RELATÓRIO 5 - LQOII

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DO NORTE DE MINAS GERAIS
CAMPUS SALINAS – MG
LABORATÓRIO DE QUÍMICA ORGÂNICA II
PRÁTICA 5: AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DOS DETERGENTES A PARTIR DO
VOLUME DE ESPUMA FORMADO
Discentes: Eliesio Lucas Souza Santos
João Paulo Costa Ribeiro
Docente: Bruno Vilachã
Salinas-MG
Agosto/2022
1- RESUMO
O presente trabalho vem mostrar a realização de uma aula experimental, que
contou com a utilização do detergente da marca lusher, a fim de abordar o assunto
“Avaliação da qualidade de detergentes a partir do volume de espuma formado”. O
experimento foi realizado por discentes do Curso de Licenciatura em Química, no
período noturno, no Instituto Federal do Norte de Minas Gerais, localizado na cidade
de Salinas/MG.
Partindo do princípio de que os detergentes são considerados como
saneantes domissanitários que devem, a partir da fabricação, seguir normas
específicas e atender requisitos estabelecidos pela Agência Nacional de Vigilância
Sanitária (ANVISA), em que preza pela qualidade final no produto, foi utilizado,
nessa prática o detergente, na qual buscou, através do volume formado de espuma,
determinar a qualidade para o produto. Nesse contexto, foram realizadas três
diferentes etapas no experimento.
Os resultados obtidos, que foram alcançados com base na metodologia
adotada no presente trabalho, mostraram que na primeira etapa houve uma
variação de 2 mL no valor final da espuma, na segunda etapa um variação de 32 mL
no volume da espuma e na terceira etapa a espuma teve seu volume variado em 40
mL. Para diferenciar a qualidade de um detergente era interessante utilizar outra
marca de detergente a fim de análise qualitativa entre as qualidades de ambas,
visto que, cada grupo se dispôs de apenas uma marca de detergente.
2- REFERENCIAL TEÓRICO
Os produtos de limpeza fazem parte do cotidiano das pessoas, pois
encontram-se presente, por exemplo, em uso domésticos e industriais a fim de
manterem o local limpos e higienizados. A venda dos produtos de limpeza tem
registrado grande crescimento ao longo dos anos e vem se tornado um setor cada
vez mais lucrativo no Brasil e no mundo (JÚNIOR, 2018).
Ao abordar os produtos de limpeza é possível destacar os produtos
saneantes que segundo Filho (2008) são definidos como materiais que são
destinados a higiene, limpeza e desinfecção de uso domiciliar ou coletivo. Os
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produtos saneantes mais populares são: sabões, detergentes, alvejantes e
desinfetantes.
Para a fabricação de qualidade dessa gama de produtos é essencial seguir
normas a fim de ter no mercado itens que não prejudiquem a saúde humana nem o
meio ambiente. Para isso, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA)
estabeleceu a Resolução de Diretoria Colegiada (RDC) 47/2013 que trata das
normas de boas práticas de fabricação dos saneantes (MENDES, 2020).
Segundo Dos Santos (2019) os detergentes em sua composição química
são formados por ácido linear dodecil benzeno sulfonato de sódio, hidróxido de
sódio, trietanolamina, Alcanolamida de ácido graxo de coco, lauril éter sulfato de
sódio, espessante, corante, conservante e água. Para Júnior (2018) eles são
substâncias capazes de promover a detergência, processo que consiste na remoção
de sujidades de superfícies que passa para um meio, geralmente, líquido, onde as
sujeiras ficam em suspensão, dissolvidas ou emulsionadas até serem removidas
através do enxágue.
Essa característica dos detergentes de remover sujeiras é devido à presença
da interação química que ocorre entre as moléculas de sujeiras, os detergentes e a
combinação de ingredientes em sua formulação, que engloba componentes
complementares, por exemplo, aditivos e alcalinizantes, e um composto básico
ativo, ou seja o agente tensoativo (BORSATO et al , 2004).
Os agentes tensoativos são moléculas que possuem, em sua estrutura, duas
regiões de polaridade opostas: uma parte polar (hidrofílica) e uma parte apolar
(hidrofóbica). Quando os tensoativos têm sua parte hidrofílica da molécula
carregada com cargas negativas tem-se os chamados tensoativos aniônicos (figura
1) (ROSSI et al, 2006).
Figura 1 : Representação de tensoativo aniônico. Fonte: ÁVILA, 2019.
