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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUI CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA - CCN DEPARTAMENTO DE QUÍMICA CURSO: ZOOTECNIA DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA ANA CLARICE ALBUQUERQUE LOPES ARTHUR REBELATO PERTENCE JHEANY MARIA MESQUITA DE SOUSA JULIANA GONDIM REIS PREPARAÇÃO E PROPRIEDADES DOS SABÕES Docente: Prof. Drª Nilza Campos de Andrade Teresina 2024 SUMÁRIO RESUMO ........................................................................................................................ 3 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 4 PARTE EXPERIMENTAL .............................................................................................. 5 MATERIAIS E REAGENTES...................................................................................... 5 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ......................................................................... 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................. 7 CONCLUSÃO ................................................................................................................. 9 REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 10 QUESTIONÁRIO .......................................................................................................... 11 3 RESUMO Para observar a preparação de sabão, bem como conduzir experimentos rápidos para avaliar suas propriedades em ácidos e sais, e compreender mais profundamente as reações envolvidas, serão realizadas práticas laboratoriais. Essas atividades visam promover a compreensão dos processos químicos envolvidos na fabricação de sabão, assim como a interação deste com substâncias ácidas e salinas. 4 INTRODUÇÃO Os triglicerídeos, também conhecidos como triacilgliceróis, são os lipídeos mais comuns na natureza. Estes consistem em ésteres do álcool glicerol, cuja estrutura permite a reação com três moléculas de ácidos carboxílicos, resultando em uma molécula com três ligações éster, denominada triéster. A produção de sabões ocorre através do processo de saponificação, que envolve a reação de ácidos graxos com bases fortes, como o hidróxido de sódio ou o hidróxido de potássio, originando sais de ácidos graxos de cadeia longa, ou seja, sabões. Esses compostos são reconhecidos como agentes emulsificadores, pois reduzem a tensão superficial da água, facilitando a remoção da sujeira. Gorduras animais e óleos vegetais, formados por ésteres, são insolúveis em água, mas reagem com soluções alcalinas para produzir sabões. Este processo, conhecido como reação de saponificação, é um dos métodos mais antigos para converter gorduras animais e óleos vegetais em sabões. A fórmula geral de um sabão é RCO-ONa, onde R é uma cadeia carbônica comumente contendo de 12 a 18 átomos de carbono. A estrutura característica de um sabão é marcada por uma extremidade carregada, atraída pela água, e outra extremidade não solúvel em água. Quando um sabão é disperso em água, formam- se micelas, agregados coloidais nos quais as cadeias lipofílicas estão direcionadas para o centro, enquanto as partes hidrofílicas ficam em contato com a água. Os íons positivos, como o sódio (Na), permanecem na água, sendo o sabão mais comum um sal de sódio. Entretanto, sais como Ca2+, Mg2 são insolúveis em água e podem precipitar em presença de sabões, resultando em problemas de eficácia de limpeza, especialmente em águas duras. Essas dificuldades levaram ao desenvolvimento de detergentes sintéticos como alternativas aos sabões tradicionais em ambientes de água dura. 5 PARTE EXPERIMENTAL MATERIAIS E REAGENTES • Bico de Bunsen • Tubo de ensaio (3 unidades) • Solução de CaCl2 0,1 M • Tripé de ferro • Tela de amianto • Solução de HCl 3M • Bastão de vidro • Gordura ou óleo • Solução de MgSO4 0,1 M • Béquer de 100 ml e 25,0 ml • NaOH (pastilhas) • Contador de gotas • Copinho descartável PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Preparação do sabão: • Colocar 1,5 g de NaOH e dissolver em um copinho descartável, utilizando 2 ml de água. • Pesar 5 g de óleo e colocar em um béquer de 100 ml. • Aquecer suavemente o óleo. • Adicionar a solução de NaOH ao óleo em pequenas porções, agitar com um bastão de vidro e aguardar a reação de cada porção antes de adicionar uma nova. • Após a adição completa da solução de NaOH, continuar o aquecimento por aproximadamente 5 minutos. • Desligar o bico de Bunsen e observar o sabão formado na superfície do béquer. • Lavar as mãos com o sabão obtido. 