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QMC 5220–2018.1 – Turma 05503 Data do experimento: 24/04/2018 37a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - SBQ 1 Preparação de sabões Cynthia Farias Manassi, Isabela P. Da Silva, Nathalia Rollemberg Palavras Chave: saponificação, ácidos graxos, insaturações. Objetivo Preparação de sabão a partir de gordura animal usando NaOH na reação de hidrólise base para obtenção do sal do ácido graxo. Introdução Tanto óleos quanto gorduras são substâncias formadas a partir de ácidos carboxílicos com cadeias carbonadas longas, conhecidos por ácidos graxos. Esses ácidos são, em geral, monocarboxílicos (apresentam apenas um radical carboxila: -COO-), e formam os chamados glicerídeos que, por sua vez, pertencem à família dos lipídios. Os ácidos graxos formadores dos óleos diferem dos formadores das gorduras por possuírem mais insaturações (ligações π) em sua cadeia. Devido a isso, os óleos possuem menor ponto de fusão e ebulição que as gorduras sendo, por isso, geralmente, líquidos na temperatura ambiente (± 20ºC). Já gorduras, nesta temperatura, são, geralmente, sólidas. Existem diferenças entre óleos provenientes de origem animal e os de origem vegetal. Óleos de origem animal, em geral, são mais densos que os óleos vegetais, devido ao menor número de insaturações da cadeia carbônica. 1 Sabões são sais de sódio, ou potássio, de ácidos graxos de cadeia longa. Quando os triglicerídeos da gordura / óleo reagem com NaOH ou KOH aquoso, eles são convertidos em sabão e glicerol. Isso é chamado de hidrólise alcalina de ésteres. Como essa reação leva à formação de sabão, ela é chamada de processo de saponificação. 2 Figura 1: Saponificação do triglicerídeo A base (NaOH) libera íons OH- que atacará a carbonila, que causará a liberação do grupo Rx- COO- do qual terá como contra íon Na+, obtendo assim uma parte polar (COO-) e uma parte apolar (R1, R2, R3). Há também a formação de um triol. Figura 2: Reação de saponificação Sabões servem como “removedores de sujeira” de forma semelhante. A maioria das partículas de sujeira (por exemplo, sobre a pele) é cercada por uma camada de óleo ou gordura. Moléculas de água não conseguem sozinhas dispersar estes glóbulos gordurosos pois não conseguem penetrar na camada oleosa e separar as partículas individuais uma da outra ou da superfície à qual se grudaram. Soluções de sabão, entretanto, são capazes de separar as partículas individuais, pois suas cadeias de hidrocarbonetos conseguem “dissolver” a camada gordurosa. Quando isso acontece, cada partícula individual desenvolve uma camada exterior de ânions carboxilados e apresenta a fase aquosa com um exterior muito mais compatível – uma superfície polar. Os glóbulos individuais agora repelem um ao outro e assim se dispersam na fase aquosa. 3 Figura 3: Esquema de uma micela QMC 5220–2018.1 – Turma 05503 Data do experimento: 24/04/2018 37a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - SBQ 2 Resultados e Discussão Iniciou-se este experimento pesando-se 10,330g de banha de porco em um béquer e posto em chapa de aquecimento até a fusão da gordura. Em paralelo, foi pesada 5,07g de NaOH e dissolvida em um béquer contendo uma solução de 20ml de água destilada e 20ml de etanol. Após o derretimento da banha, adicionou-se lentamente a solução preparada com NaOH e mantida em banho-maria por cerca de 45min. Preparou-se 40ml de solução 50:50/etanol:água e adicionou-se em pequenas porções sobre a mistura reacional em banho-maria durante 45min. 100ml de uma solução de cloreto de sódio e água que já estava pronta pelos técnicos de laboratório, foi rapidamente vertida sobre a mistura reacional, com mais 50ml da mesma solução salina lavou-se o