DETERGENTES

C.Reales, C.Castro, J.Teheran

Estudiantes de v semestre de química

Facultad de ciencias básicas

Universidad del atlántico

11-05-2011

Resumen

En este laboratorio se preparo detergentes jabonosos y no jabonosos, para el jabonoso se realizo una hidrólisis básica con hidróxido de sodio y aceite de castor, a este detergente se observo y se analizo sus propiedades física haciendo reaccionar el producto obtenido con agua pura, sal cálcica y acido clorhídrico diluido.Para el detergente no jabonoso se realizo una hidrólisis acida con acido sulfúrico y aceite de castor

Palabras claves: detergentes, hidrólisis, aceite de castor.

Abstract

In this lab was prepared and non-soap detergent soap for the soap we made a basic hydrolysis with sodium hydroxide and castor oil, this detergent was observed and analyzed their physical properties by reacting the product obtained with pure water, calcium salt and dilute hydrochloric acid for non-soap detergent acid hydrolysis was carried out with sulfuric acidand castor oil.

Keywords: detergents, hydrolysis, castor oil.

Introducción

El jabón generalmente es el resultado de la reacción química entre un álcali (generalmente hidróxido de sodio o de potasio) y algún ácido graso a esta síntesis

se le conoce como reacción de saponificación. La estructura1 de una molécula de jabón es (RCOONa) anfipatica la cual tiene una cabeza polar hidrofilia y otra cabeza apolar hidrofobica , al interaccionar con la grasa el extremo

hidrofobico se dirige a ella mientras que el hidrofobico hacia la parte externa uniéndose al agua formando micelas la cual es una acción emulsionante. Son inefectivos para limpieza en aguas duras porque precipitan en forma de sales insolubles.

Para la obtención de detergentes no jabonosos la cual al igual que el jabón es anfipatica (ROSO3Na), se utiliza ácidos sulfonicos en las que aparece el grupo sulfonico (-SO3H). Son más efectivos para la limpieza en presencia de aguas duras. Cuando se habla de agua dura nos referimos

a que el agua en general contiene sales de calcio y magnesio en disolución y a mayor cantidad de estas sales, más dura se considera que es el agua. Tanto como los jabones como los detergentes son biodegradables, pero la biodegrabilidad se ve limitada si estos compuestos se encuentran en exceso de agua. A pesar de q el detergente es un producto de gran utilidad en la industria y en el hogar, su uso constituye una fuente de contaminación del agua debido a la biodegrabilidad limitada que tienen las moléculas ramificadas.

Resultados y discusión

Para la preparación del jabón se tomo vaso de precipitado, se deposito solución de NaOH al 20%. Y se le agrego 0.2 ml. de aceite de Castor, La mezcla se hirvió suavemente por unos 5 minutos3 hasta que despareció la capa aceitosa. La mezcla hervida se diluyo con 1.0 ml de agua y se satura con sal de cocina, se coloco a hervir nuevamente por unos minutos, se enfrió y se recupero el sólido obtenido por medio del proceso de filtración, luego se lavo con agua para retirar e exceso de álcali.Se disolvió parte del producto en agua y se examinaron sus propiedades colocándolos a reaccionar con las siguientes soluciones en tubos de ensayos de 5 ml: Con agua pura se noto espuma blanca y líquido incoloro, con HCl diluido se noto líquido blanco y con la sal de calcio se noto un pequeño precipitado y liquido incoloro.

Para prepara detergente no jabonoso a 1.0 ml. de aceite de castor se le agrego en dos porciones 2 ml. De acido sulfúrico concentrado, se agitó con una varilla de vidrio, como la mezcla se calentó fue necesario colocarlo en un baño de hielo para enfriarla luego se le adiciono un volumen de agua igual al inicial, posteriormente se le agrego NaOH hasta la neutralización del Acido.

Se sacó un poco de aceite con un gotero y se le adiciono un volumen grande de (20 a 50 ml. aproximadamente) de agua se agito y se observo un liquido amarillo claro con una pequeña capa más oscura densa en la superficie.

Se repitió el ensayo pero en esta ocasión se uso una solución de una sal cálcica. Y se noto un espeso amarillo claro.

El aceite de Castor fue mezclado con hidróxido de sodio y se hizo hervir durante varios minutos, esto logro descomponer2 las sustancias grasas y formar las sales del

metal del hidróxido empleado, estas sales son los jabones, luego a la misma mezcla le agregamos cloruro de sodio (NaCl) esto se realizo para separar el jabón de la glicerina formada y del exceso del hidróxido de sodio. Como el jabón es insoluble en el agua salada, se acumula en forma de grumos y sube a la superficie por su menor densidad, seguidamente se separo por filtración.

Cuando fue agregada la mezcla al agua pura se formo espuma mientras que cuando fue agregada la solución de sal de calcio el

jabón precipito, es decir, se hizo insoluble, la causa de este comportamiento es que la sal de sodio que forma el jabón se combina con los iones calcio del agua y forma sales de estos metales que son insolubles.

Si se disuelve jabón en agua y se agrega un aceite, este por su menor densidad, forma una fase sobre el agua, las moléculas de jabón se orientan y se disponen en una interface con la cabeza hacia el agua y la cola hacia el aceite.

Cuando se agita la mezcla, el aceite se subdivide en gotas y cada una es rodeada por agua, cada glóbulo de grasa tiene a su alrededor cargas eléctricas del mismo signo que, al repelerse, hacen que las partículas grasas queden separadas entre sí, formando una emulsión estable.

