JABONES Y DETERGENTES:

OBJETIVOS:

El objetivo fundamental de esta práctica es sintetizar jabón y también detergente a partir de sustancias químicas conocidas.

Analizar las propiedades emulsionantes del detergente y del jabon común.

Analizar el comportamiento de los jabones obtenidos relacionado con el cambio en la tensión superficial del agua y el accionar del mismo en presencia de agua dura. 

MATERIALES DE LABORATORIO:

• Vaso de Bohemia de 500 mL
• 4 probetas de 10 mL
• Cápsula de porcelana con trípode
• Gradilla con tubos de ensayo
• Pinzas  
• 6 vasos de Bohemia de 200 mL
• Varilla de vidrio
• Espátula 
• Cuentagotas
• Piceta
• Mecheros y fósforos
• Paño de limpieza    

SUSTANCIAS:

• Aceite de coco
• Etanol
• Solución acuosa de NaOH 1,0 M
• Solución acuosa de NaOH 8,0 M
• Solución acuosa de CaCl2 (1%)
• Urea
• Acido alquil bencil sulfonico
• Rojo de metilo
• Aceite
• Agua
• Azufre en polvo

JABON:

El jabón generalmente es el resultado de la reacción química entre un álcali(generalmente hidróxido de sodio o de potasio) y algún ácido graso; esta reacción se denomina saponificación. El ácido graso puede ser, por ejemplo, la manteca de cerdo o el aceite de coco. 

El jabón es soluble en agua y, por sus propiedades detersivas, sirve comúnmente para lavar.

El proceso de fabricación de los jabones a partir de triacilgliceroles es la saponificaciónLos triacilgliceroles son moléculas bastante inertes químicamente, pero los ácidos grasos se separan del glicerol mediante hidrólisis alcalina fuerte,saponificación 

La segunda posibilidad para la fabricación de jabones es la neutralización de ácidos grasos con álcali. Para ello, primero hay que hidrolizar las grasas y aceites empleando corrientes a alta presión que separan los ácidos grasos de la glicerina o glicerol.

 Después se purifican los ácidos grasos por destilación y ya se pueden neutralizar con el álcali para dar el jabón.

La dureza del agua se debe a la presencia de sales minerales, principalmente de calcio y magnesio, pero también de hierro y manganeso. Estas sales minerales reaccionan con los jabones para dar precipitados insolubles; por eso la eficacia limpiadora de los jabones se reduce con la dureza del agua.

 Otro problema que tienen los jabones es que la baja acidez de los ácidos grasos hace que sus sales con metales alcalinos sean ligeramente básicas (pH = 8-9) y cuando el pH de una disolución jabonosa baja debido a la presencia de contaminantes acídicos, los ácidos grasos precipitan.

OBTENCION DEL JABON:

1)    Fundir 10ml de aceite de coco en un vaso de                  Bohemia chico.

2)    Agregar al vaso, 6 ml de Etanol y 10ml de                      NaOH 8,0 M

3)    Introducir el vaso pequeño en otro vaso mas                  grande , que contenga agua

4)    Calentar el conjunto durante media hora ,                        agitando permanentemente en casa de que se                desborde la espuma retirar hasta que baje y                    continuar

5)    Agregar algún colorante ya sea algún                    indicador como fenolftaleína para dar color

6)    Moldear y dejar enfriar aproximadamente 12 hs para su total solidificación

DETERGENTES:

Son las sustancias que tienen la propiedad química de disolver la suciedad o las impurezas de un objeto sin corroerlo.

Se entiende por detergentes únicamente a las sustancias que disuelven las grasas o la materia orgánica gracias a su tensoactividad. La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno sustituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (LAS). Otros son compuestos de alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (ABS), que se degradan más lentamente que los LAS. Hasta 1970 un detergente típico de lavandería de gran potencia contenía 50% de tripolifosfato de sodio (fosfato) y sólo un 18% de LAS. Como se mencionó anteriormente es el LAS el que tiene la acción detergente, y desde entonces algunos fabricantes han reducido el porcentaje de fosfatos.

Aunque los jabones comparten estas propiedades, los jabones no son considerados en la práctica como detergentes. Los jabones deben su tensoactividad a la propiedad de sus moléculas de tener una parte hidrófila (a su vez lipófoba) y otra lipófila (a su vez hidrófoba) y poder emulsionar la suciedad insoluble en agua. En el jabón, esta propiedad se obtiene al oxidar un ácido graso de cadena larga con una sal alcalina, frecuentemente de sodio o de calcio. Este proceso se denomina saponificación.

OBTENCION DEL DETERGENTE:

1) En un vaso de Bohemia seco, colocar 20 gotas de acido alquil bencil sulfonico

2) Medir 10 ml de solución NaOH 1,0 M y verter en otro vaso de bohemia. Agregarle a esta       solución aproximadamente 1 gramo de urea y agitar hasta disolución total

3) Agregar al primer vaso utilizado por goteo y agitando 10 gotas de la ultimas solución             preparada

4) Agregar una gota de rojo de metilo. Agitar y observar

5) Continuar agregando por goteo con agitación la solución básica hasta observar cambio y     así obtener el detergente deseado.

