RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA Saponificação de Gorduras

Gabriel Pantuzza

Joseane Moreira Giarola

Nayara Fernandes Biturini Rafael C. T. Oliveira

Relatório apresentado ao curso de Engenharia

Química na disciplina Química Orgânica sob responsabilidade da professora Chang.

Introdução

Os vestígios mais antigos de substâncias de natureza saponácea datam de 2500

A.C., onde era misturados óleos de origem animal ou vegetal e cinzas (material rico em sais alcalinos). Mesmo sem conhecer a estrutura química, as características e o mecanismo de ação destes produtos, a sua utilização pratica foi e é de grande importância na história. 2

Com o desenvolvimento da ciência e a criação de tecnologia, o mito do sabão foi sendo desvendado. Assim, tornou se possível a preparação de um produto comercial em larga escala. 1, 5

A reação de produção de sabões é conhecida como reação de saponificação e consiste na hidrolise de um éster em solução básica, resultando em um álcool e um sal (ambos compostos dependem da cadeia carbônica do ester), de acordo com a relação (1). 1, 5

(1) Éster de ácido graxo + Base forte Álcool + Sal de ácido graxo (sabão)→

Frequentemente faz se uso de óleos vegetais, que são ricos em ácidos graxos de cadeia longa. Estes, quando misturados com alcool, formam seus respectivos ésteres e água, que posteriormente reagem com a base forte (geralmente hidróxido de sódio), hidrolisando o éster. Deste modo, é formado um álcool e um sal do respectivo acido carboxílico utilizado. 5

A equação (2) representa uma reação de substituição nucleófila do agrupamento acila, onde o íon OH é o nucleófilo adicionado ao grupo carbonila do éster.

O sabão possui uma longa cadeia carbônica em sua estrutura molecular, ele é capaz de se solubilizar tanto em meios polares quanto em meios apolares. Ele também é tensoativo, ou seja, reduz a tensão superficial da água, aderindo assim melhor às superfícies. 3

O álcool característico da reação de produção do sabão é o glicerol, e isso é particularmente um dos problemas desta industria, já que este subproduto é muito abundante. 3

Atualmente a indústria saboeira responde por aproximadamente 25% da demanda de produtos de limpeza doméstica. Grande parte da produção de sabão é proveniente de pequenas indústrias ou indústrias artesanais, dada à facilidade e acessibilidade das técnicas de produção. 4

Objetivo

Produzir sabão a partir de óleo de cozinha usado com hidróxido de sódio como catalisador e analisar a sua qualidade.

Parte experimental

Materiais

reagentes 15 mL de água deionizada, 70 mL de óleo de cozinha usado, 15g de soda cáustica

(Indaiá). equipamentos

Béquer (500 mL), bastão de vidro, chapa de aquecimento, pipeta (10 mL), proveta (100 mL).

Métodos

Mistura se, primeiramente, 15 mL de água e 15 g de soda cáustica em um béquer de 500 mL. Homogeneiza se até que todas a soda cáustica esteja diluída e aqueça a mesma até 80°, aproximadamente. Adiciona se, aos poucos, o óleo e mistura se com o bastão de vidro durante 30 minutos. Finalmente, coloca se a mistura em uma forma para secar por 10 horas.

Resultados e Discussão

Produção de biodiesel e a saponificação

A única diferença da reação de produção do biodiesel para a da saponificação é a presença de água no meio, isto é, na produção de biodiesel (Reação (3)), a água é indesejada, uma vez que provoca a formação de sabão (Reação (2)).

Logo, nota se que o rendimento da reação da produção de biodiesel é prejudicado pela presença de água no meio, o que pode ser evitado pela utilização de absorventes como a celulose e sulfato de sódio.

Sabão x Detergente

Os sabões, derivados de óleos e gorduras animal e vegetal, são biodegradáveis.

Isto significa que os resíduos gerados pela utilização destes é levado para lagos e rios e lá microorganismos presentes na água conseguem decompô los. Já os detergentes, que são derivados do petróleo, agem de maneira contrária, depositando se nos rios e formando uma densa camada de espuma.

A biodegradabilidade dos sabões e não dos detergentes pode ser explicada por suas cadeias carbônicas, isto é, os microorganismos produzem enzimas que conseguem quebrar apenas moléculas lineares (i.e. as provenientes de sabão). As cadeias ramificadas, que caracterizam os detergentes, não conseguem ser reconhecidas pelas enzimas e, portanto, passam praticamente inalterados por esgotos e por estações de tratamento de efluentes (i.e. permanecem na água sem sofrer decomposição).

Os detergentes e sabões também diferem bastante quanto aos seus comportamentos em águas duras e águas ácidas. Os primeiros não perdem sua ação tensoativa, enquanto que os sabões podem até perder seu poder de limpeza. Isto ocorre nos sabões porque os íos Ca2+ e Mg2+ presentes na água dura formam um precipitado insolúvel. Entretanto, os detergentes agridem mais a pele, por retirarem até mesmo a sua gordura natural presente, o que pode causar o seu ressecamento.

Outros compostos para limpeza

Gorduras não têm o mesmo efeito que sabão na limpeza pelo fato de serem compostas de longas cadeias apolares. Assim, suas moléculas não conseguem interagir com a àgua utilizada pra rinçar as louças, não sendo solúveis, portanto, neste composto.

O caso do biodiesel é análogo: suas moléculas são consideravelmente apolares e não conseguem interagir com as moléculas de água e com as de gordura ao mesmo tempo, como ocorre no caso dos sabões e detergentes. Logo, nota se que, para a limpeza, é necessário utilizar um produto que consiga interagir simultaneamente com a sujeira e com o solvente – no caso, a água.

Resultados Obtidos

O sabão obtido, após a secagem, mostrou se excelente para limpezas simples, como de recipientes (Figura 1). Entretanto, como já foi mencionado, não se espera que esse tipo de sabão seja eficiente em águas ácidas.

O produto da reação, entretanto, apresentou um aroma desagradável, o que pode ser corrigido com adição de aromatizantes ao composto.

Conclusão

O óleo de cozinha usado pode ser reaproveitado a partir do processo de saponificação, que pode ser de grande utilidade na limpeza doméstica. Foram obtidos excelentes resultados na limpeza com o sabão preparado a partir do óleo vegetal e hidróxido de sódio.

Figura 1: Teste do sabão obtido.

Referências Bibliográficas

[1] SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Graig B. Química orgânica. 8ª Edição. Rio de

Janeiro: LTC, 2005. v.1. [2] Wikipedia, a enciclopédia livre. <http://pt.wikipedia.org/wiki/Saponifica %C3%A7%C3%A3o>. Acessado em 19 de novembro de 2009. [3] Wikipedia, a enciclopédia livre. <http://pt.wikipedia.org/wiki/Glicerina>. Acessado em 19 de novembro de 2009. [4] Universidade Federal de Minas Gerais. <http://w.ufmg.br/congrext/Saude/Saude180.pdf>. Acessado em 19 de novembro de 2009.

[5] MCMURRY, John. Química orgânica. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2005. v.1.

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