Prática IV - Saponificação

Prévia do material em texto

Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro – UNIRIO
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS
Instituto Biomédico – IB
Disciplina: Química Experimental
Professora: Roberta Lourenço Ziolli
Aluno: Sofia Costa da Silva
Curso: Biomedicina Nº da prática: 4
Prática realizada no dia: 27 de julho de 2021
Saponificação
Rio de Janeiro, 2021_1
1 - INTRODUÇÃO
Substâncias encontradas em plantas e animais, os lipídeos são os principais
constituintes das reservas alimentares desses organismos — as gorduras, os óleos e as
graxas pertencem a essa classe de materiais orgânicos. Nesse cenário, embora o organismo
humano seja capaz de sintetizar lipídeos, as principais fontes de gorduras e óleos da dieta
são os laticínios, as gorduras animais, as gorduras vegetais sólidas e líquidas. Ademais,
além de sua importância como alimento, os lipídeos são utilizados na manufatura de sabões,
detergentes sintéticos e, também, na fabricação de glicerol (glicerina ou propano-1,2,3-triol),
óleos secantes, tintas e vernizes.
Insolúveis em água, as gorduras animais e os óleos vegetais ao reagirem,
lentamente, com soluções alcalinas — NaOH ou KOH — em ebulição ocasiona a formação
de produtos solúveis em água: os sabões. A conversão de um triglicerídeo em carboxilato de
sódio e glicerol, conforme ilustra a equação abaixo, é conhecida como saponificação.
Além disso, segundo Norman Allinger (1976), a glicerina — um subproduto da
fabricação dos sabões — é amplamente utilizada como aditivo de cremes de beleza, em
função de sua propriedade umectante. Não obstante, a partir da glicerina, é possível
obter-se a nitroglicerina, um poderoso explosivo. Assim, durante ambas as Guerras
Mundiais, era rotineiro que as donas de casa guardassem o excesso de óleo e gorduras de
cozinha utilizados para a fabricação de sabões e explosivos caseiros.
É notável, portanto, que a história do sabão é tão antiga quanto o tempo, suas origens
milenares — evidências apontam a fabricação de sabão pelos babilônios, datando 2800 A.C.
Os arqueólogos encontraram materiais semelhantes ao sabão utilizado na
contemporaneidade em cilindros de argila, inscritos com numerosas explicações acerca de
seu uso e manufatura: "gorduras fervidas com cinzas”. Atualmente, no entanto, a vasta
compreensão por detrás da fabricação dos sabões alcançou novos horizontes — o papel da
química, nesse sentido, é imprescindível.
Em suma, a saponificação de ésteres de ácidos graxos, reação de hidrólise alcalina
de ésteres, é responsável pela obtenção de sabão. A reação de um triglicerídeo com uma
base forte, mediante aquecimento, forma glicerol e sal de ácido graxo; esse sal, por sua vez,
apresenta porção lipofílica, sua cadeia carbônica longa, e porção hidrofílica, o grupo
carboxila da cadeia — possibilitando, dessa maneira, a sua dissolução tanto em gordura
quanto em água (BARBOSA, 2004).
2 - OBJETIVO
Produzir um sabão a partir do reaproveitamento de óleo de cozinha, por meio de uma
reação de saponificação, atentando para sua formação e suas propriedades.
3 - MATERIAIS
3.1. Materiais utilizados
- Água
- Balança
- Bastão de vidro
- Béquer de vidro de 250 mL
- Béquer de vidro de 500 mL
- Espátula
- Pissete
- Placa de Petri
- Proveta de 50 mL
- Proveta de 100 mL
- Proveta de 500 mL
- Tela de amianto
- Vidro de relógio
3.2. Reagentes utilizados
- Óleo de cozinha utilizado
- Solução a 30% de soda cáustica (NaOH) em escamas
- Vinagre
4 - METODOLOGIA
Em primeiro lugar, iniciou-se o experimento com a filtração do óleo de cozinha que
será a matéria prima para o preparo do sabão. Utilizando-se de um pano, deve-se filtrar o
óleo, de modo a retirar as partículas maiores do líquido — após sua filtração, mediu-se 250
mL desse óleo numa proveta de 500 mL e transferiu-se o mesmo para um béquer de 500
mL.
Em seguida, para o preparo da solução, adicionou-se 100 mL de água à proveta de
100 mL, transferindo a água para o béquer de 250 mL. Em paralelo, deve-se pesar 30 g de
soda cáustica em escamas, com o auxílio de uma espátula à uma placa de Petri,
atentando-se à propriedade higroscópica da soda cáustica. Assim, deve-se manipulá-la
rápida e cuidadosamente, de modo a evitar alterações à sua propriedade física. Em
sequência, é necessário posicionar a tela de amianto sob o béquer de 250 mL e,
vagarosamente, adicionou-se as escamas de soda cáustica à água e, através do bastão de
vidro, dissolveu-a. Vale ressaltar que a operação de dissolução deve ser gradativa, uma vez
que é uma reação exotérmica.
Posteriormente, mediante constante agitação da mistura, adicionou-se, lentamente, a
solução de NaOH ao óleo de cozinha filtrado — a adição do NaOH deve ser realizada em
seis etapas, a fim de dividi-la em meia hora reacional. Nesse sentido, as adições serão
realizadas de cinco em cinco minutos. Após a adição total da solução básica, adicionou-se
ao meio reacional 20 mL de vinagre, de modo a corrigir o pH do sabão, e homogeneizar
completamente a solução. Transferiu-se, por fim, o material obtido à um béquer de 500 mL,
posicionando um vidro de relógio acima dessa vidraria, mantendo a mistura em repouso por,
pelo menos, 48 horas.
