Jabones y Detergentes

JABONES Y DETERGENTES

OBJETIVOS

1. Obtener un jabón y un detergente.

2. Realizar el estudio comparativo de algunas de sus propiedades.

MATERIALES

Vaso de bohemia grande

4 probetas de 10ml

Cápsula con trípode

Gradilla con tubos de ensayo

Pinzas para cápsula y tubo

6 vasos de bohemia chicos

Varilla de vidrio

Espátula

Cuenta gotas

Piceta

Mechero y fósforos

Paño de limpieza

SUSTANCIAS

Aceite de coco

Etanol

Solución acuosa de NaOH 1,0M

Solución acuosa de NaOH 8,0M

Solución acuosa de CaCl₂ (1%)

Urea

Ácido alquil bencil sulfónico

Rojo de metilo

Aceite

Agua

Azufre (polvo)

PROCEDIMIENTO

      1)  Obtención del jabón :

a)  Fundir 10ml de aceite de coco en un vaso de bohemia pequeño.

b)  Agregar al vaso 6ml de etanol y 10 ml NaOH 8,0M

c)  Introducir el vaso pequeño en otro vaso más grande, que contenga agua

d)  Calentar el conjunto durante media hora, agitando permanentemente el contenido del vaso pequeño.  Si la mezcla adquiere mucha dureza, agregar algo de agua. Opcional: Agregar fenolftaleína o biuret para darle color al jabón.

e)  Moldear y dejar enfriar.

   

 


Esta reacción se denomina saponificación y consiste en la hidrólisis alcalina (básica) de triglicéridos (u otros lípidos saponificables).

      2)  Obtención del detergente:

a) En un vaso de bohemia seco, colocar 20 gotas de ácido alquil bencil sulfónico.  Lo usará más adelante.

b) Medir 10ml de solución de NaOH de 1,0M y verter en otro vaso de bohemia. Agregarle a esta solución aproximadamente un gramo de urea y agitar hasta disolución total. (La urea se utiliza para obtener una mayor solubilidad y para evitar la aparición de suspensiones que afecten el aspecto diáfano que debe presentar el producto)

c) Agregar al primer vaso de bohemia, utilizado por goteo y agitando, 10 gotas de la última solución preparada.

d) Adicionar una gota de rojo de metilo. Agitar y observar. (Este reactivo se utiliza para identificar el pH de la sustancia, en este caso deberia ser ácida debido al alquil bencil sulfónico.)

e) Continuar agregando por goteo y con agitación la solución básica hasta observar cambio y así obtener el detergente deseado. (Este paso se realiza para neutralizar la sustancia)

      3)  Estudio comparativo de propiedades:

a) Colocar un trozo (media cucharita) del jabón obtenido, en un vaso de bohemia, agregar agua hasta un volumen.

b) Calentar y agitar hasta disolución total.

c) En otro vaso de bohemia, colocar agua hasta un volumen de aproximadamente 15ml y agregar la mitad del detergente obtenido. Homogeneizar mediante una varilla.

d) Colocar en dos tubos de ensayo solución jabonosa y en otros dos tubos solución detergente (aproximadamente 4ml de cada solución).

e) Acción emulsionante:

        i. Agregar a un tubo con solución jabonosa y a otra con solución de detergente 3 gotas de aceite. Agitar y observar.

        ii. Colocar en un tubo de ensayo aproximadamente 4ml de agua y adicionar 3 gotas de aceite. Agitar y observar.





En el caso i, las gotas de aceite se mezclan con el jabón y el detergente. Esto sucede gracias a la formación de ciertos agregados supramoleculares denominados micelas, loscuales se originan debido a la naturaleza anifipática de las 
moléculas del jabón y del detergente.

El término anfipática se refiere a la existencia de un extremo en este caso la cabeza) que es afín al agua (hidrofílico) y otro (una larga cadena) que huye del agua (hidrofóbico) en la molécula. Como consecuencia, las cadenas hidrofílicas se proyectan al agua, mientras que las largas cadenas hidrofóbicas se unen a las partículas del aceite y 
permanecen en el interior (escapando del agua). De esta forma, se forman grupos circulares con el material graso absorbido dentro y atrapado. Se origina entonces lo que se denomina una emulsión de aceite.

En el caso ii, en cambio, el agua NO se mezcla con el aceite. Esto se debe a que la fuerza de atracción entre las moléculas del mismo líquido es mayor a la fuerza con la que se atraen las moléculas de los líquidos distintos. Es decir, que las fuerzas de atracción entre las moléculas del agua son más grandes que las fuerzas de atracción que la misma siente por el aceite y viceversa.

A su vez, la molécula de agua (H2O) se comporta como un imán. Tiene un polo positivo y otro negativo. El aceite, por su parte, se comporta de una forma completamente opuesta. Es un compuesto neutro. No tiene polaridad. Por eso, no siente ni atracción ni repulsión por las moléculas de agua.

En este caso también se observa que el agua se posiciona por debajo del aceite. Este fenómeno ocurre debido a que la densidad del agua es mayor que la del aceite.

f) Efecto sobre la tensión superficial

  i. Colocar en un vaso de bohemia 50ml de agua.

  ii. Colocar en otro vaso de bohemia 50ml de agua jabonosa.

  iii. En otro vaso de bohemia diluir con agua la solución de detergente hasta un volumen de 50ml.

  iv. Espolvorear una pequeña cantidad de azufre en polvo sobre la superficie líquida de cada uno de los tres vasos de bohemia que contienen: agua, solución jabonosa y solución de detergente  v. Registrar observaciones.

 

           Vaso de bohemia con agua                                         Vaso de bohemia con detergente   

                                   

                                                    Vaso de bohemia con jabón

Como se puede observar, la alta tensión superficial del agua evita que el azufre se"hunda" en la sustancia. Esto ocurre debido a las altas fuerzas de atracción entre las partículas, las cuales se unen por puentes de hidrógeno. Sin embargo, en jabones y detergentes la tensión superficial disminuye cuando los aniones de las moléculas de jabón interfieren en dichos puentes, causando que el azufre se traslade al fondo del vaso.

Efecto tenso activo del detergente

g) Efecto del catión calcio

   i. Retirar 2 tubos de ensayo de la gradilla; uno con solución jabonosa y otro con solución de detergente. Agitar para aumentar el volumen de espuma.

   ii. Agregar una gota de solución acuosa de catión calcio a cada una.

   iii. Anote las observaciones.

En la parte g se estudian las diferencias entre el jabón y el detergente cuando se mezclan con "agua dura" (contiene catiónes metálicos 2+, en esta práctica son de Ca).

En el caso del jabón, los catiónes de Ca precipitan con los aniones de los ácidos grasos, sintetizando jabón calcio el cual es insoluble en agua, de color blanco, sólido y no forma espuma. Como consecuencia, no es recomendable lavar ropa con el mismo ya que la puede ensuciar y además puede tapar cañerías. 

Por este mismo motivo fue que se inventó el detergente, el cual se sintetiza sin ácidos grasos y por lo tanto, es igual de eficaz en aguas duras como normales.