PREPARACIÓN DE DETERGENTES E IDENTIFICACIÓN DE SUS PROPIEDADES

PREPARACIÓN DE DETERGENTES E IDENTIFICACIÓN DE SUS PROPIEDADES

Luisa María Hurtado Barona1,  María Camila Torres Arias1, Luisa Fernanda Vélez Altahona1

1 Escuela de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, Cali - Colombia

Realización: 29-10-2018; Entrega: 13-11-2018

Resumen

Con el fin de entender los detergentes jabonosos y no jabonosos y cómo actúan en la limpieza, se hicieron tres pruebas para cada tipo de detergente a partir de la hidrolisis de grasas, se mezcló aceite de castor con Hidróxido de sodio como componentes principales para el producto jabonoso, posterior a esto se hirvió la solución y al final se añadió etanol para tener una disolución más completa  y para el no jabonoso también se utilizó aceite de castor con Ácido Sulfúrico, luego se le añadió un poco de Hidróxido de sodio para la neutralización de la solución, estas mezclas se hicieron mientras el vaso estaba en un baño de hielo, después de tener las soluciones acorde a la guía cada detergente se hizo reaccionar con agua pura, Cloruro de Calcio y finalmente con Ácido Clorhídrico para analizar sus diferentes resultados.

.

Palabras Claves: Hidrolisis, detergente jabonoso, detergente no jabonoso.

Introducción

En esta práctica se llevó a cabo la realización de dos tipos de detergentes, los jabonosos y los no jabonosos, con el objetivo de qué son y cómo actúan en la limpieza, mediante la hidrolisis de grasas. Químicamente, un jabón es la sal de sodio o te potasio de un ácido grasoso, son agentes de limpieza útil, por lo que son muy utilizados en el mercado3.

En esta práctica se pudieron analizar las diferencia entre ambos, tanto física como químicamente y sus diferentes reacciones con diferentes compuestos.  

Datos, cálculos y resultados

En la práctica de laboratorio se llevó a cabo el proceso de producción de un detergente jabonoso y uno no jabonoso. El producto final de cada detergente se sometió a tres pruebas, cada una de ellas en diferentes soluciones.

El resultado obtenido y observado en cada una de las pruebas se registró en la Tabla No. 1 y la Tabla No. 2, mostradas a continuación.

Tabla No. 1. Observaciones de las pruebas  del detergente jabonoso.

Tabla No. 2. Observaciones de las pruebas del detergente no jabonoso.

Discusión

El objetivo principal de la práctica es la preparación de detergentes jabonosos y no jabonosos a partir de la hidrolisis de grasas, e identificar las propiedades de cada uno.  

Los detergentes jabonosos y no jabonosos difieren en el proceso de preparación y estructura. Respectivamente están compuestos de ácidos carboxilos y sales de tipo aquilsulfato o alquilarilsulfonato.

Primeramente se realizó la preparación del detergente jabonoso a partir de un triglicérido simple tal cual es el ácido oleico y la adición de hidróxido de sodio acuoso. Triglicérido simple puesto que sus tres ácidos grasos son idénticos. Reacción de saponificación ya que se presenta la síntesis de aceites o grasas en un medio alcalino, convirtiendo el éster en glicerol y en la sal de los ácidos grasos la cual es utilizada como jabón.

A continuación se presenta la ecuación de preparación de detergentes jabonosos obteniendo como producto el jabón más glicerol.

 [pic 1]

       (Ec.1)

El mecanismo de reacción general para la preparación de detergentes jabonosos se muestra a continuación:

[pic 2]

Esquema 1. Mecanismo de reacción saponificación de ácidos grasos.

En esta reacción el ion hidróxido ataca al carbono unido a los dos oxígenos dándose una reacción nucleofilica, convirtiéndose el doble enlace en uno simple y el oxígeno queda con una carga parcial negativa, por lo cual restaura el doble enlace y el otro oxigeno se desprende de la cadena. Seguidamente el oxígeno que se desprendió se protona con el hidrogeno del grupo hidroxilo presente en la cadena, este al quedar con carga parcial negativa atrae al sodio, formándose así el jabón y el glicerol.

La mezcla resultante se pone a calentar aproximadamente 7 minutos para que la fase aceitosa desaparezca debido a la reacción.

Seguidamente se adiciona NaCl, la cual satura la mezcla y precipita el jabón. Este se separa del glicerol, sal y agua a través del método de filtración al vacío. La solución resultante presenta residuo de agua debido a que el hidróxido de sodio se encontraba en medio acuoso.

Posteriormente se realizó la reparación del detergente no jabonoso a partir del aceite oleico, ácido sulfúrico e hidróxido de sodio. La reacción se mantuvo en un baño de hielo debido a que es una reacción exotérmica. La ecuación de formación de detergente no jabonoso se muestra a continuación:

[pic 3]

(Ec.2)

El mecanismo de reacción general para la formación de detergentes no jabonosos se presenta a continuación:

[pic 4]

Esquema 2. Mecanismo de reacción preparación detergentes no jabonosos.

En el mecanismo anterior el aceite oleico primeramente reacciona con el ácido sulfúrico en

una adición electrofilia, en la que el electrófilo ataca al grupo hidroxilo, el oxígeno queda con una carga parcial negativa, por lo que se desprotona formándose un sulfato ácido, que representa el color medio marrón que fue tomando la reacción. Seguidamente se adiciona agua, generando liberación de calor y al producto se le agrega hidróxido de sodio para neutralizar la solución. El ion hidroxilo de este ataca el hidrogeno unido al oxigeno del sulfato, que queda parcialmente negativo, puesto que ataca al catión sodio, obteniendo un sulfato de sodio unido a la cadena carbonada, que tomo un color blanco. En la neutralización del detergente se tuvo que adicionar nuevamente ácido sulfúrico debido a que se excedió la cantidad de hidróxido de sodio.

Los detergentes obtenidos se diluyen en agua para realizar las pruebas y observar las características de estos. Estas se muestran en la tabla (…)

Primeramente se realizó la prueba con adición de agua para detergentes jabonosos y seguidamente para no jabonosos.

En el detergente jabonoso se observó la disolución y formación de espuma, debido a la hidrolisis parcial de las sales de sodio produciendo una solución alcalina que puede ser perjudicial para algunas fibras. La ecuación de esta reacción se muestra a continuación:

[pic 5]

 (Ec.3)

En el detergente no jabonoso se observó la formación de espuma después de la agitación. La ecuación para esta reacción se muestra a continuación:

[pic 6]

(Ec.4)

En esta reacción el oxígeno ataca a uno de los hidrógenos del agua para protonarse desplazando al sodio que es atacado por el grupo hidroxilo formándose hidróxido de sodio.se denota la característica de reacción de los detergentes no jabonosos en aguas blandas2.  

Seguidamente se realizó la prueba con CaCl2. En donde se observó que el detergente jabonoso presento la formación de un precipitado después de la agitación, consecuente de la presencia de iones de calcio. Los iones de calcio, magnesio o hierro, suelen estar presentes en aguas duras, formando sales insolubles al reaccionar con detergentes jabonosos. Estos son causantes de los anillos que se forman alrededor de los lavados. La ecuación se muestra a continuación:

...