UNIVERSIDAD DEL CAUCA Facultad De Ciencias Naturales, Naturales, Exactas y de la Educación Educación Departamento de Química Laboratorio de Química Química Industrial Industrial
ANÁLISIS FISICOQUÍMICO FISICOQUÍMI CO DE JABÓN EN BARRA
Martínez H, Prieto X Popayán, de !unio del "#$%
RESUMEN
Se realizó el análisis físico y químico a una muestra de jabón de tocador (Protex Herba! , encontrando los siguientes valores umedad y volátiles 10,63 , !H "#,#$, Sustancias insolubles en agua ",%&', Materia insoluble en alcool #,$( ', Porcentaje de jabón anidro #,$( ',
%Alcalinidadtota 44,86 Na 2 O , '
NaCl 0,17 ,
%Materia Insaponificable Insaponificable 0,4 , la !rueba cualitativa !ara alcalinidad libre dio negativa, !or lo tanto no se realizó la !rueba cuantitativa) *oncluyendo así que el jabón analizado cum!le con las normas consultadas !ara el análisis, !or lo tanto es adecuado !ara su uso como jabón de tocador) " IN#RODUCCIÓN +uímicamente se define a los jabones como una sal sal lige ligera rame ment ntee ácid ácida, a, qu quee se !rod !roduc ucee !o !orr la mezcla de las sales de sodio o de !otasio con ácidos grasos de cadena larga, generadas !or la idrólisis sa!onificación-. generalmente se utiliza una grasa animal o vegetal con un álcali) /eniendo /eniendo en cuen cuenta ta que que las las gras grasas as y los los acei aceite tess son son triglic0ridos, es decir tri0steres de glicerol con tres ácidos carbo1ílicos de cadena larga, no ramificada 2"3) 2"3) 4os jabone jaboness ejerce ejercenn su acción acción lim!ia lim!iador doraa debido a que los dos e1tremos de su mol0cula son muy muy dife difere rent ntes es)) 5no 5no de los los e1tr e1trem emos os de la mol0cula es iónico, !or tanto idrófilo y tiende a disolverse en el agua) 4a otra !arte es la cadena de idrocarburo no !olar, !or tanto li!ófila o afín a la gras grasaa y tien tiende de a diso disolv lver erse se en ella ella)) 5na 5na vez vez solubilizadas en agua, la grasa y la mugre !ueden eliminarse 2"3) 4os jabone jaboness !ue !ueden den clasif clasifica icarse rse de difere diferente ntess maneras, como !or ejem!lo6 Seg Seg7n la 8or 8orma 98:8 8:8 ;< ;
Jab$ Jab$% % &e to'a to'a&o &orr %or %ora a es el que tiene un mínimo de (&' en masa de materia grasa total y Jab$% &e to'a&or 'o)*e+to es el que tiene un mínimo de =#' en masa de materia grasa total 2"3)
Pero tambi0n se !ueden clasificar en variedades comerciales de jabones seg7n el idró1ido usado en la sa!onificación, los jabones obtenidos tienen distintas características. !or ellas se clasifican en 2"36
Jabo%e Jabo%e++ &*ro+ &*ro+ com!uestos !or sales de sodio, Jabo%e Jabo%e++ ba%&o ba%&o++ com! com!ue uest stos os !o !orr sale saless de !otasio, los ,abo%e+ )ara a-ar jabones de sodio, elaborados a !artir de materias !rimas de !oco costo, como los sebos y las grasas animales) 4os ,abo%e+ &e a.e/tar crem cremas as jabo jabono nosa sass y los los ,abo%e+ &e to'a&or que se elaboran a !artir de aceites vegetales como materias !rimas 2"3) :n este trabajo se !resenta varios análisis físicos y químicos químicos que se realizó al jabón Protex Herbal !ara determinar si este jabón cum!le con las normas de calidad vigentes)
