viernes, 4 de diciembre de 2009

Elaboracion jabon en laboratorio

SAPONIFICACION "JABON"

OBJETIVOS:

General:
  • Elaboración de jabón
Específico:
  • Elaboración de jabón a partir del aceite por medio del proceso de la saponificación
  • Aprender en qué consiste el proceso de la saponificación
  • Aprender con qué otros reactivos se puede elaborar el jabón
FUNDAMENTO TEORICO:

Las grasas y sus sustancias acompañantes, que en conjunto se denominan también lípidos se diferencian entre sí básicamente por su estructura química, aunque presentan en su totalidad propiedades químico físicas similares, como por ejemplo la solubilidad en disolventes orgánicos. Es posible extraer conclusiones acerca de la identidad, composición (pureza, autenticidad) y calidad (frescura, vida útil) de una grasa/aceite empleando diferentes métodos químicos o físico químicos y sensoriales. Entre los métodos químicos (índices) destacan el de saponificación (cantidad de hidróxido potásico necesaria para la saponificación de 1 g de grasa), yodo (cantidad en gramos de yodo que resulta ligada por cada 100 g de grasa), acidez (cantidad en miligramos de hidróxido potásico necesaria para la neutralización de los ácidos grasos libres presentes en 1 g de grasa) y de peróxidos (cantidad en miligramos de oxígeno activo en 1 Kg. de grasa).

Las grasas y aceites son ésteres mixtos naturales de ácidos grasos, de peso molecular elevado y de 1 glicerina. Generalmente un aceite o grasa por saponificación proporciona una mezcla de cuatro o más ácidos grasos, los cuales tienen punto de ebullición elevado y cercano entre sí, lo que dificulta su separación, en algunos casos es posible separarlos en forma de sus ésteres metílicos o como complejos de urea. Se conocen algunas grasas y aceites en los que predomina un ácido graso, por lo que se utiliza como fuente de el. Las sales de los ácidos grasos se denomina jabones, las de sodio y potasio se utilizan como detergentes y las de metales pesados, como lubricantes.

Ácidos Grasos:

Ácidos grasos saturados: Son ácidos grasos sin dobles enlaces entre carbonos; tienden a formar cadenas extendidas y a ser sólidos a temperatura ambiente, excepto los de cadena corta. Cadena corta (volátiles).
  • Ácido butirico (ácido butanoico)
  • Ácido isobutírico (ácido 2 metilpropionico)
  • Ácido valérico (ácido pentanoico)
  • Ácido isovalérico (ácido 3 metilbutanoico)
Cadena larga:
  • Ácido mirístico, 14:0 (ácido tetradecanoico)
  • Ácido palmítico, 16:0 (ácido hexadecanoico)
Ácidos grasos insaturados: Son ácidos grasos con dobles enlaces entre carbonos; suelen ser líquidos a temperatura ambiente.

Ácidos grasos monoinsaturados, Son ácidos grasos insaturados con un solo doble enlace.
  • Ácido oleico, 18:1(9) (ácido cis 9 octadecenoico)
Ácidos grasos poliinsaturados, Son ácidos grasos insaturados con varios dobles enlaces.
  • Ácido linoleico, 18:2(9,12) (ácido cis, cis 9,12 octadecadienoico) (es un ácido graso esencial)
  • Ácido linolénico, 18:3(9,12,15) (ácido cis 9,12,15 octadecadienoico) (es un ácido graso esencial)
  • Ácido araquidónico, 20:4(5,8,11,14) (ácido cis 5,8,11,14 eicosatetrienoico) (es un ácido graso esencial)
  • Ácidos grasos cis, Son ácidos grasos insaturados en los cuales los dos átomos de hidrógeno del doble enlace están en el mismo lado de la molécula, lo que le confiere un "codo" en el punto donde está el doble enlace; la mayoría de los ácidos grasos naturales poseen configuración cis.
  • Ácidos grasos trans, Son ácidos grasos insaturados en los cuales los dos átomos de hidrógeno están uno a cada lado del doble enlace, lo que hace que la molécula sea rectilíneos; se encuentra principalmente en alimentos industrializados que han sido sometidos hidrogenación, con el fin de solidificarlos (como la margarina).
El hidróxido de sodio (NaOH) o 'hidróxido sódico', también conocido como sosa cáustica o soda cáustica, es un hidróxido cáustico usado en la industria (principalmente como una base química) en la fabricación de papel, tejido, y detergentes. Además es usado en la Industria Petrolera en la elaboración de Lodos de Perforación base Agua.

