Relatório 2 - Síntese sabão e detergente

Prévia do material em texto

RELATÓRIO AULA PRÁTICA 
QUÍMICA ORGÂNICA
2º EXPERIMENTO: FABRICAÇÃO DE SABÃO E DETERGENTE
Alunas: Bruna Golinelli Naliis Larissa Mayara Salla
Laura Piacentini Casarin
UNESP RIO CLARO, 19 de Setembro de 2017
INTRODUÇÃO
O sabão, produto da química orgânica muito usado para limpeza em geral, podendo ter várias cores, formas e diversas aplicações. Sua origem é obtida da hidrólise alcalina entre uma gordura de origem vegetal ou animal. A principal característica química do sabão é a formação de micelas, que são aglomerados esféricos de ânions carboxilatos que estão dispersos por toda a fase aquosa (Solomons, 2006). A molécula do sabão consiste em uma longa cadeia de átomos de carbono e hidrogênio com átomos de sódio e oxigênio em uma de suas pontas. Esta estrutura molecular é responsável pela diminuição da tensão superficial da água. Sua molécula possui grupos hidrofóbicos (sem afinidade com a água) e grupos hidrofílicos (têm afinidade com a água) cadeias de alquila permanecem em meio apolar, no interior da micela, enquanto que os grupos de carboxilato permanecem no lado de fora da micela, em um ambiente polar. Dessa forma, a parte apolar da molécula de sabão é responsável por remover a sujeira gordurosa, enquanto que a parte apolar se mistura com a água, dispersando a molécula de sabão junto com a sujeira no meio aquoso (OZAGO, 2008).
O sabão pode ser fabricado de forma caseira a partir de óleos de fritura. Este tipo de prática, além de reduzir danos ao meio ambiente causados pelo descarte incorreto desse material, transforma os óleos em materiais biodegradáveis (Baldasso, 2010). Neste relatório será descrita a fabricação de sabão a partir de óleo de fritura.
O detergente é um tensoativo com propriedades de limpeza em soluções diluídas, podendo apresentar aditivos em solução que aumentam o seu rendimento. São fabricados tanto em líquido como em pó, e são encontrados em qualquer supermercado na forma de produtos de limpeza, líquidos para lavar a louça, entre outros. Tensoativos são, por sua vez, substâncias que diminuem a tensão superficial de um líquido, a tensão interfacial entre dois líquidos, ou a tensão entre um líquido e um sólido, sendo por isso ideais para a remoção de gorduras e outras sujidades. Estes apresentam na sua constituição um grupo hidrofílico polar e um grupo hidrofóbico apolar (normalmente cadeias de hidrocarbonetos), que é o que vai permitir esta solubilização (MACHADO,2010). As matérias-primas usadas para o fabrico do surfactante são produtos da petroquímica, derivados de alquilbenzenos, dos álcoois gordos e do ácido sulfúrico. 
O EDTA é um agente complexante usado em diversos processos industriais, sendo componente essencial em certos produtos como os detergentes, por exemplo (Nascimento; Mahmoud; Freire; [200?]. Dessa forma, o EDTA pode ser detectado em altas concentrações em determinados efluentes industriais.
Os métodos comumente utilizados para a determinação da concentração micelar crítica são tensão superficial, espectrometria, fluorescência, técnica de espalhamento de luz ressonante e condutividade elétrica, no presente trabalho o método utilizado será o de emulsificação.
	A Figura 1 representa um diagrama da formação do detergente, e suas reações e componentes, A Figura 2 representa um diagrama da formação do sabão, suas reações e componentes.
 
