Università degli Studi di Napoli Federico II
Oleochimica: utilizzo di materie prime rinnovabili
PREMESSA
In questo percorso sono state proposte esperienze basate sulla reattività degli esteri, argomento che rientra nella chimica organica, e quindi successivo ad un programma di chimica di base. Allo scopo di evidenziare come la chimica sia stata ed ancora sia uno strumento fondamentale per lo sviluppo e come sia in continua evoluzione sono state proposte esperienze che prevedono l'uso di oli vegetali, anche di scarto, e l'uso di apparecchiature strumentali non disponibili presso le scuole e reperibili presso i laboratori universitari. Prerequisito è la conoscenza dei gruppi funzionali, della funzione esterea, della reazione di esterificazione, della reazione di idrolisi degli esteri. Il percorso prevede:
Esperienza n. 1 - Produzione di biodiesel da oli vegetali puri ed esausti:
- Titolazione degli acidi grassi liberi presenti in un olio
- Reazione di transesterificazione
- Uso dell'NMR e della gas-cromatografia per la verifica della reazione e caratterizzazione del biodiesel preparato
Obiettivi
Conoscere e applicare alcune reazioni degli esteri
Utilizzare un'apparecchiatura chimica e seguire semplici reazioni organiche
Conoscere il ruolo delle analisi strumentali
Conoscere alcuni principi della Green Chemistry
Il tema che lega le esperienze di cui si compone questo percorso è l'utilizzo di materie prime rinnovabili in accordo con alcuni principi della green chemistry. In particolare si dimostra come un rifiuto (olio di frittura esausto) possa costituire una materia prima per la produzione di biocarburanti (Laboratorio di approfondimento - Esperienza n. 1 - Produzione di biodiesel da oli vegetali puri ed esausti) o di prodotti per la detergenza (Laboratorio di approfondimento - Esperienza n. 2 – Produzione di sapone da oli esausti).
Per le due esperienze è stata preparata anche una breve introduzione teorica che i docenti possono utilizzare come base di partenza per la presentazione dell'argomento (Materiale didattico di supporto).
Le esperienze sono state preparate con due livelli di elaborazione/verifica dei risultati, che le diverse scuole possono adottare in relazione al livello di conoscenza degli allievi e della disponibilità delle tecniche analitiche. Le due esperienze infatti possono essere condotte utilizzando strumentazione ordinaria di laboratorio in quanto la verifica dell'avvenuta reazione si ottiene per il sapone osservando la trasformazione dello stato fisico (da liquido a solido) e per il biodiesel osservando la forte variazione di viscosità tra l'olio di partenza e il biodiesel prodotto (cfr. Schede di laboratorio). La produzione di biodiesel può essere seguita e verificata mediante l'uso del NMR e della gas-cromatografia. I cromatogrammi e gli spettri protonici dei biodisel preparati sono inseriti nella scheda. Questa parte ha lo scopo non solo di evidenziare l'importanza delle tecniche analitiche ma anche di avvicinare gli studenti ai laboratori di ricerca.