Práticas Laboratoriais de Engenharia Química, Trabalhos de Modelação Matemática e Simulação

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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

Engenharia de Refinação de Petróleo

RELATÓRIO E EXPERIÊNCIAS DE PRÁTICAS

LABORATORIAIS DE ENGENHARIA QUÍMICA

Tito Maravilho A. Lucas

Benguela, Maio de 2019

ÍNDICE

DEDICATÓRIA-----------------------------------------------------------------------------------I

AGRADECIMENTO----------------------------------------------------------------------------II

• INTRODUÇÃO------------------------------------------------------------------------------------ RESUMO-----------------------------------------------------------------------------------------III
• CAPÍTULO 1 PREPARAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE SULFATO DE COBRE----
  • 1.1-Introdução………………………………………...………………………....
  • 1.2-Materiais-------------------------------------------------------------------------------
  • 1.3-Procedimentos experimentais-------------------------------------------------------
  • 1.4-Resultados e discussões--------------------------------------------------------------
  • 1.5-Conclusão------------------------------------------------------------------------------
• HIDRATADO (CUSO 4 5H 2 O).------------------------------------------------------------------ CAPÍTULO 2: DESTILAÇÃO DA SOLUÇÃO DE SULFATO COBRE PENTA
  • 2.1-Introdução------------------------------------------------------------------------------
  • 2.3-Materiais-------------------------------------------------------------------------------
  • 2.4-Procedimentos experimentais-------------------------------------------------------
  • 2.5-Resultados e discussões--------------------------------------------------------------
  • 2.6-Conclusão------------------------------------------------------------------------------
• CAPÍTULO 3 DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE RELATIVA DO BIODIESEL.
  • 3.1-Introdução----------------------------------------------------------------------------
  • 3.2-Materiais------------------------------------------------------------------------------
  • 3.3-Procedimentos experimentais------------------------------------------------------
  • 3.4-Resultados e discussões-------------------------------------------------------------
  • 3.5-Conclusão-----------------------------------------------------------------------------
• PETROLÍFEROS.-------------------------------------------------------------------------------- CAPÍTULO 4 DETERMINAÇÃO DO GRAU API DE PRODUTOS
  • 4.1-Introdução----------------------------------------------------------------------------
  • 4.2-Materiais------------------------------------------------------------------------------
  • 4.3-Pocedimentos experimentais-------------------------------------------------------
  • 4.4-Resultados e discussões-------------------------------------------------------------
  • 4.5-Conclusão-----------------------------------------------------------------------------

Dedicamos este trabalho em primeiro lugar à aos colegas que contribuíram directa e indirectamente para a realização deste trabalho, familiares, amigos e à todos aqueles que desde o inicio da nossa formação souberam dar o seu apoio e ajuda possível. I

Amavelmente agradecemos à Deus por nos ter dado força, aos colegas que contribuíram directa e indirectamente para realização deste trabalho, também o nosso obrigado vai endereçado à Docente Elizabeth Carvalho, pela sua paciência, compreensão e orientação, graças a ele este trabalho foi redigido. II

INTRODUÇÃO

Neste relatório apresentar-se-á uma sequência de 5 experiências divididas em capítulos sendo o capítulo 1 preparação de uma solução de sulfato de cobre; capítulo 2: destilação da solução de sulfato cobre penta hidratado (cuso 4 5h 2 o); capítulo 3: determinação da densidade relativa do biodiesel; capítulo 4: determinação do grau API de produtos petrolíferos; e o capítulo 5: analise da solubilidade de combustíveis em solventes orgânicos e água. As soluções são constituídas de dois componentes: o soluto, que é o que se dissolve e se encontra em menor quantidade, e o solvente, que é o componente em maior quantidade e que atua dissolvendo o soluto. Em determinadas situações podem surgir dúvidas quanto à determinação do soluto e do solvente. Um exemplo é quando se misturam partes iguais de álcool etílico e água que as duas substâncias dissolvem entre si infinitamente. Assim, essa determinação se torna uma simples questão operacional e qualquer um dos dois pode ser classificado como solvente, dependendo da utilidade. Na maioria dos casos, porém, é possível identificar quem atua como soluto e quem atua como solvente. O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis , que pode ser obtido por diferentes processos como craqueamento , eterificação e outro. Tem origem mais a partir da reação química de óleos ou gorduras de origem animal ou vegetal com álcool na presença de um catalisador. Um dos grandes desafios da Química é a obtenção de substâncias puras a partir de misturas, já que a maioria dos materiais presentes na natureza é formada por misturas de substâncias. Para saber se uma matéria é substância pura ou mistura analisa-se as propriedades específicas desta. Se o resultado das análises indicar uma mistura de várias substâncias e se queira isolar as substâncias puras presentes será necessário escolher um método adequado de purificação, como a destilação simples. É grau API é umas das principais propriedades dos produtos petrolíferos a fim de saber a sua qualidade, e o seu valor comercial.

CAPÍTULO 1

Preparação de uma solução de sulfato de Cobre.

1.1-Introdução Na presente experiência temos por preparar uma solução de sulfacto de cobre. Soluções são misturas homogéneas formadas por duas ou mais substâncias. Devido à sua capacidade de dissolver uma grande quantidade de substâncias, a água é denominada de solvente universal. Objectivo: preparar uma solução de sulfato de cobre penta hidratado (CUSO4.5H 2 O). Apresentar-se-á, seguidamente, os resultados e discussões sobre a experiência e as conclusões. 1 2

1.4-Resultados e discussões.

