Jabones y detergentes

Objetivo

Obtener un jabón y un detergente.
Realizar el estudio comparativo de algunas de las propiedades de jabones y detergentes.

Fundamento teórico 

¿Qué es un jabón? 

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.

Se encuentra en pastilla, en polvo o en crema. En sentido estricto, existe una gran diferencia entre lo que es un jabón y un detergente.


Por sus características, los jabones son surfactantes aniónicos. Los surfactantes son compuestos químicos capaces de reducir la tensión superficial del agua, lo que permite que ésta se pueda extender y humedecer distintos tipos de superficies, algo muy útil en el proceso de lavado.

El proceso de fabricación de los jabones a partir de triacilgliceroles es la saponificación:

Los 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.

¿Qué es un detergente?

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.

Los detergentes son productos limpiadores más eficaces que los jabones porque contienen mezclas de surfactantes que les permiten trabajar en distintas condiciones; por eso son menos sensibles a la dureza del agua que los jabones.

La mayor parte de los surfactantes que contienen los detergentes se han desarrollado a partir de productos petroquímicos, derivados del petróleo, y oleoquímicos, a partir de distintos aceites y grasas. Las cadenas hidrocarbonadas derivadas de grasas, aceites o petróleo constituyen la parte hidrófoba de la molécula de surfactante, mientras que compuestos como trióxido de azufre, ácido sulfúrico u óxido de etileno se utilizan para constituir la parte hidrófila de esa molécula.

Aparte de los surfactantes, los detergentes incorporan otras sustancias como:

• Agentes coadyuvantes: polifosfatos, silicatos o carbonatos, para ablandar el agua; perboratos, para blanquear manchas resistentes.
• Agentes auxiliares: sulfato de sodio y carboximetilcelulosa, que favorecen la eliminación del polvo; enzimas, para eliminar restos orgánicos; sustancias fluorescentes, para contrarrestar la tendencia al amarilleamiento del color blanco; estabilizadores de espuma; perfumes y colorantes.

Aunque los jabones comparten algunas de 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.

Composición de ácidos grasos presentes en el aceite de coco

Ácido caproico C-6 = 0,0 – 0,8
Ácido caprílico C-8 = 5,0 – 9,0
Ácido cáprico C-10 = 6,0 – 10,0
Ácido láurico C-12 = 44,0 – 52,0
Ácido mirístico C-14 = 13,0 – 19,0
Ácido palmítico C-16 = 8,0 – 11,0
Ácido palmitoléico C-16:1 = 0,0 – 1,0
Ácido esteárico C-18 = 1,0 – 3,0
Ácido oleico C-18:1 = 5,0 – 8,0
Ácido linoleico C-18:2 = Trazas – 2,5
Ácido araquídico C-20 = 0,0 – 0,4

Materiales

• 2 vasos de bohemia de 50 mL
• Probeta de 10 mL
• Soporte para vaso de bohemia y tubos
• varilla de vidrio
• Espátula cuentagotas mechero
• Embudo, papel de filtro
• Papel pH

Sustancias

• Aceite de coco
• Solución hidroalcohólica de NaOH 
• Soluciones NaOH 6 M
• Cloruro de Calcio 1%
• Urea 40%
• Sulfato de amonio 40% 
• Hipoclorito de sodio
• Azufre en polvo
• Bióxido de manganeso
• Agua
• Ácido bencenosulfónico

Obtención del Jabón

• Mida 26 mL de solución hidroalcoholica de NaOH en un vaso de bohemia.

 

                         

• Caliente suavemente hasta entibiar.

• Mida 50mL de aceite de coco y agregue lentamente en el vaso de bohemia con la solución hidroalcohólica con agitación continua.

• Siga calentando con llama baja y agitando continuamente, hasta la formación de una pasta.

   

   

• Retire el mechero y saque el jabón con una espátula.

Obtención de un Detergente

Procedimiento

• Colocar 10mL de ácido sulfúrico en un vaso de precipitados de plástico.

• Neutralizar agregando gota a gota el hidroxido de sodio 6M con continua agitación.

• Medir el pH y de ser necesario agregar mas hidroxido de sodio hasta lograr pH entre 6 y 8.

• Adicionar 2 gotas de hipoclorito de sodio como blanqueador.

• Incorporar 5 mL de urea como solubilizante.

• Agregar 15 mL de agua.

• Agregar 2 mL sulfato de amonio como espesante, sin dejar de mezclar. Dejar reposar, y ya esta listo el detergente.