Segundo Filha et al (1999) a parte polar da molécula interage com a água,
enquanto a parte apolar interage com a sujeira, óleos e gorduras. Tal mecanismo
permite que a partir de uma determinada concentração do agente tensoativo ocorra
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a formação de micelas esféricas (figura 2), na qual a sujeira é encarcerada no
interior da micela enquanto a parte externa reage fortemente com as moléculas de
água que se torna facilmente dissolvida. Logo, no enxague a micela é arrastada
levando a sujeira. A formação de micelas que não são instáveis é o que determina a
capacidade de limpeza de um detergente.
Figura 2: Micela rodeada por moléculas de água. Fonte: Filha et al, 1999.
Quando um agente tensoativo é adicionado a água, as moléculas dele
organizam de forma que ocorra a minimização da repulsão entre os grupos
hidrofóbicos e a água diminuindo, assim, a tensão superficial entre a água
(MENDES, 2020). Ademais, Daltin (2011) diz que a estrutura e propriedades do
agente tensoativo na presença de uma fase orgânica, por exemplo, o óleo, e uma
fase aquosa, forma-se emulsões em que os tensoativos promovem a mistura das
duas fases, em que ocorre um contato mais aproximado da superfície a ser limpa .
Com isso, tem-se o aumento da eficiência da solução aquosa e remoção e
dispersão das sujeiras.
Para os processos de lavagem e de preparação de emulsões é necessário
agitação a fim de ocorrência da solubilização dos tensoativos utilizados, a redução
do tamanho das gotículas de óleo, a retirada da sujeira e a distribuição das micelas
por todas as parcelas do líquido, estabelecendo, assim ,que os processos de
detergência e emulsão se tornem eficientes. A agitação é a principal causa de
formação de espuma (DALTIN, 2011).
Para os produtos saneantes, as pessoas esperam que a formação em
abundância de espuma esteja diretamente ligada à limpeza. Nos detergentes
utilizados para lavagem de pratos, a espuma apresenta, apenas, um efeito estético,
porém dificulta a limpeza, pois é necessário uma maior quantidade de enxágues
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para sua retirada. Tal associação popular que assimila a quantidade de espuma com
eficiência de lavagem fez com que os fabricantes de tensoativos começassem a
produzir moléculas que estabilizam melhor a espuma. Os melhores tensoativos para
essa finalidade, ou seja, formação de espuma rica e estável são os aniônicos,
principalmente, os tensoativos sulfatados (FILHA et al, 1999).
3- OBJETIVO
Avaliar a qualidade do detergente a partir do volume de espuma formado.
4- MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Aparatos
Pisseta e Bandeja.
4.2 Vidrarias
3 provetas 100 mL, 3 provetas 50 mL , 2 provetas 25 mL, Pipeta de Pasteur e
Bastão de vidro.
4.3 Reagentes
Água,Vinagre 4%, Bicarbonato de Sódio e Detergente “Lusher”.
4.4 Metodologia
O experimento foi divido em 3 etapas diferentes. Na primeira etapa utilizou-se
uma proveta de 100 mL em que colocou-se 5 mL de água, 5 mL do vinagre (ácido
acético). Posteriormente, agitou-se a proveta, um pouco, e adicionou-se, de uma
vez, 5 mL da solução de bicarbonato de sódio observou-se o volume formado de
espuma e sua duração anotando os resultados observados. Na sequência, realizou-
se o mesmo procedimento, porém adicionou-se 2 gotas do detergente na solução
de vinagre, ao invés, do bicarbonato de sódio. Com isso, anotou-se os resultados
observados.
Na segunda etapa do experimento, preparou-se em uma proveta de 50 mL
uma solução, em que dissolveu-se, lentamente, 0,1 g do detergente utilizado em 10
mL de água, com o auxílio de um bastão de vidro. Simultaneamente, preparou-se,
em uma proveta de 50 mL, uma solução de 10 mL de água e 10 mL de vinagre, e
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agitou-se um pouco a solução. Em seguida, transferiu-se a solução da segunda
proveta na primeirasolução preparada e observou-se a formação da espuma,
anotando os resultados obtidos.
Na terceira etapa do experimento, utilizou-se uma proveta de 100 mL em que
preparou-se uma solução contendo 10 mL de água, 10 mL de vinagre, 2 gotas de
detergente e 10 mL de bicarbonato de sódio (de uma só vez) e agitou-se a solução,
observando a formação da sua espuma, anotando o volume formado e o tempo de
duração.
Ao final do experimento, foram descartadas as soluções utilizadas, que por
não serem tóxicas, foram descartadas na pia. Logo após, higienizou-se a bancada e
as vidrarias organizando, assim, o espaço utilizado para o pratica.
5- RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir da metodologia adotada, serão informados, abaixo, os resultados
alcançados na avaliação da qualidade de detergentes a partir do volume de espuma
formado.
