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TEC II Sabão e Detergentes Parte 1 Ana Cláudia Freitas Margarites Faculdade de Engenharia e Arquitetura Engenharia Química Sabões e detergentes possuem cadeias longas de carbono (apolar) e uma parte polar que diferencia um do outro. Logo, suas moléculas possuem uma parte hidrofílica (que interage com água) e uma parte hidrofóbica (que não interage com água, mas interage com gorduras). A parte hidrofílica corresponde à parte polar, enquanto a parte hidrofóbica corresponde à grande cadeia apolar de carbonos do ácido graxo. Essas características de suas cadeias são responsáveis por duas propriedades dos sabões e detergentes: o comportamento surfactante e a capacidade de limpeza. Sabões e detergentes Sabões e detergentes Sabões e detergentes Características Surfactantes ou tensoativos Capacidade de limpeza Surfactantes ou tensoativos Todos os líquidos têm uma propriedade que faz com que sua superfície se comporte como uma membrana elástica. Essa propriedade é chamada de tensão superficial. Esse fenômeno ocorre devido a interações entre as moléculas que formam o líquido. Apesar de essas interações acontecerem entre todas as moléculas, o fenômeno só é observado na superfície, pois no interior as forças que agem sobre uma molécula se anulam. Surfactantes ou tensoativos A tensão ocorrerá na molécula da superfície, pois no interior as forças se anulam. Surfactantes ou tensoativos Força que está sujeita a água na superfície de um líquido (força que impede a miscibilidade entre a água e o ar). Surfactantes ou tensoativos Quanto mais fortes forem as interações entre as moléculas, maior será a tensão superficial. A água, que apresenta ligações de hidrogênio, é um dos líquidos com maior tensão. Surfactantes ou tensoativos Essa propriedade dos líquidos é responsável, por exemplo, pelo fato de mosquitos conseguirem pousar na água para colocar seus ovos. A letra grega γ é normalmente usada para representar a tensão superficial. A tensão superficial tem a grandeza de força por unidade de comprimento, que é equivalente a energia por unidade de área.. No SI sua grandeza é Newton por metro ou Joule por metro quadrado. No sistema CGS também são usados dina por centímetro e erg por centímetro quadrado. Surfactantes ou tensoativos TS água: 72 dinas/cm (20 °C) Surfactantes ou tensoativos têm a capacidade de diminuir a tensão superficial, pois a parte polar de sua estrutura interage com as moléculas do solvente, diminuindo a interação entre elas. Surfactantes ou tensoativos É o principal componente dos detergentes comercialmente conhecidos. Surfactantes ou tensoativos Esta atividade de modificar as propriedades de uma camada superficial que separa duas fases em contato está relacionada com a estrutura dos tensoativos que possuem na mesma molécula uma parte polar, solúvel em água (hidrofílica) e uma parte não polar, insolúvel em água (hidrofóbica). Na superfície do líquido, a parte hidrofílica da substância tensoativa adere as moléculas da água, quebrando suas atrações intramoleculares, reduzindo desta forma, a tensão superficial. Neste momento, a estrutura esférica da gota de água entra em colapso, expandindo a área de contato com a superfície. Como resultado, ocorre um emudecimento mais efetivo. Surfactantes ou tensoativos As matérias-primas usadas para o fabricação dos surfactantes são produtos da petroquímica, derivados de alquilbenzenos, dos álcoois graxos e do ácido sulfúrico. Surfactantes ou tensoativos Surfactantes ou tensoativos Os surfactantes podem ser divididos em 4 tipos, de acordo com o tipo de grupo hidrofílico que apresentam: Catiônicos - Apresentam grupo funcionais catiônicos (carga positiva) no grupo hidrofílico. A adição destes a detergentes com surfactantes aniônicos ajuda a que estes se agrupem em águas duras. Surfactantes ou tensoativos • Aniônicos - Apresentam grupos funcionais aniônicos no grupo hidrofílico, como sulfatos e fosfatos, tendo por isso carga negativa. Não funcionam bem sozinhos em água dura devido à presença de muitos íons Ca2+ e Mg2+ em solução, o que dificulta a sua ação sobre outras moléculas. Surfactantes ou tensoativos Água dura x tensoativos aniônicos Água dura – água que contém os cátions cálcio (Ca2+(aq)), magnésio (Mg2+(aq)) e ferro II (Fe 2+ (aq)) acima de 150 mg/L 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 que está sendo lavado. • Anfóteros - Apresentam centros aniônicos e catiônicos ligados no mesmo grupo hidrofílico da molécula, Utilizados geralmente em detergentes líquidos por serem mais suaves. • Não iônicos / Neutros - Apresentam um grupo hidrofílico polar, mas não iónico. Tem baixa reatividade com a pele, evitando a irritabilidade que outros produtos provocam. Surfactantes ou tensoativos Surfactantes ou tensoativos Surfactantes ou tensoativos Capacidade de limpeza Outra propriedade dos sabões e detergentes é a capacidade de formar micelas. Micelas são estruturas esféricas formadas por moléculas anfipáticas (que possuem parte polar e parte apolar) como as do sabão e do detergente. Capacidade de limpeza Os detergentes, que possuem partes de sua molécula que interagem com a gordura e partes que interagem com a água, irão formar as micelas, englobando a gordura e facilitando sua dispersão e seu deslocamento na água, e, consequentemente, a limpeza. Sabões e detergentes são tensoativos utilizados para finalidades de limpeza doméstica e industrial. As diferenças entre ambos estão no modo de produção e na composição química. Sabões e detergentes Atualmente o sabão é produzido pela reação entre óleos ou gorduras e um hidróxido forte. Sua estrutura é composta por sais de sódio ou potássio de ácidos graxos contendo cerca de dez a dezoito carbonos. O sabão é precipitado e não tem bom funcionamento adiante de águas duras. Sabões Em essência os sabões são apenas sais de sódio e de potássio de diversos ácidos graxos. Detergentes Os detergentes, por sua vez, são sintéticos e formados por uma mistura complexa de substâncias, cada qual com uma finalidade para a limpeza. Existem vários tipos de detergentes, porém o principal é formado por sais sulfônicos. Os detergentes são misturas complexas de várias substâncias cada qual escolhida para efetuar uma ação particular durante a limpeza. Os sabões apresentam uma desvantagem quando a limpeza é feita com água que contenha cátions de cálcio, magnésio e ferro, pois os ânions dos sabões podem reagir com esses cátions, originando compostos insolúveis, que se precipitam e formam a chamada água dura. Dessa forma, os sabões não conseguem remover a sujeira e a gordura. Já os detergentes têm a vantagem sobre os sabões de que eles nunca reagem com os cátions da água dura e, portanto, realizam a limpeza independentemente da água usada. c Sabão x Detergentes
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