Dados

n(CUSO4 .5H2O)=1,0310g

V=100ml

M (CUSO4.5H2O) =249,68g/mol

CUSO4.5H2O n =

m ( cuso 4.5 h 2 o ) M. ( cuso 4.5 H 2 o )

1,0310 g 249,68 g / mol

C (mássica) =

1,0310 g 0,1 l

= 10,31g/L

C (molar) =

n v

0,004 mol 0,1 l

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1.5-Conclusão.

Desta feita, dizer que a solução feita é uma solução pouco concentrada pois o soluto, sulfacto de Cobre (CuSO4), foi dissolvido de modo uniforme por toda a sua extensão; e, por haver, uma diferença considerável entre a quantidade de solvente e a quantidade de soluto, sendo a quantidade de solvente maior que a do soluto. 11

2.2- Materiais e Métodos.

Condensador

Suporte universal

Termómetro

Garra

Filtro

Copo de precipitação

Manta de aquecimento

Mangueira

Balão volumétrico

Proveta de 100ml

Balão de fundo redondo 100ml

Garras

Reagentes: água destilada, sulfato de cobre.

2.3-Procedimentos experimentais.

1. Mediu-se 100ml da solução de sulfato num copo de precipitação e

colocamos na proveta.

2.Com ajuda de um funil e um bastão, retirou-se da proveta e colocamos a

solução no balão de fundo redondo.

3.Após a montagem do sistema de destilação simples tendo o cuidado de

verificar se as rolhas estavam bem ajustadas á boca do balão, onde foi feita

ao lado de uma torneira com um lavatório para controlar-se a água de

refrigeração.

4-Ligou-se a manta de aquecimento e a solução começou a ser aquecida.

Não se fez o uso do termómetro, pelo que, não ocorreu um controle

efectivo da temperatura.

5.Começou-se a retirar o destilado até o final da destilação.

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2.4-Resultados e discussões.

Sendo a solução muito diluída não houve como obter o resíduo porque

havia pouco soluto e uma quantidade de solvente muito superior.

Essa situação podia ser superada aumentando a concentração da solução e

só assim conseguiríamos obter sulfato no fundo do balão e todo líquido

passaria para o erlenmeyer.

Por não houver um controlo efectivo da temperatura não deu para chegar a

conclusão quando é que começou-se a retirar o solvente puro (H 2 O) que

tem uma temperatura de ebulição de 100ºc. Sendo assim no nosso

erlemayer tivemos uma pequena mistura de sulfato e água.

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CAPITULO 3

Determinação da densidade relativa do biodiesel.

3.1-Introdução

A densidade relativa é uma grandeza física muito importante para a relação

de duas substâncias.

A presente experiência tem como objectivo determinar a densidade do

biodiesel utilizando a técnica chamada de picnometria que é uma técnica

laboratorial usada na determinação da densidade de líquidos e sólidos de

pequenas dimensões, utilizando o picnómetro. Seguidamente apresentar os

resultados e discussões sobre a experiência.

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3.2-Materiais e Métodos

Picnómetro de 25ml

Balança analítica

Funil

Pipeta graduada

Reagentes :

Água destilada

Biodiesel

3.3-Procedimento Experimental:

1. Começou-se por pesar o picnómetro vazio na balança analítica e

registarmos um valor de 25,8505g.

2.De seguida, com ajuda de uma pipeta e pompeta, foi colocado o biodiesel

no picnómetro, encheu-se tendo o devido cuidado para não haver formação

de bolhas (entrada de ar). Colando na balança para pesar e seu valor foi de

47,5328g.

3. Calculou-se a massa do biodiesel e foi de 21,6823g

4. Finalmente foi pesado o picnómetro com água que obtemos um valor de

49, 2330g.

5. Calculou-se a massa da água e foi de 23.3825g

3.5-Conclusão

A densidade é uma grandeza física muito importante para caracterizar as

substâncias ,além da técnica da picnometria existe mais outras técnicas para

determinar a densidade uma delas é através da utilização de um densímetro.

Sendo um parâmetro físico determinantes em vários processos era

necessário os estudantes realizar essa experiência, assim permitiu conhecer

o comportamento do biodiesel que é um biocombustível substituinte de um

dos principais derivados do petróleo «diesel » e água que é um solvente

universal e que normalmente é usada como padrão para saber a densidade

de outras substâncias.

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CAPÍTULO 4

Determinação do grau API de produtos petrolíferos.

4.1-Introdução

O grau API(American Petroleum Institute ) é uma forma de expressar a

densidade do petróleo , através de um índice a dimensional. Quanto maior

for a densidade do petróleo , menor será o seu grau API , ou mais pesado

será o petróleo. Podemos calcular o API de acordo a seguinte formula :

API=

d

Objectivo: determinar o grau API, trabalhando com três ramas nacionais,

gasóleo, e jet (querosene de aviação).

De acordo com a sua densidade volumétrica ou com seu API o American

Petroleum Institute classifica os petróleos da seguinte forma :petróleo leve

API superior a 31,1, petróleo médio API 22,3-31,1, petróleos pesados :API

10,0 -22,3 petróleos pesados: inferior 10,00.

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