Reações de Saponificação

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
ACADÊMICO: Willian Rafael Rodrigues do Prado
R.A 14054906
REAÇÕES DE SAPONIFICAÇÃO
PONTA GROSSA
2015
SAPONIFICAÇÃO 
Saponificação é basicamente a interação (ou reação química) que ocorre entre um ácido graxo existente em óleos ou gorduras com uma base forte com aquecimento. O sabão é um sal de ácido carboxílico e, por possuir uma longa cadeia carbônica em sua estrutura molecular, ele é capaz de se solubilizar tanto em meios polares quanto em meios apolares. Além disso, o sabão é um tensoativo, ou seja, reduz a tensão superficial da água fazendo com que ela "molhe melhor" as superfícies. A reação básica de saponificação pode ser representada pela seguinte equação: 
Éster de ácido graxo + Base forte → Álcool + Sal de ácido graxo (sabão) 
No exemplo abaixo, a reação ocorre com a soda cáustica, sendo um processo muito usado industrialmente e em nível doméstico. Os radicais R1, R2 e R3 representam cadeias carbônicas longas, características de ácidos graxos. 
Se for utilizada uma base composta por Sódio (Na), o sabão formado será chamado de sabão duro. Se no lugar de sódio tiver Potássio(K), o sabão passará a ser chamado de sabão mole. Ao contrário do que se pensa, o sabão por si só não limpa coisa alguma. Essa aparente contradição pode ser entendida quando se sabe que os detergentes – entre os quais a forma mais simples e conhecida é o sabão – são agentes umectantes que diminuem a tensão superficial observada nos solventes, permitindo maior contato dos corpos com os líquidos que realmente limpam. 
O sabão é obtido fazendo-se reagir ácidos graxos com óleos, numa reação chamada saponificação. Os ácidos graxos normalmente usados são o oléico, o esteárico e o palmítico, encontrados sob a forma de ésteres de glicerina (oleatos, estearatos e palmitatos) nas substâncias gordurosas. A saponificação é feita à quente. Nela a soda ou a potassa atacam os referidos ésteres, deslocando a glicerina e formando, com os radicais ácidos assim liberados, sais sódicos ou potássicos. Esses sais são os sabões, que, passando por um processo de purificação e de adição de outros ingredientes, transformam-se nos produtos comerciais. Os sabões produzidos com soda são chamados de duros, e os produzidos com potassa, moles. Embora a maior parte dos detergentes seja destinada à limpeza com água, existem alguns produzidos para limpeza com outros solventes, como no caso dos óleos para motores, onde a água não pode ser usada. Nesse caso, o sódio e o potássio são substituídos por metais, como o chumbo ou o cálcio. Os sabões e os detergentes possuem as mais diversas aplicações, que vão desde a limpeza doméstica até a industrial. Sua tecnologia, pouco desenvolvida até 1934, evolui bastante a partir dessa época, tornando sua produção altamente industrializada. 
Óleo quente e álcalis concentrados são misturados. Aquecida com vapor, a mistura sofre um processo químico chamado de saponificação. Centro: Salmoura fresca é adicionada à mistura, a fim de separar da solução o sabão formado. No fundo do recipiente, acumula-se uma mistura de salmoura e glicerina, chamada de Barrela. À direita: o sabão grosso é submetido à fervura para que todo o sal seja removido. Menos dura que os resíduos, sobrenada uma camada de sabão puro. 
A molécula do sabão consiste em uma longa cadeia de átomos de carbono e de hidrogênio (branco e preto) com átomos de sódio e de oxigênio (azul e vermelho) em uma de suas pontas. Essa estrutura molecular é responsável pela diminuição da tensão superficial da água. Os sabões e os detergentes são compostos de moléculas que contêm grandes grupos hidrocarbônicos, os grupos hidrofóbicos (que não têm afinidade com a água) e um ou mais grupos polares, os grupos hidrofólicos (que têm afinidade pela água). As partes não-polares de tais moléculas dissolvem-se em gorduras e em óleos, e as porções polares são solúveis em água. A capacidade de limpeza dos sabões e dos detergentes depende da sua capacidade de formar emulsões com materiais solúveis nas gorduras. Na emulsão, as moléculas de sabão ou de detergente envolvem a "sujeira", de modo a colocá-la em um envelope solúvel em água, a micela Partículas sólidas de sujeira dispersam na emulsão. 