0 OBJE#IVO >ealizar análisis físico?químicos6 cualitativo y cuantitativamente, al jabón Prote1 Herbal) :valuar con los resultados obtenidos con los !arámetros de calidad estandarizados !ara los jabones en barra con con las normas vigentes) vigentes)
1 ME#ODOLO2IA :l !rocedimiento se realizó de acuerdo al manual de !rácticas de laboratorio de +uímica 9ndustrial, del de!artamento de +uímica, de la 5niversidad del *auca, teniendo en cuenta que !ara la mayoría de los !roced !rocedim imien ientos tos !lante !lanteado adoss se redujo redujo la muestra como los reactivos a la mitad 2$3) @entro de los análisis realizados !ara el análisis de jabón tenemos las siguientes determinaciones6 %)" @etermina @eterminación ción de umedad umedad y volátiles volátiles &'" !H %)% %)< %)= %)& %)( %)( %);
Sustancias Sustancias insoluble insolubless en agua agua Sustancias Sustancias insoluble insolubless en alcool alcool Acidos Acidos grasos grasos y jabón jabón anidr anidroo Blcalinid Blcalinidad ad total total y libre libre *lor *lorur uros os Materia Materia insa!onif insa!onificab icable le e insa!onificada insa!onificada
3 DA#OS 4 RESUL#ADOS 1. Humed Humedad ad y sust sustanc ancias ias voláti volátiles les 4os datos obtenidos !ara este !rocedimiento se muestran en la tabla " 5 Tabla 1. @atos !ara la determinación de umedad y volátiles) Peso ca!sula C arena g=(,D$( Peso jabón g$,##;< Peso ca!sula C arena C jabón g=D,D%=< Peso ca!sula C arena C jabón des!u0s =D,($"D de calentar a ""#E* gPeso jabón seco g",(D
Peso jabón − Peso %Humedad yVolátiles = Peso jabó
05 )H 4os resultados !ara la determinación de !H se muestran en la tabla $) Tabla 2. @atos !ara la determinación de !H Peso jabón g$=,##<; Folumen de agua m4$= !H "#,#$
15 S*+t S*+ta% a%'/ '/a+ a+ /%+o /%+o* *b be+ e+ 15" S*+ta%'/a S*+ta%'/a++ /%+o*be+ /%+o*be+ e% a6*a a6*a 4os resultados !ara la determinación de sustancias insolubles en agua se muestran en la tabla %) Tabla 3. @atos !ara la determinación de sustancias insolubles en agua) Peso jabón g",##=$ Folumen de agua m4=# Peso crisol Goc C !a!el filtro g g%#,&D;( Peso Peso cris crisol ol Goc Goc C !a!e !a!ell filt filtro ro C %#,&;=# muestra seca gPeso materia insolubles g#,#"%( Sustancias insolubles en agua ",%&' Para la determina determinación ción de materia materia insoluble insoluble en agua se utilizó la siguiente formula 2<36 Materiainsoluble Materia insoluble en aua= ¿
Peso materia en aua × 100 Peso jabón Materia insoluble en aua=
0,0137 1.0052
× 100
Materia insoluble en aua=1,36 3.2 Materiale Materialess insoluble insolubless en alcohol alcohol
%Humedad yVolátiles =
2,0084 −1,7949 2,0084
%Humedad yVolátiles 10,63 =
4os resultados !ara la determinación de sustancias insolubles en alcool se muestran en la tabla <) Tabla bla 4. @ato @atoss !ara !ara la dete determ rmin inac ació iónn de materiales insolubles en alcool)
Peso ácidos rasos "cidos rasos ( )= × 100 Peso jabón "cidos rasos ( )= Peso jabón gFolumen de alcool m4Peso crisol Goc gPeso Peso criso risoll Goc Goc C muest uestrra seca seca ggPeso materiales insolubles gMateria insoluble en alcool
$,="(# =# %",<(%; %" %",,<; <;#= #= #,##&( #,$( '