A temperatura ambiente, el hidróxido de sodio es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (higroscópico). Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo. Generalmente se usa en forma sólida o como una solución de 50%.

El hidróxido de sodio se usa para fabricar jabones, rayón, papel, explosivos, pinturas y productos de petróleo. También se usa en el procesamiento de textiles de algodón, lavandería y blanqueado, revestimiento de óxidos, galvanoplastia y extracción electrolítica. Se encuentra comúnmente en limpiadores de desagües y hornos.

La saponificación

La saponificación es una reacción química entre un ácido graso (o un lípido saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y una base o álcali, en la que se obtiene como principal producto la sal de dicho ácido y de dicha base. Estos compuestos tienen la particularidad de ser anfipáticos, es decir tienen luna parte polar y otra apolar (o no polar), con lo cual pueden interactuar con sustancias de propiedades dispares. Por ejemplo, los jabones son sales de ácidos grasos y metales alcalinos que se obtienen mediante este proceso.

El método de saponificación en el aspecto industrial consiste en hervir la grasa en grandes calderas, añadiendo lentamente sosa cáustica (NaOH), agitándose continuamente la mezcla hasta que comienza esta a ponerse pastosa.

La reacción que tiene lugar es la saponificación y los productos son el jabón y la glicerina.

El propanotriol, glicerol o glicerina (C3H8O3) es un alcohol con tres grupos hidroxilos ( OH), por lo que podemos representar la molécula en su forma semidesarrollada como:

CH2(OH) – CH(OH) – CH2(OH)

El propanotriol es uno de los principales productos de la degradación digestiva de los lípidos, paso previo para el ciclo de Krebs. Se produce también como un producto intermedio de la fermentación alcohólica. El propanotriol, junto con los ácidos grasos, es uno de los componentes de los lípidos simples, como los triglicéridos y fosfolípidos.

MATERIALES:

• Rejilla de amianto: Esta rejilla está impregnada por amianto, y sirve como zona de contacto entre el foco de calor y el material a calentar.
• Vasos de precipitado: Estos objetos son unos recipientes que además de servir de envase para calentar los materiales estudiados, sirve para medir cantidades líquida
• Espátula: Sirve para coger sustancias sin necesidad de utilizar las manos.
• Báscula: Sirve para medir el peso de las sustancias estudiadas.
• Varilla de vidrio: Sirve para dar vueltas a las sustancias que están calentándose.
• Trípode: Es un objeto que sirve para sostener el vaso del precipitado mientras se calienta.
• Mechero: Es el foco de calor, que calienta nuestras sustancias.
• Pipeta: Es el objeto que utilizamos para medir volúmenes pequeños de líquidos. Filtro: Sirve para poder separar dos compuestos

REACTIVOS:
  • 30 m1 de alcohol
  • 30 m1 de aceite
  • 30 m1 de NaOH al 40% (si deseamos jabón sólido)
  • 30 ml de KOH al 40% (si deseamos jabón líquido)
PARTE EXPERIMENTAL:

Lo primero que debemos hacer es preparar el equipo, es decir, poner la rejilla de amianto en el trípode, y prender el mechero. En el vaso precipitado poner las cantidades indicadas en los reactivos tanto de aceite como alcohol, esperar unos 5 minutos que vaya calentando y gota a gota con la ayuda de una pipeta ir introduciendo el NaOH. Mientras, disolver con una varilla de vidrio hasta que se torne un poco espeso todo lo mezclado.

Para comprobar si ya está listo el jabón, poner un poco de éste sobre nuestro dedo y si se aspera nuestro dedo es razón de que le echamos mucho NaOH y si mas bien se forma grasoso en nuestro dedo significa que le falta NaOH.
  • Al mezclar el aceite con NaOH obtenemos una mezcla de color amarillento marrón.
  • Cuando mezclamos la grasa con NaOH obtenemos una mezcla de color más blanquecino.
Cuando hemos calentado estas mezclas y pasado un tiempo, se puede observar 3 capas en el recipiente:

1: La inferior que contiene la solución de sosa sobrante con la glicerina formada
2: La intermedia, semisólida, constituida por jabón
3: La superior, amarilla de aceite que no ha reaccionado.

