Preparación de jabón Yuly Yuly K. Calderón, Calderón, Erika J. Cortes Estudiantes de química, Facultad de Ciencias Básicas, Universidad de la Amazonia. Florencia (Caquetá)
Resumen
Durante la presente práctica se preparó jabón partiendo de aceite por medio del proceso de saponifcación. partir de lo anterior se reali!aron di"erentes ensayos para comprobar las propiedades #en los cuales se me!cló una solucion jabonosa con a$ua, obteni%ndose obteni%ndose muc&a espuma' CaCl (, dando presencia de espuma y al cabo de unos minutos desapareció obser)ándose precipitado' Cu*+, solo presento precipitado y con -Cl, se obser)a una "ase aceitosa y e"ecti)idad del producto obtenido. Palabras cla)es/ saponifcación, jabón, propiedades. bstract Durin$ Durin$ t&is t&is practi practice ce is prepa prepare red d soa soap p based based oil t&rou$ t&rou$& & t&e saponi saponifca fcatio tion n proc proces ess. s. 0rom t&e t&e abo) abo)e e t&ey t&ey di1e di1errent ent assa assays ys per" per"or orme med d to c&ec c&eck k t&e t&e properties #in 2&ic& a soap solution 2as mi3ed 2it& 2ater, obtainin$ muc& "oam' CaCl(, $i)in$ presence o" "oam and a"ter a "e2 minutes disappeared obser)in obser)in$ $ precipi precipitatio tation' n' Cu*+, only only prese presents nts preci precipit pitati ation on and -Cl, -Cl, an oil oil p&ase obser)ed and e1ecti)eness o" t&e product obtained. Key ords! "a#oni$cation, "a#oni$cation, soa#, #ro#erties .
Introducción
El jabón #del lat4n tard4o sa#o, %&nis, y este del $ermánico sai#'n es un producto 5ue sir)e para la &i$i &i$ien ene e pers person onal al y para para la)a la)arr dete determ rmin inad ados os obje objeto tos. s. *e pued puede e encontrar en pastilla, en pol)o, en crema o en l45uido (1). Como oc Como ocur urrre co con n otr otros muc& muc&os os productos no está claro cuándo ni
cómo se in)entó el jabón, y di)ersos pueblos y leyendas se atribuyen su in)ención (1). *e$6 e$6n la leye leyend nda a en Europ uropa a se descubrió en 7talia. *e$6n cuentan en el 8onte *apo, cerca de 9oma, se &ac4an &ac4an sacrifcio sacrifcioss ceremon ceremoniale ialess de animales. En ese mismo monte ard4an "ue$os para la reali!ación de es esas as cerem eremo onia nias de sac sacrifc rifcio io.. *e$6 *e$6n n cuen cuenta ta la leye leyend nda a cuan cuando do
llo)4a el a$ua arrastraba la $rasa animal y las ceni!as de esos "ue$os, 5ue bajaban por riac&uelos &asta la base del monte. :os escla)os 5ue la)aban la ropa de sus amos en las a$uas 5ue bajaban desde ese monte descubrieron 5ue esas a$uas la limpiaban mejor e inda$ando en la ra!ón de esto descubrieron cómo &acer jabón (1).
Es importante mencionar 5ue los jabones de sodio y potasio son solubles en a$ua, pero los jabones 5ue contienen calcio y ma$nesio lo son en sol)entes or$ánicos (2). E3isten innumerables tipos de jabón, al$unos de los más conocidos se encuentran en la tabla @.
:os restos de jabón más anti$uos son de ori$en babilonio y datan del (;<< .C (1). El jabón $eneralmente son sales sódicas o potásicas resultadas de la reacción 5u4mica entre un álcali #$eneralmente &idró3ido de sodio o potasio y al$6n ácido $raso' esta reacción se denomina saponifcación. El ácido $raso puede ser de ori$en )e$etal o animal, por ejemplo, manteca de cerdo o aceite de coco. El jabón es soluble en a$ua y, por sus propiedades detersi)as, sir)e com6nmente para la)ar (1). =radicionalmente es un material sólido. En realidad la "orma sólida es el compuesto >seco> o sin el a$ua 5ue está in)olucrada durante la reacción mediante la cual se obtiene el jabón, y la "orma l45uida es el jabón >disuelto> en a$ua, en este caso su consistencia puede ser muy )iscosa o muy ?uida (1).