Para la determinación de materiales insolubles en alcool se utilizó la siguiente formula 2<36 Materiainsoluble Materia insoluble en alco!ol =¿
Materia insoluble en alco!ol=
0,0067 2,5170
2,5768
× 100
"cidos rasos ( )=39,06 Peso jabón an!idro #abónan!idro ( )= × 100 Peso jabón #abónan!idro ( )=
Peso materia insoluble insoluble en alco!ol × 100 Peso jabón
1,0065
1,6689 2,5768
× 100
#abón an!idro an!idro ( ) 64,77 =
95 A'a/%/&a&
× 10 95" A'a/ A'a/%/& %/&a& a& tota tota
Materia insoluble en alco!ol=0,27
4os 4os resu result ltad ados os !ara !ara la dete determ rmin inac ació iónn de la alcalinidad total se muestran en la tabla &)
35 Á'/& Á'/&o+ o+ 6ra 6ra+o +o++ 7 ,ab$ ,ab$% % a%8/ a%8/&r &roo
@atoss !ara !ara la dete determ rmin inac ació iónn de la Tabla Tabla 6. @ato alcalinidad total) Peso jabón g 2,5768
4os resultados !ara la determinación de ácidos grasos y jabón anidro se muestran en la tabla 8=) Tabla 5. @atos !ara la determinación de ácidos grasos y jabón anidro Peso jabón g$,=(&; 8ormalidad H*l $8 Folumen H*l m4; Peso Faso g%$,=#D( Peso vaso C ácido grasos g%%,="&$ Peso ácidos grasos g",##&= Porcentaje de ácidos grasos 39,06 Peso vaso gPeso vaso C jabón anidro gPeso del jabón anidro gPorcentaje de jabón anidro
(",&D%= ($,%&$< ",&&;D
64,77
@onde el !orcen @onde !orcentaj tajee de ácidos ácidos grasos grasos y jabón jabón anidro, se calculan con las siguientes formulas6
8ormalidad 8aH Folumen 8aH m4Ilanco volumen 8aH m4-
#)D;"$8 < #,$
@onde !ara @onde !ara la determ determina inació ciónn de la alcali alcalinid nidad ad total se utilizó la siguiente formula 2=36 %Alcalinidad $otal=
V × N × P e
@onde6 F6 Folumen de titulante 86 8ormalidad del del titulante Peq6 Pes Peso equival valente del 8a$K&$gL$K%"gm6 Peso de muestra de jabón)
%Alcalinidadtotal=
m
analito
J:q?
m& × 0.9812 N × 31 3,8 m&× 2,5768
%Alcalinidad %Alcalinidad total
=
44,86 Na2 O
950 A'a/ A'a/%/& %/&a& a& /bre /bre 4os 4os resu result ltad ados os !ara !ara la dete determ rmin inac ació iónn de la alcalinidad libre se muestran en la tabla () @atoss !ara !ara la dete determ rmin inac ació iónn de la Tabla Tabla . @ato alcalinidad libre) :nsayo *ualitativo Peso jabón g-
8egativo #,"%$$
:5 Cor*ro+ 4os resultados !ara la determinación de cloruros se muestran en la tabla ;)
#aba ;5 >esultados determinación de cloruros) Peso jabón g$,#(%< 8ormalidad Bg8 Bg8% #,#=8 Folumen Folumen Bg8% m m4",% Folumen Ilanco m4#,"
V ×N ×' m
Peso ácidos rasos =V × N × 0.0056 F6 Folumen de 8aH 86 8ormalidad del del 8aH
Peso ácidos rasos =0.00009
%Materia %Materia Insaponificable Insaponificable=¿ Peso residuo seco− Peso ác ( rasos × 100 m
0,0102 −0.00009 2,5070
× 100
%Materia %Materia Insaponificable Insaponificable=0,4
F6 Folumen de titulante 86 8ormalidad del del titulante I6 =);<= !ara 8a*l
5. "# "#$% $%&' &'&' &' () () *)' *)'+% +%T T"(, (,' '
1,2 × 0,05 × 5.845
5.1 -aracters -aractersticas ticas del del /ab0n /ab0n en barra barra
2,0734
4a muestra analizada en esta !ráctica corres!onde Protex Herba Herba, !resentación ";#g, de a jabón Protex color verde y seg7n la etiqueta contiene fragancia)
NaCl ( ) =0,17
<5 Mater/a I%+a)o%/./'abe I%+a)o%/./'a&a
#,#"#$ #)#$8 #,;m4
%Materia Insaponificable=¿
Para la determinación de cloruros se utiliza la formula siguiente 2<36