5 - RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para discutir-se a aplicabilidade do sabão formado ao final do experimento, é
necessário compreender o mecanismo de reação da saponificação. Iniciado quando a
hidroxila da soda cáustica (NaOH) age como o nucleófilo e ataca o carbono ligado à
carbonila do éster, decompondo a ligação dupla carbono-oxigênio. Em sequência, a ligação
carbono-oxigênio ligado a um radical é rompida e a ligação dupla se refaz — o produto
dessa reação é um álcool glicerol e um sal de ácido graxo. Dessa maneira, a reação de
saponificação o NaOH ataca os referidos ésteres, deslocando a glicerina e formando, com
os radicais ácidos assim liberados, sais sódicos. Abaixo, é possível observar o mecanismo
da reação:
Observando a estrutura do sabão, ademais, é possível notar a sua propriedade
emulsificadora. Óleos e gorduras são apolares, enquanto a água é polar — o sabão, por sua
vez, contém uma porção polar capaz de interagir com os óleos e gorduras, assim como outra
porção apolar, que interage com a água. No processo de emulsão, nesse sentido, as
moléculas do sabão envolvem a sujeira, de modo a colocá-la em um envelope solúvel em
água: a micela (ALLINGER, 1976). A superfície interna da micela é pouco polar e dissolve
gorduras e óleos; em contrapartida, a superfície externa é polar, possibilitando a
solubilização do sabão em meio aquoso.
Dessa maneira, é comum que, na fabricação de sabão, haja um tempo de “cura”, visto
que a hidrólise alcalina é um processo lento, em função do pH desejado com efetivação
quase que completa da reação. Portanto, a adição de vinagre (ácido acético) à solução de
óleo de cozinha e soda cáustica dissolvida tem o intuito de corrigir o pH do sabão a ser
formado, neutralizando possíveis excessos de soda cáustica presentes no sistema — além
disso, pode ser adicionado sabão em pó, com a mesma finalidade. Assim, após 48 horas, o
procedimento realizado resulta num sabão duro, homogêneo, sem separação de misturas e
pronto para uso. Vale ressaltar, ademais, que durante o preparo do sabão não se deve parar
de agitar vigorosamente o sistema, com o intuito de que a reação ocorra — por esse motivo,
é rotineiro que haja o uso de aquecimento.
6 - CONCLUSÕES
Assim, através da prática de saponificação, verificou-se que o sabão pode ser obtido
de forma simples, utilizando-se matérias-primas de fácil acesso, e que é um processo de
simples reprodutibilidade, cujos resultados são facilmente comparáveis à literatura. Dentre
os aspectos importantes para a reação de saponificação, pode-se destacar o controle
correto da temperatura, o tempo correto da reação, a pureza e a correção do pH do sistema.
7 - REFERÊNCIAS
ALLINGER, Norman L.; et al. Química Orgânica. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1976. 961 p.
ATKINS, Peter.; JONES, Loretta. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o
meio ambiente. 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 1055 p.
BARBOSA,L. C. de Almeida. Introdução à Química Orgânica. São Paulo: Prentice Hall,
2004. 311 p.
CONSTANTINO, Maurício G.; DA SILVA, Gil V. J.; DONATE, Paulo M. Fundamentos de
Química Experimental. São Paulo: EDUSP, 2004. 250 p.
NETO, Odone G. Z.; PINO, José C. Del. Trabalhando a Química dos Sabões e
Detergentes. Instituto de Química. Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
Porto Alegre. 2011. Disponível em:
<http://www.quimica.seed.pr.gov.br/arquivos/File/AIQ_2011/saboes_ufrgs.pdf> Acesso: 31
jul. 2021.
PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. Química: na abordagem do cotidiano - Volume 2:
Físico-química. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2006. 376p.
SOLOMONS, T.W. Graham. Química Orgânica 2. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC,1996. 2. v.
UCKO, A. D. Química para as Ciências da Saúde: uma Introdução à Química Geral,
Orgânica e Biológica. São Paulo: Manole, 1992. 646 p.
1 Disponível em: https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/. Acesso em: 24 jul. 2021.
2 Disponível em:
https://shopee.com.br/BEQUER-FORMA-BAIXA-250ML-i.326345269.3565264765. Acesso
em: 08 jul. 2021.
3 Disponível em: https://www.gehaka.com.br/balancas-para-laboratorio. Acesso em: 25 jul.
2021.
4 Disponível em:
https://agendapb.com.br/laboratorio-da-ufcg-produz-biocombustivel-a-partir-de-oleo-de-cozin
ha-que-seria-descartado. Acesso em: 02 ago. 2021.
5 Disponível em:
https://www.didaticasp.com.br/pisseta-sem-graduacao-500ml-bico-curvo-amarelo. Acesso
em: 09 jul. 2021.
6 Disponível em:
http://laborshopping.com.br/produto/proveta-base-vidro-hexagonal-vidro-boro-3-3/7163.
Acesso em: 09 jul. 2021.
7 Disponível em:
https://www.quimisulsc.com.br/index.php?route=product/product&product_id=261. Acesso
em: 02 ago. 2021.
8 Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/acido-acetico.htm.
Acesso em: 02 ago. 2021.