Nombre
Jabón de 8arsella. Jabón de Castilla. !ul y blanco portu$u%s. Jabón de Area. Jabón de coc&e. Para a"eitar. Jabón de lepo. 0abricado en lepo, *iria, utili!ando e3tractos de laurel y aceite de oli)a. Jabón :45uido. Jabón de aceite. Jabón de $licerina. Tabla 1. Algunos de los jabones más conocidos.
En esta práctica se pretende preparar jabón a partir de una $rasa o aceite por medio del proceso de saponifcación. demás, comprobar las propiedades y e"ecti)idad del jabón obtenido.
solucion jabonosa, se tapó y a$ito durante un minuto' obser)ándose la aparición de espuma 5ue se tardó apro3imadamente minutos en desaparecer. Posteriormente, se le a$re$aron ( m: de acetato de estilo y se a$ito. 9e$istrándose la "ormación de tres "ases turbias con un sólido en la se$unda "ase.
Materiales y métodos
El desarrollo de la práctica de laboratorio se lle)ó a cabo en dos secciones descritas a continuación/ B
Reacción de saponifcación
77.
En el tubo de ensayo n6mero dos 5ue contenia G m: de solucion jabonosa se depositaron ( m: de solucion de CaCl( al @<. 7$ualmente se tapó y a$ito durante un minuto, presentando espuma por un tiempo muy corto. demás, se "orma precipitado. dicionalmente se le a$re$aron ( m: de acetato de etilo, obser)ándose tres "ases, de las cuales dos eran li5uidas y en la mitad &ab4a un sólido.
777.
En el si$uiente tubo se aFadieron ( m: de Cu*+ al a la solucion jabonoso. :ue$o de tapar y a$itar durante un minuto no se obser)a "ormación de espuma sino un precipitado color a!ul. demás, se le a$re$aron ( m: de acetato de etilo, obser)ándose la aparición de G "ases dos con aspecto de me!cla a$ua y aceite, es decir, insolubles y una sólida color a!ul.
7H.
0inalmente, al tubo n6mero cuatro 5ue contenia sus G m: de solucion jabonosa se le adicionaron cuidadosamente y en caliente m: de -Cl
En un beaker de < m: se depositaron inicialmente ( m: de aceite #marca fno, etanol mililitro a mililitro &asta completar m: y posteriormente se a$re$aron @< m: de a+- <. *e sometió a un baFo de a$ua caliente por un lapso de tiempo de G< minutos con a$itación )i$orosa. :ue$o, se dejó decantar la solucion &asta no obser)ar más "ormación de precipitado. *e fltró al )ac4o y la)o )arias )eces con una solución de cloruro de sodio al @< . B
Propiedades del jabón
*e tomó la mitad de la muestra obtenida de jabón mediante el procedimiento anterior, esta se adiciono en un beaker y se le a$re$aron @ m: de a$ua, se a$ito &asta completar la reacción de disolución. cuatro tubos de ensayo se le a$re$aron G m: de la solucion jabonosa preparada y se lle)aron a cabo los si$uientes ensayos/ 7.
