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Produção de Sabão e Detergente Processos químicos Industriais Tópicos Abordados Objetivo do Trabalho Introdução Diferença do Sabão e do Detergente Meio Ambiente Agentes Tensoativos Processo de Fabricação e suas etapas Conclusão e Curiosidades Objetivo do Trabalho Esclarecer o processo de Produção de sabão e de Detergente e suas peculiaridades, no âmbito industrial e degradação no meio ambiente. Introdução Como surgiu o Sabão? O processo para se obter o sabão é uma das mais antigas reações químicas. Suspeita-se que sua origem foi a partir da prática de se ferver gordura animal contaminada com cinzas, uma espécie de coalho se forma durante o processo, esta seria uma das descobertas mais importantes da história. Sabão O sabão é um produto tensoativo usado em conjunto com a água que tem como função lavar e limpar. Sua apresentação é variada, desde barras sólidas até líquidos viscosos. Do ponto de vista químico, é um sal de ácido graxo e pode ser produzido por uma reação entre gordura e hidróxido de sódio, potássio ou carbonato de sódio, todos álcalis (bases). Sabão e a Sujeira A água, individualmente, não consegue remover certos resíduos, como os óleos. Isto deve-se ao facto de as moléculas de água serem polares e as dos óleos apolares. O sabão consegue interagir com estes dois tipos de moléculas, visto possuir pelo menos uma ligação com característica polar (com afinidade pela água – hidrofílica) e uma cadeia carbonada apolar (com aversão pela água – hidrofóbica), como se pode visualizar na seguinte representação [1] Saponificação A reação química que produz o sabão é a de saponificação. A gordura e as bases são hidrolisadas em água; os gliceróis livres ligam-se com grupos livres de hidroxila para formar a glicerina, e as moléculas livres de sódio ligam-se com os ácidos graxos para formar o sabão. O sabão pode ser obtido de gorduras animais (de boi, porco, carneiro, etc.), ou de óleos vegetais (de algodão, palmeiras, etc.). O mais comum de todos é o sabão de sódio. E o sabão que é praticamente neutro e contém glicerina, óleos, perfumes e corantes, é o sabonete. Sabão Detergentes O detergente, assim como o sabão é composto por moléculas orgânicas, geralmente sais de ácidos graxos. Cada uma de suas extremidades apresenta caráter polar diferente, um lado é polar e o outro apolar, o que lhe confere a propriedade de baixar a tensão superficial da água, facilitando a penetração nos tecidos e auxiliando a remover e manter em suspensão as sujeiras. Produção de detergentes Os detergentes podem ser produzidos por reações de sulfonação de alcanos de cadeia longa. Diferença entre sabão e detergente A principal diferença situa-se, principalmente, em sua forma de atuar em águas duras e águas ácidas. Os detergentes, nessas águas, não perdem sua ação tensoativa, mas os sabões, nesses casos, reduzem grandemente e até podem perder seu poder de limpeza. Os sais formados pelas reações dos detergentes com os íons cálcio e magnésio, encontrados em águas duras, não são completamente insolúveis em água, o que permite ao tensoativo sua permanência na solução e sua possibilidade de ação. Em presença de águas ácidas, os detergentes são menos afetados pois possuem também caráter ácido e, novamente, o produto formado não é completamente insolúvel em água, permanecendo, devido ao equilíbrio das reações químicas, A grande vantagem na utilização do sabão está no fato deste ser sempre biodegradável e de ser produzido a partir de matéria-prima renovável - os óleos e as gorduras. Biodegradação – sabão e detergente O sabão é biodegradável, dependendo do meio pode ocorrer em até 24hrs; Não possuí ramificações nas cadeias; Máxima biodegradabilidade dos detergentes - sulfonato de alquila Linear (ALS), sendo substituto para o alquilbenzeno sulfonato (ABS). Biodegradação – sabão e detergente O anéis benzenos presentes no ABS são hidrófobos com carbonos quaternários, dificultando sua biodegradação, O ALS não possuí ramificações em suas cadeias; A biodegradação do ALS ocorre em duas etapas, quebra da cadeia hidrofóbica, seguida pela transformação dos produtos em CO2 água e sais. Impactos Ambientais Poluição dos rios e lagos; Interferência dos tensoativos nas taxas de aeração, pela redução da tensão superficial; Formação de bolhas devido ao movimento das águas, dificultando entrada de luz; Aves se afogam devido a perda do revestimento de óleo nas penas que permite que elas boiam; Agentes Tensoativos Substâncias capazes de reduzir a tensão superficial de um líquido; Interações intermoleculares entre o líquido e o agente; Classificados: Catiônicos; Aniônicos; Não-iônicos; Anfóteros. Agentes Tensoativos Compatibilidade tensoativa Tensoativos Aniônicos: constituem a maior classe de tensoativos e a mais utilizada pela indústria em geral, pois nessa classe se encontram os tensoativos principais dos sabões, sabonetes, xampus e detergentes. Tensoativos Catiônicos: propriedades germicidas, são muito utilizados como desinfetantes. Tensoativos Não-iônicos: Possuem como características a compatibilidade com a maioria das matérias-primas utilizadas em cosméticos, baixa irritabilidade à pele e aos olhos, um alto poder de redução da tensão superficial e interfacial e baixos poderes de detergência e espuma. Tensoativos Anfóteros: São normalmente compatíveis com todas as outras classes de tensoativos. Agentes Tensoativos Hidrofóbica interage com a sujeira e a gordura; Hidrofílica interage com a água. Processo de Fabricação Processo de Fabricação do Sabão. São conhecidos dois processos de fabricação de sabão: o processo de caldeira é baseado na saponificação direta da gordura, isto é, na reação da gordura com o álcali liberando sabão e glicerina. Processo mais comum em empresas de pequeno porte. Processo de Fabricação – Sabão Processo de Fabricação - Detergente Curiosidade Gostou?! Conclusão Conclui-se que os sabões e os detergentes são produtos com uma ampla area de utilização, que pode ir desde a limpeza e higiene a area medicinal. No entanto, os processos quimicos de obtenção são diferentes, podendo uns serem mesmo subprodutos de outros. Apesar de alguns deles serem biodegradaveis, é necessário ter em atenção a sua excessiva utilização e o modo como os seus resíduos são tratados. Referências Bibliográficas ABC Gerchichte der Chemie. VEB Deustcher Verlag für Grundstoffindustrie.. Leipzig/DDR, 1989 http://chemistry.about.com/od/howthingswork/f/detergentfaq.htm, 2 de Outubro de 2012 JL Figueiredo, Química-Física das superfícies, Aula nº10, 7 de Outubro de 2012.
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