DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA CROMATOGRÁFICA PARA DETERMINAÇÃO DE ADULTERAÇÃO EM ÁLCOOL ETÍLICO HIDRATADO COMBUSTÍVEL (AEHC) Ramos, A. C. M; Antoniosi Filho, N. R LAMES - Laboratório de Métodos de Extração e Separação, Universidade Federal de Goiás (UFG), Instituto de Química chemistryana@hotmail.com; nelson@quimica.ufg.br O Álcool Etílico Hidratado Combustível (AEHC) é aquele usado nos motores de combustão a álcool e que deve conter o teor alcoólico entre 92,6 e 93,8 ºINPM. Na década de 90 a abertura do setor de combustíveis fez surgir vários problemas em toda a cadeia de comercialização de combustíveis. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia cromatográfica para avaliar a composição química do AEHC, alternativa ao método de ensaio NBR 5992 de determinação do teor alcoólico com o uso do densímetro. Para isso utilizou um Cromatógrafo a Gás GC-17A, acoplado a Espectrômetro de Massas (HRGC-MS) QP5050 (SHIMADZU), uma coluna capilar LM-100 (25 m x 0,25 mm x 0,30 m m), com temperatura inicial do forno de 50ºC à 20ºC/min até 130ºC, com tempo total de análise de 4 minutos. O método cromatográfico foi utilizado no controle de qualidade de 30 amostras comerciais de AEHC de diferentes postos de combustíveis de Goiânia. Os resultados demonstram que, apesar da simplicidade e do baixo custo, o método NBR 5992 não apresenta a seletividade apresentada pela técnica de HRGC-MS, sendo que esta permitiu determinar que amostras de AEHC reprovadas no teste do densímetro apresentam teor alcoólico igual ou superior aos valores de referência da ANP. |
Palavras-chave: Álcool; HRGC-MS, controle de qualidade |
I. INTRODUÇÃO
A produção de álcool como substituto do petróleo é valorizada por diversos motivos como - reduziria a dependência externa do combustível fóssil, contribuindo também para a diminuição do índice de poluentes do ar, possui uma origem renovável. O álcool tem uma grande importância no mercado de combustível automotivo e boas perspectivas num futuro próximo, principalmente com o aumento do preço do petróleo a cada dia e com as estratégias de combate ao aquecimento global. O Brasil também tem a vantagem competitiva de ter desenvolvido uma alternativa energética renovável para uso automotivo. O entendimento de como o PROÁLCOOL foi um processo político e de produção é fundamental para estímulo do uso de uma energia renovável.
Na década de 90 com a abertura do setor de combustíveis novas companhias distribuidoras de petróleo surgiram, postos revendedores sem contrato obtiveram autorização para escolher seus fornecedores de produtos, tornando o mercado mais competitivo, com isso, diversos problemas surgiram em toda a cadeia de comercialização de combustíveis, o que ampliou a necessidade de se efetuar o controle de qualidade de amostras de AEHC.
Na Portaria Nº 126 de 08 de agosto de 2002 estão as especificações que o Álcool Etílico Hidratado Combustível (AEHC) deve conter obrigatoriamente, onde mostra que o teor alcoólico deve estar entre 92,6 e 93,8 ºINPM. Mas, apesar desta portaria apresentar os métodos de ensaio é consenso acadêmico que muitos desses métodos já deveriam ter sido substituídos por outros que utilizam instrumentação mais modernas, mais precisas e exatas, como exemplo cita-se o uso da Cromatografia Gasosa de Alta Resolução (HRGC).
II. METODOLOGIA
II.1 – Amostragem.
Foram coletadas 30 amostras de álcool etílico hidratado combustível (AEHC) em diferentes postos de revenda, entre estes, postos de bandeira branca
e posto de grandes distribuidoras. Como amostras de referência analítica para etanol utilizou-se etanol absoluto 99,5% (Belga).