NaCl ( ) =
"#%,&%;D "#%,&$;(
Peso ácidos rasos =0,8 × 0.02 × 0.0056
4a !rueba cuantitativa no se realizó, ya que la !rueba cualitativa cualitativa dio negativa) negativa)
NaCl ( ) =
Peso vaso C muestra gPeso vaso C muestra seca gPeso muestra seca g 8ormalidad 8aH Folumen 8aH
e
Tabla !' @atos !ara la determin determinación ación de Materia Materia 9nsa!onificable e 9nsa!onificada Peso jabón g$,=#(# Peso 8aH*% g#,#=<%
Seg7n la 8orma /0cnica *olombiana 8/* =$( 2%3 2%3 los los jabo jabone ness en barr barraa !ara !ara se clasific clasifican an de acuerdo con el contenido de jabón anidro) :l #/)o " son los jabones que tienen un contenido de jabón anidro mayor o igual a %= ' m(m- !ero menor de =$ ' m(m-. y #/)o 0 que son los jabones que tienen un contenido de jabón anidro mayor o igual a =$ ' m(m- 2%3)
5.2 Humedad Humedad y sustancias sustancias volátile volátiless :l !orcentaje de umedad y volátiles determinado en la muestra de jabón es del 10,63 . ya que junto con la !erdida de agua, tambi0n se volatiliz volatilizan an elementos elementos como agentes agentes colorante colorantes, s, conservantes y fragancia que se incluyen como elemen elementos tos voláti volátiles les que se le adicio adicionan nan en la !re!aración como !erfumes. seg7n la norma t0cn t0cniica colo olombi mbiana ana (& (&## !ara ara jabo jabone ness y detergentes, jabón de tocador, !ara los jabones de ti!o ti!o $ se !erm !ermit itee un má1i má1imo mo de u ume meda dadd y sustancias volátiles del $=' 2<3) Por lo tanto el jabón en barra analizado analizado cum!le con dica norma) =)% H :l !H determinado en la muestra de jabón es de "#)#$) :l !H del jabón es elevadamente básico como es de es!erarse !ara mayoría de los jabones) :l !H de la !iel que es normalmente ácido, está entre %)= y =)=, este !H tiene un !a!el fundamental en la re!roducción bacteriana en la su!erficie cutánea 2=3) :n la muestra analizada el elevad elevadoo valor valor de !H sobres sobresatu atura ra la ca!aci ca!acidad dad buffer de la !iel y !ueden cambiar el valor del !arámetro analizado asta en tres unidades, mientras que los jabones de !H neutro lo acen en una unidad, afectando la salud del consumidor si su !iel es sensible 2=3) insolubles en aua =)< 'ustancias insolubles 4a mater materia ia insolu insoluble ble en agu agua, a, acen acen !arte !arte los los com com!one !onent ntes es li!o i!ofili filico coss de las las cade cadena nass carbon carbonata atadas das,, como como los triaci triacilgl lglic0 ic0rid ridos os y los ácidos ácidos grasos grasos libres) libres) 4a cantidad cantidad de sustancia sustanciass insolubles insolubles en agua determinado determinado en la muestra de jabón es de ")%&' y seg7n la norma 2<3, el má1imo !ermitido !ara jabones de tocador ti!o $ debe debe ser ser del del "$ "$' ' 2<3) 2<3) Por Por lo tant tantoo el jabó jabónn analizado cum!le con la norma) insolubles en alcohol =)= 'ustancias insolubles 4a materi materiaa insolu insoluble ble en alcoo alcooll con conten tendrá drá la mayorí mayoríaa de sales sales alcali alcalinas nas como como carbon carbonato atos, s, boratos, silicatos, fosfatos y sulfatos, almidón, y se !uede usar !ara la determinación a!ro1imada de esto estoss cons consti titu tuye yent ntes es)) :sta :stass sale saless no son son totalmente insolubles en alcool, de modo que, !ara las determinaciones determinaciones e1actas se deberían usar !orciones se!aradas se!aradas de jabón 2<3)
