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1 1. INTRODUÇÃO Estima-se que os antigos egípcios já conheciam o sabão, e os fenícios, a 600 anos A. C., já o utilizavam. Na Roma antiga, as mulheres descobriram que, quando usavam uma argila que escorria na colina Sapo onde os antigos romanos sacrificavam os animais, na água a lavar roupa, a lavagem se tornava mais fácil, pois a sujeira do tecido saía com mais facilidade. Aquela argila era composta de gordura dos animais que ali eram sacrificados, associada às cinzas de madeira queimada. Foi daí que originou a descoberta dos componentes básicos do que, mais tarde, viria a receber o nome de sabão. 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 limpa. O processo químico que ocorre durante a fabricação do sabão é conhecido como “saponificação” e consiste na hidrólise de um éster catalisado por uma base. As gorduras estão constituídas fundamentalmente de triglicerídios, ésteres de ácidos carboxílicos com o álcool conhecido como glicerol. Os sabões e os detergentes são compostos de moléculas que contêm grandes grupos hidrocarbônicos, os grupos hidrofóbicos (que não tem afinidade pela 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 óleos e as porções polares são solúveis em água. A capacidade de limpeza dos sabões e detergentes depende da sua capacidade de formar emulsões com materiais solúveis nas gorduras. Na emulsão, as moléculas de sabão ou detergente envolvem PROCESSO QUÍMICO DE PREPARAÇÃO DO SABÃO EXPERIÊNCIA 11 2 a "sujeira" de modo a colocá-la em um envelope solúvel em água, a micela. Partículas sólidas de sujeira dispersam na emulsão. 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 ferro de hidrogeno-sulfatos de alquila são solúveis em água, e os sais de sódio destes materiais, por exemplo, conhecidos como detergentes, são eficientes mesmo em água dura. Estes detergentes contêm cadeias alquílicas lineares como as gorduras naturais. Como são metabolizados por bactérias nas estações de tratamento de esgotos, chamam-se detergentes biodegradáveis. CH3(CH2)10CH2OSO3-Na+ (Lauril-sulfato de sódio) 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Em um bécker (1) de 100mL coloque 8g de uma gordura comercial (sebo, banha de porco, gordura de coco, etc) e 30mL de etanol a 95%, aquecendo o conjunto em chapa de aquecimento, com agitação constante, até a dissolução da gordura. Em um bécker (2) de 250mL coloque 4g de hidróxido de sódio, acrescente 20mL de água e agite para dissolver. CUIDADO: a dissolução do NaOH em água é exotérmica. Adicione a solução da gordura (1) sobre a solução alcalina (2) e aqueça (50-60ºC) a mistura, sob agitação constante e em uma placa de aquecimento, durante aproximadamente 30 minutos. Tenha cuidado pois a solução costuma espumar e saltar bastante, podendo ocasionar queimaduras. Enquanto se processa a reação de saponificação prepare, em um bécker (3) de 250mL, uma solução de 24g de cloreto de sódio em 100mL de água. Resfrie esta solução em banho de gelo. Terminando o aquecimento, verta cuidadosamente e com agitação a solução de sabão na solução salina (3). Observe que o sabão precipita. Separe o precipitado por filtração à vácuo. Para eliminar restos de NaOH do sabão retome o precipitado ao bécker, adicione uma pequena quantidade de água gelada, agite um pouco e volte a filtrar à vácuo, pressionando o precipitado com papel absorvente para secá-lo. Retire parte do precipitado para os testes indicados à continuação e pressione o restante com os dedos dando o formato de uma pequena barra. 3 3. TESTES COM O SABÃO 1) Em um frasco de erlenmeyer de 250mL coloque aproximadamente 300mg do sabão preparado anteriormente e 20mL de água destilada. Tape o frasco e agite energicamente para formar espuma. Observe o aspecto e a quantidade de espuma. Adicione 6gotas de uma solução de MgSO4 ou CaCl2 a 5%, tape o frasco e volte a agitar. Observe e anote o resultado. Na mesma solução adicione aproximadamente 1g de trifosfato de sódio, agite novamente, observe e anote o resultado. 2) Em um frasco de erlenmeyer de 250mL coloque aproximadamente 300mg de um detergente comercial (sólido) e 20mL de água destilada. Tape o frasco, agite, observe e anote o aspecto e a quantidade de espuma. Adicione 6gotas de uma solução de MgSO4 ou CaCl2 a 5%, agite e anote suas observações. Compare o resultado com o realizado com o sabão. 3) Lave suas mãos com o sabão preparado nesta experiência, procurando com que se produza bastante espuma. Sobre as mãos ensaboadas acrescente algumas gotas de uma solução de cloreto de cálcio em água. Esfregue as mãos, observe e anote o resultado. 4. QUESTIONÁRIO 1. Como ocorre o processo de eliminação da "sujeira”? 2. Expliquem os resultados de todos os testes realizados na etapa 3.