Conclusión

El jabón es la sal sódica o potásica del acido esteárico y otros ácidos grasos, soluble en agua y la solución tiene propiedades limpiadoras. La saponificación es la reacción que descompone las sustancias grasas cuando se les hierve con una solución de un hidróxido fuerte, como el sodio o el potasio produciendo jabón y glicerina. Los detergentes son mezclas de productos

químicos, cada uno con una función diferente, se obtienen tratando un compuesto aromático o un compuesto lineal de tipo alquilo con acido sulfúrico y neutralizándolo con hidróxido de sodio para obtener su sal.

Bibliografía

1. MORRISON R., BOYD R. Química orgánica. Editorial Addison-Wesley, 1983;

2. Stanley.H, James.B, Donald, J.1990Pp: 324-377 Química Orgánica 4ta Edición. Mc Graw Hill; Pag: 245

3. McMURRY J. Química orgánica. Editorial Thomson, 5° edicion 2005; pag; 825-826

1) Por qué los jabones se cortan en contacto con aguas que contienen iones Ca o Mg. Escribir las ecuaciones correspondientes.

R/ las aguas duras no disuelve el jabón. Esto sucede así, porque el jabón reacciona con las sales disueltas en el agua y, como consecuencia, produce jabones insolubles, de acuerdo con la siguiente reacción:

2 C17H35COONa + CaCl2 (C17H35COO)2 Ca +2 NaCl

Estearato de sodio esterearato de calcio + sal

2 C15H31COONa + Mg++ (C15H31COO)2Mg +2 Na+

Jabón de sodio + sal de magnesio jabón de magnesio

Por tanto, cuando se utilizan aguas duras, la cantidad de jabón que se necesita usar es mucho mayor, ya que gran cantidad de éste se gasta en la formación de sales insolubles. Como consecuencia de ello, el jabón no produce espuma hasta que todas las

sales de calcio o magnesio se han gastado produciendo una sustancia insoluble, la cual, además de su mal aspecto, une su acción deteriorante de las telas, puesto que ese material duro queda depositado entre los intersticios de los tejidos

2) Que determina la formación de un precipitado, cual es el rango de valores Kps para sales cálcicas y magnésicas de

ácidos carboxílicos de cadena entre 12 y 18 átomos de carbono?

R/ Lo que determina la formación de un precipitado en los jabones, es la interacción que sucede entre un jabón y las aguas duras el cual contienen iones de Ca o Mg que al

hacer contacto se precipitan dichos iones, lo que nos indica el jabón está “cortado”. y el rango es de 22,8 Kps

3) Normalmente a qué longitud de cadena carbonada de un carboxilato se empieza a presentar la propiedad de jabón?

R/ los ácidos más adecuados son los que contienen entre 12 y 18 carbonos ya que cada extremo ejerce

su propio comportamiento de solubilidad.

La longitud de la cadena carbonada determina la fuerza de la porción no polar de la molécula, el numero de carbonos es menor que doce esta parte de la molécula es demasiada débil para

Equilibrar la fuerte acción polar del grupo carboxilato (COO-) si por el

contrario son más de veinte carbonos el efecto es inverso.

4) Escriba las ecuaciones para las reacciones implicadas en la obtención de un jabón y de su detergente.

Reacción para la obtención de un detergente jabonoso

O

O

O

R

R

R

O

O

O

3 ( NaOH)

O

O

O

o

o

oR

R

RNa

Na

Na

Mecanismo

O

O

O

R

R

R

O

O

O

3 ( NaOH)

O

O

O

OH

O

R

OH

O

R

OH

O

R

O

O

OR

O

O3

O

O

O ( H2O )3

OH

OH

OH

Reacciones para la obtención de un detergente no jabonoso

O

O

O

R

R

R

O

O

O

O

RO S O

O

O

Na3

Mecanismo

O

O

O

R

R

R

O

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OH

H2SO4 H HSO4

O

O

O

R

R

R

O

O

O

H

H

H

O

O

O

R

R

R

O

O

O

H

H

HHSO4

O

O

O

R

O

O

R

O

O

O

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O S

S

S

OH

OH

OH

O

O

O

O

O

O

H

H

H

OH

OH

OH

O

RO S OH

O

O

3

5) por qué los detergentes de tipo sulfato o sulfonato no se cortan en contacto con aguas duras?

R/ Porque los detergentes anicónicos contienen un extremo polar de la molécula es un alquilsulfanato y al agregarlo en aguas que contengan concentraciones significativas de iones de calcio y magnesio (aguas duras) los acido carboxílicos de cadena larga forman sales

de calcio y magnesio relativamente insolubles que se separan de la fase acuosa en forma de espuma de jabón.

6) describa un detergente de tipo cationico.

R/ un ejemplo de detergente de tipo cationico es el que contiene Carbonato de Calcio, se usa como relleno mineral para

lograr una alta retención de humedad, mejorar la consistencia y secado de la masa final, mejorar el aspecto de los jabones y controlar el peso final del producto. Además, no altera las propiedades físicas y químicas de los productos jabonosos, ni la viscosidad de la mezcla.

El carbonato de calcio mejora la acción de limpieza de jabones y detergentes debido a un adecuado grado de abrasividad. No es retenido por las fibras textiles ni daña la ropa, puesto que no contienen silica en estado libre.