Relatório de Processos - Saponificação

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO RITTER DOS REIS - UNIRITTER 
 
 
 
SAPONIFICAÇÃO DE ÓLEOS E GORDURAS 
Química Orgânica I 
 
 
 
 
 
 
EDUARDA LUDWIG E MATEUS LEDUR 
PROFª. URSULA B. VASCONCELOS 
TURMA 226 A - PMA - ENGENHARIA 
 
 
 
 
 
 
 
Porto Alegre, Novembro de 2015. 
RESUMO 
O presente trabalho busca trazer, nas características de um relatório, os fundamentos 
teóricos, objetivos, resultados e conclusões de uma experiência feita em laboratório 
acerca do conteúdo de química orgânica, em que foram feitos processos de 
saponificação e produção de sabão à partir de reações químicas entre óleos e gorduras 
e ácidos carboxílicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Ácidos Graxos 
 
São ácidos monocarboxílicos de 
cadeia longa, podendo esta ser 
saturada ou insaturada. A quantidade 
de carbonos em uma cadeia de ácido 
graxo varia de 4 a 36 e na maior parte 
se apresentam em quantidades pares. 
O grupo dos ácidos graxos saturados 
possuem a forma de cadeia 
geralmente reta. Os insaturados 
apresentam-se de duas formas: ​cis​, 
para as moléculas insaturadas 
lineares, e ​trans​, para as moléculas de 
cadeia inclinada. Os ácidos graxos de 
moléculas ​cis são aqueles presentes 
na natureza e os insaturados de 
configuração ​trans são produzidos 
através de processos de 
hidrogenação, que envolve a 
solidificação das moléculas na 
presença de H​2​. 
 
 
Figura 1: Ácidos graxos presentes em óleos comuns. 
 
 
 
 
Figura 2: Ácido graxo saturado à esquerda e insaturado à 
direita, com configuração ​trans​. 
 
 
 
 
 
 
 
Óleos e gorduras 
Lipídios oriundos da reação entre ácidos graxos e glicerol. Nos óleos e gorduras, existe 
uma mistura complexa de ácidos graxos. A hidroxila (OH) que é o grupo funcional do 
glicerol reage com a carboxila (COOH) presente no ácido. A reação resulta em um éster 
triacilglicerol. O triacilglicerol é o éster mais encontrado na natureza na forma de 
gorduras e óleos de plantas e animais. 
São insolúveis em água devido a sua 
apolaridade. Nas gorduras, 
encontra-se uma concentração maior 
de ácidos graxos saturados, o que 
permite uma melhor acomodação das 
moléculas em sua estrutura e mantém 
a substância sólida em temperatura 
ambiente. Os óleos, ao contrário 
apresentam maior quantidade de 
ácidos graxos insaturados, com 
inclinação de cadeias, mantendo-se 
líquidos a temperatura ambiente. 
Figura 3: Molécula de glicerol à esquerda, e o éster 
triacliglicerol à direita, após reação com carboxilas 
presentes nos ácidos graxos. 
 
Índice de acidez 
O teor de ácido livre de um óleo ou gordura mede o grau de deterioração do mesmo e 
é determinado por titulação direta com uma solução alcalina padrão. O índice de 
acidez corresponde ao número de mg de KOH necessários para neutralizar 1g de óleo. 
 
Percentual de ácido livre 
É determinado a partir do índice de acidez, através da relação: 
%ácido livre = índice de acidez x M561 
Onde M é a massa molar do ácido graxo presente em maior proporção. 
 
Índice de saponificação 
O índice de saponificação (IS) é o número de mg de KOH necessários para hidrolisar 
(saponificar) 1g (1000mg) de material. Assim, a porcentagem de KOH a ser utilizada em 
uma reação de saponificação é igual a IS/10. Quanto maiores as cadeias dos ácidos 
graxos presentes, tanto menor a quantidade de KOH necessária para a saponificação. 
Por isso, o IS fornece uma ideia sobre o comprimento médio da cadeia carbônica dos 
ácidos graxos que constituem o óleo ou gordura. A relação entre a massa molecular do 
KOH e a massa molecular do NaOH é (56,1/40) igual a 1,4. Assim, um óleo com IS= 180 
precisa de 18g% de KOH ou 12,9g% de NaOH para ser saponificado. 
 