4a cantidad de sustancias insolubles en alcool determinado en la muestra de jabón es de #,$( ') @e acuerdo con la 8orma 2<3 !ara la determinación de materia insoluble en alcool, el má1imo valor !ermitido es del "$', !or tanto, el contenido de las sustancias insolubles en alcool en la muestra de jabón es el adecuado) 6. 5.6. 5.6. $cid $cidos os ras rasos os 4os ácidos ácidos grasos grasos son com!ue com!uesto stoss de origen origen natural de formula general >?*H $-X ?*H del ti!o !almítico, esteárico, la7rico y mirístico entre mucos mucos otros) otros) Para Para el caso caso del jabón, jabón, incluy incluyee ácidos grasos libres y combinados 2&3) :l contenido de ácidos grasos determinado en la muestra de jabón es %D)#&' y seg7n la norma dominicana el mínimo !ara el jabón en barra debe ser del <$' 2(3. !or lo tanto el contenido de ácid ácidos os gras grasos os en la mues muestr traa de jabó jabónn es el adecuado) 5.. ab0n "nhidro :l jabón anidro es el jabón libre de umedad y de cualquier otra sustancia similar) *orres!onde e1clus e1clusiva ivamen mente te al com!ue com!uesto sto formad formadoo !or la reacción de bases con triacilglic0ridos o sus ácidos carbo1ílicos corres!ondientes 2;3) :l !orcentaje de jabón anidro determinado en la muestra de jabón es &<,((' y seg7n la norma colombiana 2<3 el contenido mínimo, !ara jabones de tocador debe ser del &#', !or lo tanto el jabón analizado cum!le con la norma) 5.. "lcalinidad libre y total /eniendo /eniendo en cuenta el !H de la muestra analizada, analizada, el cual es muy básico "#)#$-, los resultados de la alcalinidad total tiene un !orcentaje de <<,;&' e1!resado como 8a $) 8o se encontró ning7n re!o re!ort rtee de la alca alcali lini nida dadd tota total) l) :n la !rue !rueba ba cualitativa de la alcalinidad libre es negativa ya que no se observa la coloración rosa, !or lo tanto no se realizó la !rueba cuantitativa) 5.!. -loruros :n las normas normas sobre sobre es!ec es!ecifi ificac cacion iones es !ara !ara los diferentes ti!os de jabón, se fija como uno de los requisitos, el contenido má1imo de cloruros ya que 0stos 0stos son im!ure im!urezas zas residu residuale aless deb debida idass al !roceso de fabricación) 4os cloruros no tienen ning7n valor !ara efectos !rácticos de la calidad
de los jabones y !or el contrario, un contenido alto de 0sto 0stoss indi indica ca un !roc !roces esoo de elab elabor orac ació iónn defectuoso 2D3) :n la determinación de cloruros en la muestra de jabón el valor arrojado es de #)"(' 8a*l y seg7n la norma colombiana 2D3 el valor má1imo admisible es de ")#' 8a*l, !or lo que el !orcentaje obtenido !ara la muestra de jabón está !or debajo de este valor, !or lo tanto cum!le con la norma establecida)