Figura 1: Diagrama do detergente
Fonte: NETO; PINO, 2011
Figura 2: Diagrama do sabão
Fonte: NETO; PINO, 2011
OBJETIVO
Obter sabões a partir da reação de saponificação de gorduras e óleos com soda cáustica
MATERIAL E MÉTODOS
Óleo Usado/banha vegetal
Soda cáustica (NaOH)
Béqueres
Bastão de vidro (bagueta)
Etanol
Ureia
Lauril sulfato de sódio
EDTA
A- Sabões:
Com banha (sabão trio)
- Dissolver cuidadosamente 12,5g de soda cáustica (NaOH( em 38mL de água
- Acrescentar 50g de sebo derretido a quente e 27mL de óleo usado
- Adicionar 50mL de etanol
IMPORTANTE: Agite bem até começar a endurecer
B- Detergente
- 1,25g de laurilsulfato de sódio (C22H23CH2OSO3Na)
- 0,25g de EDTA
- 25mL de água
- Adicionar em um bequer
Acertar o pH até 10, usando NaOH diluido.
- Diluir para 250,0mL
C- Propriedades do sabão e do detergente
No béquer em que foi preparado o sabão colocar aproximadamente 20ml de água e dissolver com um bastão
1- Amolecimento de H2O
- Dissolver 5mL de solução de sabão em 50mL de H2O
- Adicionar algumas gotas de CaSO4 ou giz
- Agitar e observar
Repetir o processo para o detergente
2- Emulsificação do óleo
- Misture 5 gotas de óleo em 5mL de sabão
- Agitar e deixar em repouso
Repetir o processo para detergente
RESULTADOS
Após a obtenção do detergente e do sabão foram realizados dois experimentos, onde o primeiro foi para medir o efeito de remoção da sujeira pelos agentes limpantes, em dois Beckeres, um com o detergente + água e outro com sabão + água acrescentamos pó de giz e agitamos a mistura, no becker onde havia a mistura com detergente todo pó de giz se desfez restando apenas poucos farelos precipitados; na mistura com sabão, quase não houve emulsificação do giz, havendo bastante precipitação.
	 O resultado obtido no becker com sabão se deu pois a presença de cátions no giz dificulta a ação dos sabões na remoção do mesmo.
O sabão é chamado de tensoativo aniônico, porque ele dissolve-se na água produzindo ânions e cátions. Seus ânions são os responsáveis por diminuir a tensão superficial da água e permitir a limpeza. No entanto, os cátions de cálcio, magnésio e ferro II não são solúveis em água e reagem com os ânions do sabão formando compostos insolúveis. Dessa forma, esses cátions anulam a ação do sabão e aderem ao tecido que está sendo lavado (COPPYRIGHT, 2013).
	O segundo experimento foi realizado usando tubos de ensaio para medir a emulsificação dos agentes limpantes, onde colocamos em um dos tubos uma mistura de detergente e água + óleo, e em outro tubo uma mistura sabão e água + óleo. No tubo contendo detergente o resultado foi uma solução bifásica, ou seja, o óleo e a solução com detergente não se misturaram, já na solução contendo sabão obtivemos uma solução homogênea, ou seja o óleo presente no tubo foi degradado pelas micelas provando que o sabão atingiu os resultados esperados, sendo mais eficiente que o detergente utilizado nesse experimento.
	O processo de emulsificação ocorre quando é possível misturar dois líquidos que naturalmente não se misturam, no caso desse experimento a água e o óleo, adicionando um agente emulsificador. Os emulsificadores geralmente possuem uma ponta polar e outra apolar. Os sabões foram as micelas quando em soluções aquosas, onde várias moléculas dos sabões de juntos e formam uma estrutura esférica onde se localizam na parte interna as cadeias hidrocarbônicas do sabão, interagindo com as gorduras, na parte externa ficam os grupos carboxilas que interagem com a água. Assim se a interação entre os as micelas e gordura for boa, esta será reduzida e dispersa para enfim ser eliminada (Melicci, 2012).
CONCLUSÃO
Com a prática podemos perceber que o método de preparação de sabões é um processo bastante simples, o qual apresenta a reação explicada por mecanismos de reações que mostram mais detalhadamente a formação do sabão e do subproduto, a glicerina. Compreendemos que o sabão é produzido a partir de ésteres, que são os óleos e as gorduras. Estes, por sua vez, sofrem hidrólise básica e formam o glicerol e os sais desses ácidos graxos, o popularmente conhecido como sabão.
Foi compreendido as características das moléculas que constituem o sabão, e pode-se entender o motivo do seu funcionamento como agente de limpeza biodegradável e distingui-lo de outros agentes de limpezas, com os detergentes. O motivo é que o sabão possui uma extremidade polar que é hidrofílica (possui afinidade pela água), e uma extremidade apolar da cadeia que é hidrofóbica (possui aversão pelaágua).
O experimento de saponificação pode inclusive ser realizada em casa com materiais de fácil acesso, como óleo de cozinha usado, assim, tornando a realização do experimento totalmente satisfatória e sendo de acordo com os resultados previstos.
Durante a prática, foi possível verificar que o princípio ativo responsável por eliminar resíduos oleosos, tanto em sabões e quanto em detergentes, é o mesmo, sendo um agente emulsificante, envolvendo e eliminando as partículas de gordura. Como visto e realizado, o processo de obtenção dos mesmos é diferente, pois os detergentes são obtidos a partir do ácido sulfônico e base forte, o ácido sulfônico por sua vez é obtido pela reação entre álcool e ácido sulfúrico.
REFERÊNCIAS
BALDASSO, E.; PARADELA, A. L.; HUSSAR, G. J. Reaproveitamento do óleo de fritura na fabricação de carvão – Espírito Santo do Pinhal: Eng Ambiental,2010 Vol.7 No.1 pg 216-28.
MACHADO, R.C. Relatório de CMC. UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBA Instituto de Ciências Ambientais e Desenvolvimento Sustentável – ICADS. 2010
MELUCC, M. Emulsão e Interações Intermoleculares.2012. Disponivel em: < https://groups.google.com/forum/m/#!topic/quimica-edn11/AMjyuWrwTzc> Acessado em: 02 set. 2017
. 
MUNDO DA EDUCAÇÃO, 2013. Água dura. Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/agua-dura.htm> Acessado em: 02 set 2017.
NASCIMENTO, A. A. I.; MAHMOUD, A.; FREIRE, R. S.[200?] Influência da variação do pH e da presença de íons metálicos na ozonização do EDTA. Instituto de Química, Universidade de São Paulo, 26077, 05513-970, São Paulo, Brasil.
NETO, O.G.Z.; PINO, J.C.D., 2011, Trabalhando a Química dos Sabões e Detergentes. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Química, Rio Grande do Sul, Brasil.
SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B. Lipídios. Química Orgânica V.2 Rio de Janeiro: LTC, 2006. Cap 23 pg 409-11.