Na primeira etapa a adição de 5 mL de bicarbonato na proveta contendo
água e vinagre foi possível observar a formação de uma película fina de espuma no
recipiente utilizado. A variação do volume sofreu pouca alteração visto que o volume
inicial do sistema era de 15 mL e após a adição do NaHCO3 variou para 17 mL, ou
seja, uma variação de 2 mL no sistema total, caracterizando, assim, a fina película
de espuma, que teve a duração de 16 segundos até se desfazer por completo.
Nessa etapa o NaHCO3 que segundo Dos Santos et al , 2019 é
caracterizado como um sal, o hidrogeno carbonato de sódio ou carbonato ácido de
sódio, cuja fórmula química é NaHCO3 que, por aquecimento, perde gás carbônico,
ou seja, libera energia, caracterizando assim uma reação exotérmica. O NaHCO3
pode ser produzido por reação de dióxido de carbono CO2 com hidróxido de sódio
(NaOH) líquido, como mostrado na equação 1, que ao reagir com o ácido acético
(CH3COOH) tem-se a formação de CO2, H2O e um sal de ácido, como produtos
(FILHA et al, 1999). A equação 2 mostra a formação desses produtos.
𝐶𝑂2 (𝑔) + 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑙) → 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (𝑎𝑞)
Equação 1: Formação do NaHCO3
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𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 → 𝐶𝑂2 (𝑔) + 𝐻2𝑂 (𝑙) + 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 (𝑎𝑞) 
Equação 2: Reação do ácido acético com o bicarbonato de sódio.
A partir do que foi alcançado nessa parte do experimento é possível explicar
o porquê a formação da película de espuma não ter variado muito seu volume (2
mL) e ter durado pouco tempo (16 s). Segundo Filha et al (1999) a espuma é
formada por pequenas bolhas de gás entre si e que um película fina de líquido
separa essas bolhas de gás entre si, e quando esse líquido é a água essas bolhas
se desfazem rapidamente visto que a película formada se rompem com facilidade,
liberando os gases contidos em seu interior.
Nessa mesma etapa do procedimento, ao substituir o NaHCO3 pelas duas
gotas de detergentes obteve-se uma variação maior tanto do volume, que foi de 20
mL (saiu de um volume inicial de 15 mL até um volume final de 35 mL), conforme
imagem 1, quanto do tempo de duração da espuma, que foi de 10 minutos.
Imagem 1: Variação do volume do sistema contendo detergente. Fonte: Autores, 2022.
Os detergentes por serem agentes emulsificantes evita que a película que
separa as bolhas de gases entre si, no processo de formação de espumas, se
estabilize, evitando, assim que ela se rompa rapidamente. Com isso, é possível
destacar o que Filha et al (1999) diz sobre os agentes emulsificantes, pois de
acordo ela os agentes emulsificantes agem diminuindo a diferença de tensão
superficial, ou seja, a repulsão mútua, entre as duas fases de maneira que uma
passe a interagir com a outra.
Na segunda etapa, após transferir a solução de vinagre para a solução de
detergente diluído em água obteve-se uma variação de volume igual a 30 mL, em
que o volume inicial da proveta era igual a 30 mL obtendo o volume final de 60 mL,
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e com o tempo de duração de 25 minutos e 20 segundo, observando, assim, que
teve uma duração bastante significativa.
Essa maior duração deve-se ao fato do agente emulsificante no caso o
detergente formar em soluções aquosas as micelas, que fazem com que o sistema
contendo ácido acético, um ácido fraco e insolúvel em água, passe a interagir com o
líquido utilizado liberando, assim, uma quantidade maior de bolhas, ou seja, um
volume maior de espumas.
Segundo Barreiros a parte polar das micelas, ou seja, a cabeça, ficam em
contato com a água. Na superfície da água as moléculas de detergentes se
orientam com as cabeças para dentro e as caudas para fora, o que diminui a tensão
superficial da água e consequente produção de gotículas carregadas, que se
dissolvem em água, o que auxilia na lavagem.
Na terceira etapa ao inserir todos os reagentes na proveta de 100 mL
observou-se uma maior variação de volume formado. Partindo de um volume inicial
de 30 mL até um volume final de 70 mL variou-se, então, 40 mL que durou um
tempo de 15 minutos e 05 segundos até que a espuma se desfizesse.