IS= m
[(B−A) x M  HCl x 56100] 
Onde: 
B é o volume de HCl gasto com a prova em branco (em mL); 
A é o volume de HCl gasto com a amostra (em mL); 
M HCl é a molaridade do HCl (mol/L); 
56100 é o valor da massa molar do KOH em mg/mol; 
m é a massa da amostra (mg). 
 
OBJETIVO 
O objetivo do experimento era fazer com que um éster de ácido graxo presente no 
óleo reagisse com uma base forte de KOH, formando um álcool, no caso o glicerol, e 
um sal de ácido graxo que no caso é o sabão resultante. Para isto, foram utilizadas 
medidas precisas de volume de líquidos e pesagem de reagentes, e processos 
aquecimento e agitação do sistema durante tempos e potências controladas. Era 
esperado que ao final do experimento, a solução adquirisse consistência e 
homogenidade, além da correta neutralização dos ácidos graxos na formação dos sais 
que compõe o sabão final. 
Outro objetivo era determinar os índices de acidez e de saponificação utilizando 
titulações de fenoftaleína e analisando as quantidades necessárias de HCl para que o 
indicador reagisse. O pH esperado do produto resultante é de 6,5 - 7,5. 
 
MATERIAIS UTILIZADOS 
REAGENTES VIDRARIAS EQUIPAMENTOS 
Água destilada; 
Óleo de côco - Ácido 
dodecanóico 
(​CH​3​(CH​2​)​10​COOH)​; 
Óleo de oliva - Ácido oléico 
(​C​18​H​34​O​2​); 
Etanol (​C​2​H​6​O); 
Hidróxido de sódio (NaOH); 
Sacarose; 
Glicerina; 
Hidróxido de potássio (KOH); 
Corantes e aromatizantes; 
Ácido clorídrico (HCl); 
Fenoftaleina (indicador). 
Erlenmeyer (250mL); 
Erlenmeyer (150mL); 
Proveta; 
Béquer; 
Vidro de relógio; 
Bastão de vidro; 
Pipeta graduada; 
Bureta. 
 
 
Aquecedor de água; 
Aquecedor elétrico; 
Pastilha de agitação 
magnética; 
Balança de precisão; 
Copos plásticos (moldes). 
 
 
 
 
Tabela 1: Materiais utilizados durante o procedimento. 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Foram colocadas 27g de óleo de coco, 3g de óleo de oliva e 12mL de etanol em um 
erlenmeyer de 250mL. Com o auxílio de um banho de água, o sistema foi aquecido até 
as gorduras serem fundidas completamente. 
 
 
Figura 4: Solução de óleo de côco, óleo de oliva e etanol em aquecimento. 
 
É então, preparada uma solução contendo 4,53g de NaOH em 10mL de água destilada. 
Lentamente introduz-se a solução no erlenmeyer. É mantido em aquecimento durante 
1 hora. 
Agita-se a solução constantemente para emulsionar os componentes com um bastão 
de vidro. Terminando o refluxo adiciona-se uma solução de 5,56g de sacarose em 5mL 
de água destilada, acrescentando 7,4g de glicerina. Mantem-se o refluxo e a agitação 
por mais 10 minutos e resfria-se a 60⁰C. Adiciona-se corante e aromatizante 
lentamente, mistura-se bem e se despeja em moldes. Deixa-se em repouso até 
endurecer. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Solução em resfriamento. 
 
Após o resfriamento, foram então adicionados e misturados lentamente corantes e 
aromatizantes, sob auxílio de um bastão de vidro e a solução foi colocada em um 
molde de copo plástico para repouso durante 7 dias. 
Determinação do índice de acidez - ​Reação com KOH diluido, neutralização dos ácidos 
livres. Pesa-se aproximadamente 5g da amostra (óleo ou gordura) diretamente em um 
erlenmeyer de 250mL. Adiciona-se 50mL da mistura etanol-éter etílico (1:1)recentemente preparada. É aquecido levemente a mistura para facilitar a 
solubilização. Adiciona-se 2 gotas de fenolftaleína e é titulado com uma solução de 
KOH 0,02M. Determina-se o índice de acidez e o percentual de ácido livre. 
 
 
Figura 6: Determinação do índice de acidez. 
 