ESTUDIO COMPARATIVO DE PROPIEDADES:

1. Colocamos un trozo (media cucharita) de jabon obtenido, en un vaso de Bohemia, agregamos agua hasta un volumen de 60 mL.
2. Luego calentamos y agitamos hasta disolucion total.
3. En otro vaso de Bohemia colocamos agua hasta un volumen de aprox. 15mL, y agregamos la mitad del detergente obtenido. Luego homogenizar mediante una varilla.
4. Colocamos en dos tubos de ensayo solucion jabonosa y en otros dos tubos solucion detergente (Aprox. 4mL de cada solucion).

EFECTO EMULSIONANTE:

El Jabón y el Detergente están compuestos por moléculas que poseen una parte hidrofílica (cabeza) que es atraída por las moléculas de agua al mismo tiempo que repelen las moléculas de hidrocarburos, aceites y grasas. La otra parte hidrofóbica(cola)  Que es repelida por el agua pero es atraída por las moléculas con las cuales se forman micelas en donde la porción hidrocarbonada se sitúa en el interior para protegerse de las repulsiones de las moléculas de agua, a la vez que las cabezas hidrofílicas forman la superficie de la micela, quedando expuestas a las fuertes interacciones de las moléculas de agua, las cargas negativas de la superficie son las responsables de las repulsiones que están experimentan entre sí.

Procedimiento

• Agregamos a un tubo con solucion jabonosa y a otro con solucion de detergente 3 gotas de aceite.Agitamos  y observarmos.
• Colocamos en un tubo de ensayo aprox. 4 mL de agua y adicionamos 3 gotas de aceites.Agitamos y observamos 

Conclusiones

Debido a la respuesta hidrofilica es que en el agua jabonosa, el aceite se dispone en forma de ¨burbujas¨ en la superficie. Como se muestra en las siguientes imagenes :

Por otro lado  en la solución de  detergente,parece que el aceite se disuelve
pero no lo esta. El agua con detergente presenta el mismo efecto que el agua jabonosa
,solo que el efecto de este es mayor(mas burbujas)y se forma una solución coloidal, en donde las
partículas de aceite logran introducirse en la solución pero no llegan a disolverse. Por
esta razón el agua con detergente y aceite se ve como una solución turbia. Como se ve en la imagen suiguiente:

En el caso del agua con aceite se diferencian bien las capas debido a que no existe ningun agente que rompa la la tension superficial.








EFECTO TENSO ACTIVO


En esta experiencia también se utilizaron tres tubos de ensayo, colocándose en cada uno las mismas sustancias que en la experiencia anterior, solo que en lugar de agregársele aceite se le agregó azufre en polvo. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

Observaciones después de agregar azufre en polvo :

Agua jabonosa :Deja caer el polvo pero ofrece cierta resistencia.

Agua con detergente :Lo deja caer ofreciendo menos resistencia que el anterior

Agua : No lo deja caer ( Debido a gran tension superficial)

Se observó como los jabones (tanto el jabón como el detergente) actúan modificando en mayor o menor medida la tensión superficial del agua. 

• Ya que en el primer tubo que contenía agua jabonosa se detecto al colocar el polvo de azufre una mayor resistencia a caer al fondo del tubo por parte del mismo. 

• En el tubo con detergente la resistencia a la caída del azufre en polvo fue aun mayor, no olvidemos que su accionar está basado justamente en un cambio en la tensión superficial del agua. Esto nos demuestra como ambos jabones modificaron la tensión superficial del agua: que es una manifestación de las fuerzas intermoleculares de los líquidos y permite que ciertos objetos e incluso insectos, no se hundan.

•  Lo contrario sucedió en el tubo en que había únicamente agua, ya que el azufre permaneció flotando en la superficie producto de esta propiedad del agua. 

EFECTO DE CATION CALCIO

Procedimiento

• Recojemos dos tubos de ensayo,uno con agua jabonosa y otro con agua con detergente,luego agitamos para que se produzca mas espuma
• Posteriormente agregamos una gota de cation Calcio a cada uno

Se procedió a colocar en el agua Ca2+ lo que produjo que se formara lo que comúnmente llamamos “agua dura” (ya que posee sales de calcio en este caso). 

Al formarse esta agua lo que se produjo fue que en presencia de este tipo de agua los jabones no actúan por que en lugar de organizarse como ya hemos expuesto en micelas los componentes del jabón forman un precipitado con el calcio que es una sal                                                                               insoluble, siendo ineficaces en la limpieza. 

Lo mismo sucede en el detergente pero en menor medida ya que los detergentes si funcionan en agua dura, y en el agua el Ca2+ simplemente se disuelve.

RESULTADO:

El resultado nos dejo jabones solidos como podemos ver en las siguientes fotos, que fueron coloreados gracias a la utilizacion de fenoftaleina.