacción se podrían calcu-
lar usando datos termodinámicos, como
lo muestra la Tabla 3. Todos los valores
negativos indicaron que la reacción de
transesterificación fue exotérmica a tem-
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