Interface da micela com um meio polar. Emulsificação de óleo em água por sabões. As cadeias hidrocarbônicas não-polares dissolvem-se em óleo, e os grupos iônicos polares, em água. As gotículas carregadas negativamente repelem-se mutuamente. Os sabões, mistura dos sais de sódio dos ácidos graxos em C12 e superiores, são ineficientes em água dura (água contendo sais de metais mais pesados, especialmente ferro e cálcio). Os sabões são precipitados da água dura na forma de sais insolúveis de cálcio ou ferro (note, por exemplo, o anel amarelado das banheiras). Por outro lado, os sais de cálcio e de ferro de hidrogeno-sulfatos de alquila são solúveis em água, e os sais de sódio destes materiais, por exemplo, CH3(CH2)10CH2OSO3 – Na+(Lauril-sulfato de sódio), conhecidos como detergentes, são eficientes
Saponificação: a reação que produz sabão
Uma vez que óleos e gorduras são ésteres, eles sofrem reação de hidrólise ácida ou básica. A hidrólise ácida produzirá simplesmente o glicerol e os ácidos graxos constituintes. Já a hidrólise básica produzirá o glicerol e os sais desses ácidos graxos. Pois bem, esses sais são o que chamamos de sabão.
Assim, aquecendo gordura em presença de uma base, realizamos uma reação química que produz sabão. Essa reação, a hidrólise básica de um triéster de ácidos graxos e glicerol, é chamada de saponificação.
óleo/gordura + base → glicerol + sabão
O uso de KOH no lugar de NaOH permite obter sabões potássicos, empregados, por exemplo, na fabricação de cremes de barbear.
Em muitas localidades do Brasil é comum, ainda hoje, encontrar pessoas que fazem o chamado sabão de cinza. Para fabricá-lo, deve-se ferver gordura animal (banha de vaca, por exemplo) ou vegetal (gordura de coco, por exemplo) junto com água de cinzas, também conhecida como lixívia. Após cerca de duas horas de fervura, está pronto o sabão de cinza. Esse processo é o mesmo usado em fábricas de sabão, sendo a cinza um substituto para o NaOH ou KOH. O caráter básico da água de cinza se deve à presença de carbonato de potássio (K2CO3), que reage com a água dando origem a íons OH–.
Em termos gerais, a reação de saponificação ocorre quando um éster em solução aquosa de base inorgânica origina um sal orgânico e álcool. 
A Reação de saponificação também é conhecida como hidrólise alcalina, através dela é que se torna possível o feitio do sabão. Falando quimicamente, seria a mistura de um éster (proveniente de um ácido graxo) e uma base (hidróxido de sódio) para se obter sabão (sal orgânico).
 A equação abaixo demonstra este processo:
 Éster + base forte → sabão + glicerol 
Praticamente todos os ésteres são retirados de óleos e gorduras, daí o porquê das donas de casa usarem o óleo comestível para o feitio do sabão caseiro. 
Equação genérica da hidrólise alcalina: 
A equação acima representa a hidrólise alcalina de um óleo (glicerídeo). Dizemos que é uma hidrólise em razão da presença de água (H2O) e que é alcalina pela presença da base NaOH (soda cáustica). O símbolo ∆ indica que houve aquecimento durante o processo. Produtos da reação de Saponificação: sabão e glicerol (álcool). 
SAPONIFICAÇÃO DOS GLICERÍDEOS
Glicerídeos sofrem hidrólise básica, comumente chamada saponificação, produzindo sabões.
Os sabões mais comuns são sais de sódio ou potássio. A extremidade carboxílica de um ânion sabão, assim como o, íon estearato, é altamente polar e por isso tende a se dissolver em água, sendo chamada de hidrofílica ("ávido por água"). A cadeia longa, hidrocarbônica, não polar, do íon é solúvel em óleos e é chamada hidrofóbica ("repulsão a água"). Esta estrutura permite que os ânions de sabão dispersem pequenos glóbulos de óleo em água. A própria cadeia hidrocarbônicados ânions de sabão penetra nos glóbulos oleosos deixando as extremidades carboxílicas nas superfícies dos glóbulos. Isto evita que os glóbulos unam-se uns aos outros e deixa o óleo emulsionado. Frequentemente, partículas de sujeiras acompanham os óleos, de maneira que a lavagem com sabão é utilizada porque a sujeira é removida com o óleo emulsionado. Como tivemos ocasião de mencionar (ver Seção 21.2), os íons de sabão carboxilato são precipitados em água dura por íons, como por exemplo o Ca2+.
REFÊRENCIAS
Russel, J. B. Química Geral, Vol. 1. 2ª edição, São Paulo; Makron Books, 1994.