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CEPHAS - Centro de Educação Profissional Hélio Augusto de Sousa
SÍNTESE DE SABÃO E
DETERGENTE
Nome: Roseli de Fátima Alves N o 20 Curso: Química Industrial
Nome: Sheila Machado Guimarães N o 23 Período: Manhã
Nome: Talita Camargo de Abreu N o 25 Módulo: II
Data: 02/10/
Componente: Tecnologia Química Código: 2090 Prof o^ Edgard
Obter sabão e detergente através dos conhecimentos adquiridos teoricamente, como a reação de saponificação e posteriormente fazer a purificação dos tensoativos.
O sabão comum que utilizamos atualmente é simplesmente uma mistura de sais de sódio ou potássio de ácidos graxos de cadeia longa. É uma mistura porque a gordura a partir da qual é preparado é constituída de uma mistura, e esta é tão eficiente para lavagem quanto um sal puro.
A primeira vista, pode-se ter a impressão de que estes sais são solúveis em água; de fato, podem-se preparar as chamadas "soluções da sabão". Elas não são, entretanto, verdadeiras soluções, onde as moléculas do soluto movem-se livremente entre as moléculas do solvente. Verifica-se, na realidade, que o sabão se dispersa em agregados esféricos denominados micelas , cada uma das quais pode conter centenas de moléculas de sabão.
Uma molécula de sabão tem uma extremidade polar, -COO - Na+, e uma parte não polar, constituída por uma longa cadeia alquílica, normalmente com 12 a 18 carbonos. A extremidade polar é solúvel em água ( hidrófila - que tem afinidade por água). A parte apolar é insolúvel em água, e denomina-se hidrófoba (ou l ipófila - que tem aversão por água e afinidade por óleos e gorduras), mas é evidentemente solúvel em solventes apolares. Moléculas deste tipo denominam-se anfipáticas - que têm extremidades polares e apolares e, além disso, são suficientemente grandes para que cada extremidade apresente um comportamento próprio relativo à solubilidade em diversos solventes. De acordo com a regra "polar dissolve polar; apolar dissolve apolar", cada extremidade apolar procura um ambiente apolar; em meio aquoso, o único ambiente deste tipo existente são as partes apolares das outras moléculas do sabão, e assim elas se agregam umas às outras no interior da micela. As extremidades polares projetam-se da periferia dos agregados para o interior do solvente polar, a água. Os grupos carboxilatos carregados negativamente alinham-se à superfície das micelas, rodeados por uma atmosfera iônica constituída pelos cátions do sal. As micelas mantém-se dispersas devido à repulsão entre as cargas de mesmo sinal das respectivas superfícies.
Uma micela pode conter centenas de moléculas de sais de ácidos graxos. Ainda resta, entretanto, uma questão cabal a responder: como o sabão remove a gordura, sendo feito dela? O problema na lavagem pelo sabão está na gordura e óleo que constitui ou que existe na sujeira. Apenas a água não é capaz de dissolver as gorduras, por serem hidrofóbicas ; as gotas de óleo, por exemplo, em contato com a água, tendem a coalescer (aglutinar-se umas às outras), formando uma camada aquosa e outra oleosa. A presença do sabão, entretanto, altera este sistema. As partes apolares das moléculas do sabão dissolvem-se nas gotículas do óleo, ficando as extremidades de carboxilatos imersas na fase aquosa circundante. A repulsão entre as cargas do mesmo sinal impede as gotículas de óleo de coalescerem. Forma-se, então, uma emulsão estável de óleo em água que é facilmente removida da superfície que se pretende limpar (por agitação, ação mecânica, etc.). A chamada água dura contém sais de cálcio e magnésio que reagem com o sabão formando carboxilatos de cálcio e magnésio insolúveis (a crosta que se forma nas bordas do recipiente que continha o sabão).
Os detergentes são produtos sintéticos destinados a remover detritos de superfícies sólidas, lisas ou porosas. O sabão é, na verdade, um tipo mais simples de detergente e compreende todos os sais de ácidos gordurosos. Os sabões se dividem em duros, ou sódicos, e moles, ou potássicos. Quando tanto o sódio como o potássio estão presentes em sua composição, o sabão se classifica segundo a base preponderante. O elemento básico do detergente é um agente de superfície ou agente tensoativo, que reduz a tensão superficial dos líquidos, sobretudo da água, e facilita a formação e a estabilização de soluções coloidais, de emulsões e de espuma no líquido. Para penetrar na superfície e interfaces dos corpos (adsorção), a molécula do agente
Síntese de sabão e detergente
Procedimento 1: Síntese de sabão
I) Pesar 4g de NaOH e dissolver em 20 mL de água destilada (cuidado com
os vapores e o aquecimento da solução);
II) Medir com uma proveta 20 mL de óleo;
III) Transferir o óleo para o béquer com o hidróxido sob agitação lenta e
constante até a formação de uma emulsão;
IV) Adicionar 0,20g de bissulfito de sódio e agitar até ficar homogêneo;
V) Verificar o pH com o auxílio de papel indicador (pH deve ser básico);
VI) Deixar o béquer em repouso.