l tubo n6mero uno 5ue contenia m: de a$ua se le adicionaron sus correspondientes G m: de
concentrado. +bser)ándose la "ormación de una "ase aceitosa. :ue$o, se adicionaron ( m: de acetato de etilo y se obser)ó la "ormación de dos "ases con aspecto insoluble. n!lisis
continuación estudiaremos cada sección lle)ada a cabo en la presente práctica. B
Reacción de saponifcación
Como se menciona anteriormente la manu"actura de jabón es una de las s4ntesis 5u4micas más anti$uas. Desde lue$o 5ue no es, ni remotamente, tan anti$ua como la producción de alco&ol et4lico/ el deseo de limpie!a del &ombre es muc&o más moderno 5ue sus ansias de into3icación. Cuando las tribus $ermánicas de la %poca de Cesar &er)4an sebo de cabra con potasa 5ue obten4an por li3i)iación #o e3tracción sólidoBl45uido, es un proceso en el 5ue un disol)ente l45uido pasa a tra)%s de un sólido pul)eri!ado para 5ue se produ!ca la disolución de uno o más de los componentes solubles del sólido. de las ceni!as del "ue$o de leFa, e"ectuaban la misma reacción 5u4mica 5ue la 5ue reali!an los "abricantes de jabón modernos a una escala enorme/ la idrolisis de lic*ridos. :a &idrolisis #saponifcación produce sales de ácidos carbo34licos y $licerol #Es5uema @. Dic&o de una "orma más e3pl4cita, la preparación del jabón es una de las más anti$uas reacciones 5u4micas conocidas. Durante si$los la elaboración de jabones "ue una tarea casera, empleándose para ello
ceni!as )e$etales y $rasas animales o )e$etales. Posteriormente se sustituyó la ceni!a por álcali #$eneralmente &idró3ido de (2) sodio o de potasio . :as $rasas y aceites son esteres "ormados por un alco&ol más un ácido. :as sustancias $rasas se descomponen al tratarlas con una disolución acuosa de álcali #sosa sódica o potásica produci%ndose una reacción 5u4mica denominada saponifcación #proceso 5u4mico en el cual un cuerpo $raso, se une a un álcali y a$ua (") 5ue da como resultado jabón y $licerina. Por lo tanto, el t%rmino saponifcación, 5ue ori$inariamente desi$naba la preparación artesanal del jabón por tratamiento con sosa de una $rasa animal o )e$etal, se $enerali!ó a la &idrólisis básica de un %ster #Es5uema @. Puesto 5ue el aceite no es miscible con el a$ua, la saponifcación por acción de la sosa acuosa implica la e3istencia de un sistema de dos "ases 5ue ralenti!a considerablemente la reacción. Por ello, el proceso puede acelerarse empleando un catali!ador de trans"erencia de "ase 5ue act6a transportando el ión &idró3ido desde la "ase acuosa &asta la "ase or$ánica, al cambiar el contraBión aI por otro de $ran lipoflia #9 I (#) .
ESQUEMA 1. saponifcación
Reacción
de
Aasados en lo anterior es pertinente mencionar para 5ue se emplean los di"erentes reacti)os en la práctica. Pues bien, es necesario el calentamiento de la me!cla etanol, %ster #$rasa y la base, para 5ue el %ster carbo34lico sea &idroli!ado al correspondiente ácido en "orma de una sal y el alco&ol. :a base, en este caso el &idró3ido de sodio promue)e la &idrólisis de %steres por5ue proporciona el reacti)o "uertemente nucleo"4lico +-B. demás, cabe mencionar 5ue esta reacción es irre)ersible esencialmente, por5ue un anión carbo34lado estabili!ado por resonancia demuestra poca tendencia a reaccionar con un alco&ol, mediante lo cual se deduce 5ue el alco&ol se aFade como sol)ente com6n para la $rasa y la solución de &idró3ido de sodio. De esta "orma se obtiene un sistema &omo$%neo y la reacción se dará rápidamente. 0inalmente, se adiciono la solución saturada de cloruro sódico para separar la $licerina del jabón, ya 5ue la sal y el a$ua son solubles en esta. B
Propiedades del jabón