béquer para que não restasse nada da solução no recipiente. A mistura foi mantida sob agitação por alguns minutos, e depois esfriou-se em banho de gelo e em seguida, filtrou-se à vácuo. Após três dias fez-se a aferição da massa de sabão obtida. Este tempo é necessário para que o sabão seque completamente e assim obter um valor de massa com maior exatidão. Tabela 1 Reagentes Massa (g) Volume (ml) Banha 10,330 - NaOH 5,07 - Água - 40 Etanol - 40 NaCl (Sól. Salina) 50 - Água (Sól. Salina) - 150 ***Massa sabão obtido = 17,502 g. Questionário 1) Investigue na literatura quando se utiliza hidróxido de potássio como base e porque. A saponificação feita com KOH produz sabões mais moles e macios por causa de sua grande solubilidade em água. Este tipo de sabão é utilizado para produzir sabonetes liquídos, pois requer menos água para sua transformção em líquido e então pode conter mais agentes de limpeza. 2) Por que o sabão originado do óleo de coco é mais solúvel em água? O óleo de coco contém alta quantidade de ácidos graxos, de 6 a 14 carbonos, rendendo assim muito mais glicerol. Uma vez que os gliceróis apresentam grande solubilidade em água, estes se tornam muito mais solúveis. 3) Qual o objetivo da utilização da solução salina? A solução salina é usada, pois o cloreto de sódio tem o efeito de separar o sistema em duas fases, tornando a fase aquosa mais polar e assim repelente frente à fase orgânica. Além disso, a dissolução do sal aumenta a densidade da fase aquosa - o que facilita a separação do sabão que é menos densa.4 Sendo assim, separa-se a lixívia aquosa contendo soda cáustica que foi acrescentada em excesso, a glicerina e o NaCl do sabão que forma de uma camada superior que pode ser facilmente separada.5 4) Por que se utilizou uma mistura de etanol e água e não água, somente? O etanol é utilizado antes da reação acontecer (base forte + triglicerídeo para formar glicerol e sabão), pois durante o aquecimento, ele ajuda a indicar o termino da reação, que é quando o odor característico do etanol desaparece. 5) Por que acetato de sódio e propionato de sódio são sabões pobres? Por possuírem uma cadeia apolar muito pequena, não proporcionando uma boa interação com a gordura presente na superfície a que será limpa. Conclusões O sabão é largamente empregado em diversos seguimentos industriais, tais como nas indústrias têxteis, de tintas, de plásticos e de couros. Entretanto, sua maior produção se destina à lavagem e limpeza domésticas. Os sabonetes e sabões líquidos são sabões especiais destinados a lavagem e ao banho e possuem um pH mais básico. 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. 6 _______________________ 1 Trabalhando a química dos sabões e detergente. Acesso em 06/05/2018 disponível em: http://www.quimica.seed.pr.gov.br/arquivos/File/AIQ _2011/saboes_ufrgs.pdf 2 Online labs. Saponification – The process of making soap. Acesso em: 06/05/2018 disponível em: QMC 5220–2018.1 – Turma 05503 Data do experimento: 24/04/2018 37a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - SBQ 3 http://amrita.olabs.edu.in/?sub=73&brch=3&sim=119 &cnt=1 3 SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Craig B. Lipídios. Química Orgânica V.2 Rio de Janeiro: LTC, 2002. Cap 23 pg 372. 4 MELO, R. Manuais técnicos LEP: Fabricação de sabões e artigos de toucador. 4°edição. São Paulo: Editora LEP S.A., 1964. 5 ISENMANN, A.F. Cosméticos sob o olhar químico. 1°edição. Timóteo, MG: edição do autor, 2012. ISBN 978-85-913050-5-6. 6 BALDASSO, Erica; PARADELA, André Luís; HUSSAR,Gilberto José. REAPROVEITAMENTO DO OLEO DE FRITURA NA FABRICAÇÃO DE SABÃO – Espírito Santo do Pinhal: Eng Ambiental,2010 Vol.7 No.1 pg 216-28.
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