II.2 - Determinação da massa específica e do teor alcoólico do álcool etílico e suas misturas com água NBR 5992
Foram necessários os seguintes aparelhos: Proveta de 250 mL (PYREX); densímetro para álcool etílico e suas misturas com água de acordo com a portaria INMETRO/DIMEL n.º 129 de 05/09/2001 e termômetro com escala entre -10 e 50 ºC, com divisões de 0,5ºC.
O seguinte procedimento foi utilizado – colocar a amostra de álcool a ser examinada em uma proveta, imergir na solução o alcoômetro rigorosamente desengordurado; verificar o ponto de afloramento da haste, observando tangencialmente ao nível do líquido, quando estiver em equilíbrio, anotando o valor da massa específica observada e temperatura da solução, com estes valores obtém-se em uma Tabela de correção o valor da massa específica reduzida a 20ºC. Com o valor das massas específicas obtém-se em outra Tabela o valor do teor alcoólico em ºINPM.
II.3 - Identificação por HRGC-MS das substâncias presentes no álcool etílico hidratado combustível.
As análises cromatográficas foram realizadas em um Cromatógrafo a Gás GC-17A, acoplado a Espectrometria de Massas (HRGC-MS) da GCMS-QP5050 (SHIMADZU).
Utilizou-se uma coluna capilar LM-100 (25,0 m x 0,25 mm x 0,30 m m), um injetor "split" com razão de "split" de 104:1, o volume injetado foi de 0,4 m L, as temperaturas do injetor e de interface foram de 250ºC e 200ºC, respectivamente. A temperatura inicial do forno foi de 50ºC com uma razão de aquecimento de 20ºC/min até 130ºC.
III. RESULTADOS E DISCUSSÃO
III.2 - Determinação da massa específica e do teor alcoólico do álcool etílico e suas misturas com água – NBR 5992
Num total de 30 amostras coletadas em postos de bandeira branca e em postos de grandes distribuidoras foi verificado que 7 (23%) destas estão fora dos padrões da ANP, ou seja, não estão com teor alcoólico entre 92,6 e 93,8 ºINPM, onde a população paga por várias conseqüências que este combustível pode trazer para a vida útil do veículo.
III.2 – Identificação por HRGC-MS das substâncias presentes no álcool etílico hidratado combustível.
O método cromatográfico desenvolvido por HRGC-MS (Figura 1) permitiu identificar e quantificar, em apenas 04 minutos de análise, 06 diferentes substâncias (1,1-dietoxietano, etanol, ácido acético, água, 2-metil-1-propanol e 3-metil-1-butanol) presentes em AEHC.
Figura 1. Cromatograma por HRGC-MS de amostra de AEHC.
Os resultados da análise por HRGC-MS para as soluções de referência de 92,0 a 93,8 INPM indicam que os percentuais de etanol diminuem com o aumento do teor de água, o que pode ser melhor visualizado em curva onde o coeficiente da reta é de 0,9989 com desvio padrão médio de cada ponto de 0,3%, a qual apresenta os percentuais de etanol, obtidos por HRGC-MS, em função do oINPM medido em densímetro para as soluções de referência. Verifica-se que o método por HRGC-MS apresenta confiabilidade no que se refere ao aspecto quantitativo e que, com respeito ao conteúdo de etanol, amostras que foram reprovadas no teste do densímetro, apresentam teor alcoólico igual ou superior ao exigido pela portaria da ANP.
IV. CONCLUSÃO
O método cromatográfico para determinação do teor alcoólico apresenta rapidez, permitindo que um grande número de amostras – aproximadamente 480 – sejam analisadas em uma única jornada de trabalho de 8 horas/dia.
A HRGC-MS também permite verificar a presença de outras substâncias presentes em amostras de álcool etílico e suas misturas com água, o que é importante para a determinação de álcoois superiores e outras substâncias que podem atuar como contaminantes de AEHC e AEAC.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Agência Nacional de Petróleo. Portaria No 126, de 08 de agosto de 2002. DOU 09,08.2002. www.anp.gov.br. Acesso em 25/07/04
Norma NBR 5992 – Determinação da massa específica e do teor alcoólico do álcool etílico e suas misturas com água
FONTE DE FINANCIAMENTO - FINEP-CTPETRO-ANAPETRO