Cabr4a pensar 5ue estas sales son solubles en a$ua, y de &ec&o como se constató e3perimentalmente se pueden preparar las llamas soluciones de jabón. *in embar$o, no se trata de soluciones )erdaderas en las 5ue las mol%culas de soluto se despla!an libre e independientemente, sino 5ue se dispersa el jabón en $rupos es"%ricos llamados micelas #conjunto de mol%culas 5ue constituye una de las "ases de los coloides. cada una de las cuales puede contener centenares de mol%culas de jabón (#). Detalladamente, una mol%cula de jabón tiene un e3tremo polar, +¿ ¿ −¿ Na ¿
−COO
, y otro no polar, la
cadena lar$a con @( a @; carbonos. El primero es soluble en a$ua, y se dice 5ue es idr+$lo. El se$undo no lo es, por lo 5ue se denomina idr+o-o es e)identemente soluble en disol)entes no polares. Este tipo de mol%culas. Este tipo de mol%culas se les llama anti#ático/ tiene e3tremos polares y no polares y, además, es sufcientemente $rande como para 5ue cada e3tremo ten$a su propio comportamiento de solubilidad. En concordancia con la re$la sustancias similares son mutuamente solubles, los e3tremos no polares buscan un ambiente similar' en tal situación, el 6nico ambiente no polar cercano son los e3tremos no polares de otras mol%culas de jabón, por lo cual se re6nen en el centro de la micela #7ma$en @. :os e3tremos polares se proyectan &acia a"uera para penetrar en el disol)ente polar, el
a$ua. :os $rupos carbo3ilato car$ados ne$ati)amente en)uel)en la superfcie de la micela, rodeada de una atmós"era iónica. :a repulsión entre car$as similares mantiene dispersas a las micelas (#).
en "orma de coloides. El tamaFo del coloide depende del tamaFo de catión metálico y de la "uer!a polari!ante sobre los aniones de las micelas. :os coloides se "orman debido a 5ue las micelas están rodeadas de aniones en su parte e3terior, las cuales se unen al centro metálico de la sal, "ormando con$lomerados cuyo tamaFo y cantidad depende del "uerte e"ecto polari!ante de los cationes sobre los iones ($).
ESQUEMA !. Reacción en"#e la solucion jabonosa $ el %a
IMAGE 1. Micela de jabón.
=eniendo en cuento lo 5ue se menciona anteriormente sobre los dos e3tremos de una mol%cula de jabón #polar y no polar. l ser esta mol%cula me!clada con a$ua por medio de "ricción se produce espuma, ya 5ue la "ricción causa 5ue se "ormen burbujas de aire, y cada una de estas burbujas se cubre con el aceite del jabón. El aceite 5ue cubre las burbujas tambi%n siente atracción por la suciedad, y atrapará las mol%culas de suciedad a medida 5ue "orma espuma (#). //. El precipitado caracter4stico de esta reacción #Es5uemas ( se ori$ina debido a 5ue las micelas en presencia de las sales aumentan su tamaFo, despu%s del punto micelar estas no se unen más. :as micelas precipitan entonces /.
Cl2
.
En esta reacción no se produce espuma debido a 5ue las a$uas duras no poseen esta capacidad, por el contrario se da la "ormación de un compuesto de coordinación de cobre ($). /0. l tratarse de una sal de un ácido d%bil, el jabón puede con)ertirse en un ácido $raso mediante el a$re$ado de un ácido mineral "uerte como es nuestro caso #ácido clor&4drico. El resultado es la desaparición del jabón #sólido y la aparición de una "ase l45uida insoluble #el ácido $raso ($). ///.
En cuanto al acetato de etilo, este act6a como sol)ente (%). Re&erencias
@. &ttp/LL222.sinor$.uji.esLDocenciaL M+Ltema@@M+.pd". Con acceso el (@ de abril del (<@ (. Holl&ardt, K. Peter. Mu4mica +r$ánica. G. N edición. Fo (<<<. +me$a. 8adrid. pp. ;OB;<. G. Jabones :45uidos. Escrito por Cat&erine 0ailor. Pá$ina @ #books.$oo$le.es. Con acceso el (@ de abril del (<@
. 9. 8orrison and 9. Aoy$, Mu4mica +r$ánica, Ed. ddison esley
:on$man, 5uinta edición, 8%3ico. @OO;. Pá$.@(QB@(; . Jo&n 8c8urry. Mu4mica or$ánica, -idrólisis de $rasas. Jabón. 8icelas. s%ptima Ed. Pá$. @