6 Testes com o Sabão: • Transferir 2 g do sabão obtido para um béquer de 250 ml e adicionar 100 ml de água previamente aquecida até a ebulição. • Distribuir 5 ml da solução de sabão em três tubos de ensaio diferentes. a) Tubo 1 (HCl): Adicionar 1 ml de HCl 3 M ao primeiro tubo e agitar. Observar qualquer mudança na solução. b) Tubo 2 (MgSO4): Adicionar 1 ml de MgSO4 0,1 M ao segundo tubo e agitar. Observar qualquer mudança na solução. c) Tubo 3 (CaCl2): Adicionar 1 ml de CaCl2 0,1 M ao terceiro tubo e agitar. Observar qualquer mudança na solução. 7 RESULTADOS E DISCUSSÕES Ao iniciarmos o processo de pesagem, damos inicio ao desenvolvimento da saponificação. Após o aquecimento do óleo e a preparação da mistura de soda cáustica (NaOH) , a mesma foi adicionada ao óleo. Observou-se então que, o líquido formado possuía uma viscosidade maior e com aspecto espumoso à medida em que ele foi sendo adicionado e agitado. Em geral essa reação ocorre em aquecimento moderado na faixa dos 60 ºC. Após passados alguns minutos, o retiramos do aquecimento e esperamos que esfriasse, notamos que, o sabão obtido possuía um aspecto denso com coloração meio amarelada, e então pegamos um pequeno pedaço do sabão para lavarmos as mãos, e o mesmo surtiu o efeito esperado. Posteriormente, foi colocado em um tubo de ensaio 2 g do sabão obtido com um pouco de água, e depois de aquecida até a ebulição esperamos que a mistura esfriasse e observamos que o sabão de sódio foi solúvel em água, dissolvido em altas temperatura. Em seguida, foram adicionados 5 ml de solução em três tubos de ensaio, o primeiro tubo continha ácido clorídrico (HCL), o segundo sulfato de magnésio (MgSO4), e o terceiro cloreto de cálcio CaCl2. Na mistura com (HCL) ocorreu uma turvação da solução graças a formação de ácidos graxos. Porém, tanto a mistura de 8 ( MgSO4) como na mistura de ( CaCl2) mostraram-se pouco solúveis, e as mesmas formaram precipitados brancos. Figura 1: reação da solução do sabão obtido com as misturas. A saponificação ocorre por meio de um mecanismo de adição eletrofílica, seguido por uma eliminação no carbono acílico (da carbonila). 9 CONCLUSÃO A prática experimental revela que a preparação de sabão é um procedimento relativamente simples, utilizando materiais de fácil acesso, o que torna a execução do experimento altamente satisfatória. A fabricação de sabão representa uma alternativa sustentável para a reutilização de óleos de cozinha, contribuindo para evitar o descarte inadequado que impacta o meio ambiente. Ficou evidente que o sabão é obtido a partir da saponificação de ésteres presentes em óleos e gorduras. Esses ésteres sofrem hidrólise básica durante o processo, resultando na formação de glicerol e dos sais correspondentes aos ácidos graxos presentes. Estes sais, por sua vez, são os sabões. 10 REFERÊNCIAS NOVAIS, Stéfano Araújo. “Reação de Saponificação. Reação de Saponificação Do Sabão”. Manual Da Química. Disponível em: www.manualdaquimica.com/quimica-organica/reacao-saponificacao.htm. Acesso em12 maio de 2024. 11 QUESTIONÁRIO 1. Qual a equação geral da saponificação de um triéster de ácido graxo com NaOH? Triéster + NaOH→ Álcool + Sal de ácido graxo (sabão) + NaHCO 2. Quando um éster sofre hidrólise em meio ácido quais os compostos orgânicos (funções) que se formam? Se forma um ácido carboxílico e um álcool. 3. Por que a água dura é imprópria para a lavagem de roupas? A água dura contém altos níveis de íons de cálcio e magnésio, que interagem com o sabão para formar precipitados insolúveis, conhecidos como "sabão de cálcio" ou "sabão de magnésio". Isso reduz a eficácia do sabão, resultando em uma menor capacidade de limpeza e formação de resíduos nas roupas. 