Para sacar el jabón de todo eso debemos filtrar lo obtenido. Lo que quede en nuestro filtro será el jabón que buscamos. Sacamos éste y moldeamos a la manera que deseemos, y es más, si queremos podemos mezclarlo con colorantes o aromatizante también, y está listo para ser usado.




ESQUEMA



REACCION


Grasa + sosa cáustica > jabón + glicerina


En este laboratorio se utilizó el NAOH junto con el ácido oleico (aceite) para obtener el jabón. N=16



RECOMENDACIONES:
  • Es importante agregar el NaOH gota a gota porque éste puede ocasionar que la mezcla caliente salte del recipiente ocasionando accidentes como ser: quemaduras en las manos o la cara.
  • Si el experimento se realiza con grasa animal: disolver 20 gr de sosa enrasando a 100ml de agua para obtener una disolución al 20 %. Pesaremos 100 gr. de grasa animal en la balanza y la calentaremos al B.M. (baño maría) porque se encuentra al estado semisólido y nos interesa que esté algo más fluida. Cuando ya la tenemos, la mezclamos con la disolución de hidróxido sódico y de nuevo calentamos la mezcla al baño maría con cuidado y dejamos reposar para ver los resultados.
  • Si al realizar la experiencia con NaOH el jabón resulta estar un poco duro, entonces debemos aumentar 10gr de NaCl para que éste se ablande.
PREGUNTAS FRECUENTES

1.- ¿Qué es jabón? Escriba la ecuación de obtención

El jabón (del latín tardío sapo, -ōnis, y este del germánico *saipôn) es un producto que sirve para la higiene personal y para lavar determinados objetos.


2.- ¿Qué es saponificación?

La saponificación es una reacción química entre un ácido graso (o un lípido saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y una base o álcali, en la que se obtiene como principal producto la sal de dicho ácido y de dicha base. Estos compuestos tienen la particularidad de ser anfipáticos, es decir tienen una parte polar y otra apolar (o no polar), con lo cual pueden interactuar con sustancias de propiedades dispares. Por ejemplo, los jabones son sales de ácidos grasos y metales alcalinos que se obtienen mediante este proceso.

3.- ¿Qué diferencia hay entre el jabón duro y el jabón blando?

El jabon duro es aquel que contiene Hidróxido de sodio, se lo usa como jabon de tocador. Mientras que el jabon blanco es el que contiene Hidroxido de potasio y se lo usa como jabon para afeitar.

4.- ¿Qué se determina por índice de saponificación?

El índice de saponificación es la cantidad en miligramos de un alcali, específicamente de hidróxido de potasio, que se necesita para saponificar un gramo de determinado aceite o grasa.

5.- ¿Cuáles son ácidos grasos saturados y no saturados y cómo se los detecta?

Son acidos grasos saturado:
  • Acido butirico
  • Acido isobutirico
  • Acido valerico
  • Acido isovalerico
  • Acido miristico
  • Acido palmitico
Los acidos grasos saturados se los puede identificar ya que son acidos grasos sin dobles enlaces entre carbonos.

Son acidos grasos no saturados:
  • Acido oleico
  • Acido linoleico
  • Acido araquidonico
Acidos grasos no saturados son acidos que se los identifican por poseer enlaces dobles entre carbonos, y suelen ser liquidos a temperatura ambiente.

6.- Explique el proceso de la obtención de jabón.

Poner la rejilla de amianto en el trípode, y prender el mechero. En el vaso precipitado poner las cantidades indicadas en los reactivos tanto de aceite como alcohol, esperar unos 5 minutos que vaya calentando y gota a gota con la ayuda de una pipeta ir introduciendo el NaOH. Mientras, disolver con una varilla de vidrio hasta que se torne un poco espeso todo lo mezclado.

7.- ¿Qué pH debe tener el jabón para uso doméstico?

Para detectar el exceso de NaOH en la obtención del jabón, ponemos un poco de éste sobre nuestro dedo y si se áspera nuestro dedo es razón de que le echamos mucho NaOH.

8.- ¿Cómo se detecta el exceso de Na (OH) en la obtención del jabón?

Aparece el precipitado blanco ya que el jabón no es completamente soluble en agua

9.- ¿Por qué cuando se lava la ropa con jabón, aparece un precipitado blanco en la suspensión?

La glicerina es un subproducto natural del proceso de la fabricación de jabón

DESCARGAS
  • Documento (Word): http://www.box.net/shared/maokc2vqtf
  • Daipositiva (Power Point): http://www.box.net/shared/b34nym19vc


Jabon
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