Esse maior acúmulo e duração de espuma deve-se a reação entre o ácido
acético e o vinagre mostrada na equação 2, na qual a espuma é produzida pela
maior libertação de dióxido de carbono na solução com detergente, quando o ácido
acético do vinagre reage com o bicarbonato (FILHA et al , 1999)
6- CONCLUSÃO
Ao final do experimento pôde-se chegar a uma conclusão satisfatória a
respeito de como funciona a determinação da qualidade de detergentes a partir do
volume formado de espuma, podendo relacionar o que foi visto sobre a composição
desses produtos na teoria e como funciona o processo na prática.
Para um trabalho mais explícito seria importante utilização de outras marcas
de detergentes a fim de estabelecer diferenças de qualidade entre elas e assim
mostrar qual diferença se obteria na formação de espuma, comparando ambas.
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7- REFERÊNCIAS
ÁVILA, Simone Garcia de. Tensoativos. 2019. Disponível em:
<https://www.youtube.com/watch?v=C4qNLI2YuAs>. Acesso em: 13 set. 2020.
BARREIROS, André Luís Bacelar Silva; BARREIROS, Marizeth Libório.
LIPÍDIOS EXPERIMENTAL. Disponível em:
<https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/09571202042012Quimica_
Biomoleculas_Aula_10.pdf>. Acesso em: 14 set. 2022.
BORSATO, Dionísio; MOREIRA, Ivanira; GALÃO, Olívio Fernandes. Detergentes
Naturais e Sintéticos: Um guia técnico. 2 ed. – Londrina: Eduel, 2004. 182 p.
DALTIN, Decio. Tensoativos: química, propriedades e aplicações. São Paulo:
Blucher. 2011.
DOS SANTOS, Jessé Melo; QUEIROZ, Davi Lira; FERNANDES, Carromberth
Carioca. Produção de dióxido de carbono: Sugestão para aulas experimentais
utilizando materiais alternativos. Scientia Naturalis, v. 1, n. 1, 2019.
FILHA, Aída Maria Bragança Bittencourt; COSTA, Valéria Gonçalves; BIZZO,
Humberto Ribeiro. Avaliação da qualidade de detergentes a partir do volume de
espuma formado. 1999. Disponível em:
<http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc09/exper2.pdf> . Acesso em: 13 set. 2020.
FILHO, Ubiracir Fernandes Lima. Saneantes. CRQ IV. 2008. Disponível em:
<https://www.crq4.org.br/quimica_viva__saneantes> . Acesso em: 13 set. 2022.
JÚNIOR, Edvan Santos de Oliveira. Produção e Testes de Propriedades
Físico-Químicas para determinação e Controle de Qualidade de um novo detergente
a ser implantado no mercado. Universidade Federal Da Paraíba - Centro De
Tecnologia Departamento De Engenharia Química. 2018.
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https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/09571202042012Quimica_Biomoleculas_Aula_10.pdf
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MENDES, Amanda Antunes. Determinação do teor padrão de tensoativos aniônicos
para o controle de qualidade do detergente lava-louças. Engenharia
Química-Tubarão, 2020.
ROSSI, C. G. F. T.; DANTAS, T. N. de C.; NETO, A. A. D.; MACIEL, M. A.M.
Tensoativos: uma abordagem básica e perspectivas para aplicabilidade industrial.
Revista Universidade Rural, Série Ciências Exatas e da Terra, Seropédica, RJ:
EDUR, v. 25, n.1-2, p. 73-85, 2006.
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QUESTÕESA APRESENTAR
RESPOSTAS
1) A espuma dura mais tempo no sistema que contém detergente, pois a partir
da entrada de ar na mistura de sabão e água é que se formam minúsculas
bolhas e a união dessas minúsculas bolhas é que se tem a espuma.
2) Devido ao uso de apenas uma marca do detergente (lusher) não foi possível
obter um efeito comparativo entre diferentes marcas, mas diante os
resultados obtidos no experimento pode-se observar que a produção de
espuma se deu em maior volume com uma maior formação de gases,
produzido no experimento a partir da reação química entre NaHCO3 e
CH3COOH. Em relação a quantidade de emulsificante na amostra é possível
destacar que em maior proporção terá, consequentemente, diminuição da
tensão superficial, fazendo com que a reação do vinagre com o bicarbonato
de sódio libere maior quantidade de bolhas de ar, ou seja, maior formação de
espuma.
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3) A espuma será obtida pela liberação de gás carbônico (CO2) quando o
bicarbonato de sódio (NaHCO3 ) reagir com o ácido acético (CH3COOH)
contido no vinagre, a equação química é mostrada abaixo:
𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻(𝑎𝑞) + 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (𝑎𝑞) → 𝐶𝑂2 (𝑔) + 𝐻2 𝑂(𝑙) + 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎(𝑎𝑞).
Equação de formação da espuma
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