Determinação do índice de saponificação - ​Reação com KOH alcoólico a quente 
(hidrólise dos ésteres e neutralização dos ácidos). Pesa-se com exatidão 1g de um óleo 
de coco diretamente em um erlenmeyer de 150mL. Acrescenta-se 25mL de uma 
solução de 0,5M de KOH em etanol e é aquecido o conjunto sob refluxo durante 15 
minutos, em chapa de aquecimento, utilizando agitação magnética. Resfria-se e é 
titulado o excesso de KOH com uma solução de 0,5mL de HCl, usando fenolftaleína 
como indicador. É titulado também, 
25mL de KOH 0,5M com HCl 0,5M 
(branco). Anota-se os volumes gastos e 
calcula-se o índice de saponificação da 
gordura utilizada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Determinação do índice de saponificação. 
 
 
 
RESULTADOS E OBSERVAÇÕES 
A reação de saponificação utilizada neste experimento foi feita utilizando o KOH como 
base forte, como expresso a seguir: 
Figura 8: Reação de saponificação utilizando o KOH como base forte. 
 
O produto final apresenta um aspecto menos tenaz do que no processo utilizando-se 
hidróxido de sódio. É um sal de ácido carboxílico, solúvel tanto em meios polares, 
quanto apolares devido ao comprimento de sua 
cadeia. O sabão também reduz a tensão 
superficial da água, o que aumenta a capacidade 
de "enxague". A sua eficiência para limpeza, 
deve-se a emulsão de partículas solúveis nas 
gorduras (sujeiras) em micelas. 
 
 
 
 
 
Figura 9: Resultado do experimento, após uma semana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10: Representação das emulsões do sabão em meio aquoso. 
Existem também outras reações conhecidas para a saponificação de óleos e gorduras, 
como a mais comum no processo industrial que utiliza como base neutralizadora a 
soda cáustica: 
 
Figura 11: Reação de saponificação utilizada na indústria. 
 
Outra alternativa é o método "caseiro" de produção de sabão que envolve a utilização 
de água de cinzas como base, em que o carbonato de potássio presente em sua 
composição libera íons OH​-​. 
 
Índice de Acidez e Percentual de Ácido Livre: 
 
1mol de KOH ------ 56g 
0,02mols ----------- 1,12g de KOH em 1L 
 
1000mL KOH 0,02M ---- 1,12g 
1,6mL -----------------------1,79mg/ 5,11g de óleo de coco. 
índice de acidez = 0,350mg de KOH/ g de gordura. 
 
óleo de coco: ​CH​3​(CH​2​)​10​COOH, massa molar 200g/mol 
 
%ácido livre = 0,350 x = 0,1247 = 12,47%561
200 
 
Índice de Saponificação: 
 
IS= = 460,021000mg
[(28,5mL − 12,1mL) x 0,5M  HCl x 56100] 
 
Relação entre a massa molecular do KOH e do óleo de coco: = 0,2856200 
Porcentagem = 46g% de KOH ou 164,3g% de óleo de coco para ser saponificado.IS10 
 
 
 
CONCLUSÃO 
O experimento alcançou os resultados e os objetivos esperados. Todas as práticas de 
pesagem e medidas foram seguidas de acordo, as mudanças de temperatura foram 
feitas em intensidade e tempo controladas e durante todo o procedimento, o cuidado 
com contaminações e alterações nos materiais foi mantido. O produto final 
apresentou todas as características esperadas, assim como em todas as etapas 
precursoras. Os cálculos de determinações de índices, e o aspecto físico do material 
provam que o sabão têm as propriedades químicas certas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
1. HENRIQUE DE ABREU PICCOLO, Óleo e Saponificação. UFABC. 9 de maio de 
2012. Disponível em: 
<​http://www.ebah.com.br/content/ABAAABP_UAE/relatorio-06-oleo-saponific
acao#comments​>. Acesso em: 7 de Novembro de 2015. 
2. BARBOSA, L. C. A. Química Orgânica: Uma introdução para as ciências agrárias e 
biológicas, Viçosa: Editora UFV, 1998. 
3. CEZAR, ALMIR. Processo Industrial: Saponificação - Sabão e Fabricação. 
Disponível em: 
<​http://processo-industrial.blogspot.com.br/2010/05/saponificacao-sabao.htm
l​>. Acesso em: 9 de Novembro de 2015. 
4. CDCC. Experimentos de ensino médio: Propriedades de Sabão. Setor de 
Química/USP. Disponível em: ​http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/index.html​. 
Acesso em: 11/12/2009.