4. Qual a diferença entre sabão e detergente? O sabão é geralmente feito de gorduras ou óleos naturais combinados com hidróxido de sódio ou potássio através de um processo chamado saponificação. O sabão é mais biodegradável e é eficaz para remover gordura e sujeira orgânica. Já o detergente é uma mistura de substâncias químicas sintéticas, como sulfatos ou sulfonatos de alquil, que são derivados do petróleo. Os detergentes são mais eficazes na remoção de sujeira oleosa e funcionam melhor em água dura. Além disso, os detergentes podem ser formulados para terem diferentes propriedades, como serem mais suaves para a pele ou serem mais eficazes em água fria. 5. O que é índice de saponificação? Qual é a relação entre o índice de saponificação e a massa molecular média dos ácidos graxos que compõem o triglicerideo? O índice de saponificação é uma medida que indica a quantidade de base necessária para saponificar uma certa quantidade de uma substância. A relação entre o índice de saponificação e a massa molecular média dos ácidos graxos que compõem o triglicerídeo é que quanto maior a massa molecular média dos ácidos 12 graxos, maior será o índice de saponificação. Isso ocorre porque os ácidos graxos de maior massa molecular contêm mais grupos carboxila (COOH), que reagem com a base durante o processo de saponificação. 6. Qual a diferença entre óleo e gordura? A diferença entre óleo e gordura está principalmente em sua composição e estado físico em temperatura ambiente: Composição: Tanto óleo quanto gordura são compostos de triglicerídeos, que são ésteres formados pela ligação de ácidos graxos a uma molécula de glicerol. A diferença entre óleo e gordura reside principalmente na composição dos ácidos graxos. Os óleos geralmente contêm ácidos graxos insaturados, enquanto as gorduras tendem a ser compostas principalmente de ácidos graxos saturados. Estado físico: Em temperatura ambiente, os óleos são líquidos, enquanto as gorduras são sólidas. Isso ocorre porque os ácidos graxos insaturados nos óleos possuem cadeias carbônicas com ligações duplas que não se empacotam tão bem, resultando em uma estrutura menos organizada e um estado líquido. Já as gorduras, com seus ácidos graxos saturados, possuem uma estrutura molecular mais compacta, levando ao estado sólido em temperatura ambiente. 7. Como se dar a ação de limpeza do sabão? A ação de limpeza do sabão ocorre devido às suas propriedades surfactantes. Quando o sabão é dissolvido em água, as moléculas do sabão têm uma parte hidrofílica (atraída pela água) e uma parte hidrofóbica (repelida pela água e atraída por óleos e gorduras). Quando você esfrega o sabão em uma superfície suja, as partes hidrofóbicas do sabão se ligam às moléculas de gordura e sujeira, enquanto as partes hidrofílicas se ligam à água. Isso forma micelas, pequenas estruturas esféricas em que as moléculas de gordura e sujeira são encapsuladas, permitindo que sejam removidas da superfície e dispersas na água. 8. Que é um detergente biodegradável? Um detergente biodegradável é um produto de limpeza que é formulado com ingredientes que podem ser decompostos por microorganismos naturais em 13 compostos mais simples e menos nocivos ao meio ambiente. Isso significa que, após o uso, esses detergentes podem ser quebrados em substâncias menos prejudiciais, como água e dióxido de carbono, por processos naturais de decomposição. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUI CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA - CCN DEPARTAMENTO DE QUÍMICA CURSO: ZOOTECNIA DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA ANA CLARICE ALBUQUERQUE LOPES ARTHUR REBELATO PERTENCE JHEANY MARIA MESQUITA DE SOUSA JULIANA GONDIM REIS preparação e propriedades dos sabões resumo introdução parte experimental materiais e reagentes procedimento experimental resultados e discussões conclusão referências questionÁRIO