Procedimento 2: Síntese de detergente
I) Transfira 10 mL de álcool octílico para um béquer de 50 mL;
II) Adicione 7 mL de ácido sulfúrico concentrado;
III) Em outro béquer transfira 10 mL de KOH 2 mol/L e 2 gotas de fenolftaleína;
IV) Adicione nesse segundo béquer a solução do primeiro até a mudança de
cor;
V) Observe a formação de um precipitado, filtre-o e deixe secar.
Purificação de Tensoativos
Procedimento 3: Purificação de sabão
I) Pese o sólido obtido na síntese do sabão e anote a massa;
II) Transfira-o para um erlenmeyer com 50 mL de EtOH absoluto;
III) Aqueça com o auxílio de uma chapa até a solubilização completa;
IV) Filtre o sólido formado;
V) Deixe esfriar até atingir a temperatura ambiente e em seguida coloque na
geladeira;
VI) Seque o sólido e pese a amostra.
Procedimento 4: Purificação de detergente
VII) Pese o sólido obtido na síntese do sabão e anote a massa;
VIII) Transfira-o para um erlenmeyer com 50 mL de EtOH absoluto;
IX) Aqueça com o auxílio de uma chapa até a solubilização completa;
X) Filtre o sólido formado;
XI) Deixe esfriar até atingir a temperatura ambiente e em seguida coloque na
geladeira;
XII) Seque o sólido e pese a amostra.
No procedimento 1 (síntese de sabão), pesou-se 3,9930g de NaOH e 0,2008g de bissulfito de sódio. O pH verificado realmente foi básico, pois o papel indicador
tornassol vermelho ficou azul. Obteve-se através da mistura do óleo com a base, a formação do sabão pela seguinte reação:
A massa obtida ao fim do processo foi de 39,9339g.
A purificação do sabão consiste no fato de este, nesta etapa, estar extremamente cáustico (excesso de base), esse excesso é retirado com álcool, por isso se adicionou o álcool octílico após o sabão ser pesado, e de incolor passou a ser amarelo. Foi levado a aquecimento porque sabões são mais solúveis a quente.
No procedimento 2, ocorreram as seguintes reações:
CH 3 -(CH 2 ) 7 -OH + H 2 SO 4 F 0 E 0CH 3 -(CH 2 ) 7 -OSO 3 H + H 2 O
(álcool oct.) (ácido sulfônico)
CH 3 -(CH 2 ) 7 -OSO 3 H + KOHF 0 E 0CH 3 -(CH 2 ) 7 -OSO 3 K + H 2 O
(ácido sulfônico) (detergente)
A massa obtida ao fim do processo foi de 22,6930g. O álcool adicionado tem a mesma finalidade de quando adicionado ao sabão.
Cálculos:
PM Álcool octílico = 130g Densidade = 0,834 g/mL
CH 3 -(CH 2 ) 7 -OH + H 2 SO 4 F 0 E 0CH 3 -(CH 2 ) 7 -OSO 3 H + H 2 O
0,834----------------------------- x x = 14,88 g
CH 3 -(CH 2 ) 7 -OSO 3 H + KOHF 0 E 0CH 3 -(CH 2 ) 7 -OSO 3 K + H 2 O
14,88 ---------------------------------- x x = 17,32 g
Peso do detergente após a filtragem com EtOH: 11,8763 g
17,3200 g -------- 100 % 11,8763 g -------- x x ~ 69 % de rendimento.
Verificou-se que o princípio ativo de sabões e detergentes que é responsável por eliminar resíduos oleosos é o mesmo, consistindo em agir como emulsificante, envolvedo e eliminando as partículas de gordura. Porém, o processo de obtenção dos mesmos é diferente, pois os detergentes são obtidos a partir do ácido sulfônico e base forte, o ácido sulfônico por sua vez é obtido pela reação entre álcool e ácido sulfúrico. Já o sabão é obtido pela reação de saponificação que se dá entre um triéster (glicerídeo – óleo) e uma base forte, produzindo além do sabão – que nada mais é que um sal de ácido graxo – o glicerol (ou glicerina), que é um triálcool.