95"=5 Materia insaoniicable insaoniicable e insaoniicada insaoniicada 4a materia insa!onificable se consideran como tal las las sust sustan anci cias as qu quee se encu encuen entr tran an disu disuel elta tass frecuentemente en las grasas y aceites, las cuales no son son sa!o sa!oni nifi fica cabl bles es !o !orr el álca álcali li !ero !ero son son solu solubl bles es en los los diso disolv lven ente tess del del ti!o ti!o de los los este estero role les, s, alco alcoo ole less alif alifát átic icos os su!e su!eri rior ores es,, !igmentos e idrocarburos idrocarburos 2"#3) :l cont conten enid idoo de mate materi riaa insa insa!o !oni nifi fica cabl blee e insa!onificada determinada determinada en la muestra de jabón es del #,<' y la norma norma colombiana 2"#3 estable que el má1imo contenido de materia insa!onificable e insa!onificada debe ser del "#', !or lo que el jabón analizado analizado cum!le con con la norma establecida)
"3 5:>/:S >S:>, N). MB>/O8: HB>, 4) Q9nc Q9ncor or!o !ora raci ción ón de !u !ul! l!aa de sábi sábila la en la elaboraci elaboración ón de jabones jabones de tocador tocador sulfurad sulfurados, os, umect umectant antes es y antis0 antis0!ti !ticos cos-R) -R) /esis /esis de grado) grado) 5niv 5niver ersi sida dadd t0cn t0cnic icaa del del 8ort 8orte) e) acu acult ltad ad de 9ng ngen eniierí ería en *ie *iencia nciass Bgro! ro!ecua ecuarrias ias y Bmbientales) :scuela de ingeniería agroindustrial) $##() !ág) "D, 2$3 59GB, >) Manual de !rácticas de +uímica 9ndust 9ndustria rial) l) acult acultad ad de *iencias *iencias 8atura 8aturales les,, :1ac :1acta tass y de la :duc :ducac ació ión) n) 5niv 5niver ersi sida dadd del del *auca) *olombia) $##&) Pág) %"?<%) 2%3 8>MB 8>MB /T*89 /T*89*B *B *4MI9 *4MI9B8B B8B 8/* =$() Uabones en barra !ara lavar) $##%) 2<3 8>MB 8>MB /T*89 /T*89*B *B *4MI9 *4MI9B8B B8B 8/* (&#) Uabones y detergentes, jabones de tocador) $##") 2=3 2=3 SB8/9 SB8/9BG BG,, 9). 9). F9F F9FBS M) :l !H de los los jabones) @ermatología venezolana, F4)%<, 8V %, "DD&) 2&3 8>MB 8>MB /T*89 /T*89*B *B *4MI9 *4MI9B8B B8B 8/* =& =&#< #<)) M0to M0todo doss de ens ensayo ayo !ara ara la toma toma de muestras y el análisis fisicoquímico de jabones, !roductos de jabón jabón y detergentes) detergentes) $##;) 2(3 8>MB @M989*B8B) Uabones en barra !ara lavar) lavar) Bnte!royecto Bnte!royecto 8ordom "<;) $#"$
:5 -,#-%+'&,#)'
Seg Seg7n los resultados obtenidos en las determinaciones físico?quimicas !ara el jabón de barra Protex Herba> este !roducto cum!le con los !arám !arámetr etros os de calida calidadd establ estableci ecidos dos !or la 8orma /0cnica *olombiana !ara jabón y deterg detergent entes, es, jabone jaboness de tocado tocadorr (&# y demás demás normas consultadas) :l jabó jabónn anal analiz izad ado, o, cum! cum!le le con con las las no norm rmas as consultadas, !or lo tanto es adecuado !ara su uso, como jabón de tocador) . &%& %&,7*"8 *"89"
2;3 8>MB 8>MB /T*89 /T*89*B *B *4MI9 *4MI9B8B B8B 8/* =< =<=) =) Uab Uabon ones es y dete deterrgente ntes) @efi @efini nici cion ones es generales) $##<) 2D3 8>MB 8>MB /T*89 /T*89*B *B *4MI9 *4MI9B8B B8B 8/* =<&) Uabones) @eterminación de cloruros) "D($) 2"#3 8>MB /T*89*B *4MI9B8B 8/* ;$ ;$%) %) Uabo Uabone nes) s) @ete @eterm rmin inac ació iónn de la mate materi riaa insa!onif insa!onificada icada y de la materia materia insa!onif insa!onificabl icable) e) "D(<)
