Mineiro vai tomar no cu

1.Definição Geral

 

Hidróxido de sódio ou, popularmente, soda cáustica, é o composto químico de fórmula química NaOH. É uma base metálica (do metal alcalino sódio) cáustica.

 

2.Sinônimos, Nomenclatura, Classificações

 

O hidróxido de sódio é assim tratado mais tecnicamente e popularmente, inclusive no comércio técnico de grande escala, como soda cáustica.

 

3.Estrutura e Composição Química da Substância Pura

 

O hidróxido de sódio não apresenta-se como um sólido molecular, sendo um sólido completamente iônico, onde seus cátions sódio (Na+) e seus ânions hidróxido (OH-) ficam dispostos numa rede cristalina.

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png

Disposição dos íons de sódio e hidróxido nos cristais de hidróxido de sódio (Wikipedia). 

 

Tendo fórmula química NaOH, observa-se que o hidróxido de sódio é composto de sódio (Na), oxigênio (O)] e hidrogênio (H) nas seguintes proporções em unidades de massa atômica: 

 

     Átomo  

 Número de átomos

   Massa atômica

    Massa atômica    total

 % na fórmula

 Sódio

1

22,9897

22,9897

2,52%

 Oxigênio

1

15,9994

15,9994

57,48%

 Hidrogênio

1

1,00794

1,00794

40,00%

Totalizando uma massa molecular de

39,9971

 

  

       

4.Propriedades Físicas

 

O hidróxido de sódio puro e seco apresenta-se como um sólido branco quebradiço, mas a menor absorção de umidade tranforma-se num sólido translúcido esbranquiçado.

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/sodiumhydroxide.jpg

Hidróxido de sódio em "pérolas ou lentilhas" (Wikipedia).

 

http://www.made-in-china.com/image/2f0j00JemEvLdGltbCM/Caustic-Soda-99-96-Flakes-Sodium-Hydroxide-NaOH-.jpg

Hidróxido de sódio em "escamas" (www.made-in-china.com).

 

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/soda.jpg

 Hidróxido de sódio em "micropérolas" (www.geil.hk)

  • Massa molar: 39,997 g/mol

  • Ponto de fusão: 323 °C (596 K)

  • Ponto de ebulição: 1388 °C (1661 K)

  • Densidade: 2,13 g/cm3

  • Solubilidade em água: 100±25 g/100mL

 

Reage de forma exotérmica com a água, com liberação de calor, pela sua elevada dissociação iônica.

 

Também dissolve-se em etanol e metanol, embora com menor solubilidade nestes solventes que o seu similar hidróxido de potássio. É insolúvel em éter etílico e em outros solventes não polares.

 

  • Δ H° de dissoluçao para soluções aquosas diluídas: -44,45 kJ / mol

        Para soluções aquosas a 12,3 a 61,8°C, cristaliza-se na forma monohidrata, com um ponto de fusão 65,1 °C e densidade de 1,829 g/cm 3;

  • Δ H° de formação -734.96 kJ / mol;

  • Monohidrato de -28 to -24°C;

  • Heptahidrato de -24 to -17.7°C;

  • Pentahidrato de -17,7 to -5,4°C;

  • Tetrahidrato de (α- alterado), a -5 , 4 - 12,3°C

  • Também conhecida forma β-meta-estável,  NaOH 4* H2O. A qual acima de 61,8°C cristaliza-se.

 

 

Propriedades termoquímicas

ΔfH0gás

-197,76 kJ/mol

ΔfH0líquido 

-416,88 kJ/mol 

ΔfH0sólido 

-425,93 kJ/mol 

S0gas, 1 bar 

228,47 J/mol·K 

S0líquido, 1 bar 

75,91 J/mol·K 

S0sólido  

64,46 J/mol·K

 

Densidade em função da concentração de soluções aquosas de hidróxido de sódio:

 

Concentração

Densidade

(% em peso)

(kg/L)

0

1

1

1,0095

2

1,0207

4

1,0428

8

1,0869

12

1,1309

16

1,1751

20

1,2191

24

1,2629

28

1,3064

32

1,349

36

1,39

40

1,43

44

1,4685

48

1,5065

50

1,5253

 

www.handymath.com - nesta página pode ser encontrada uma calculadora de concentração vs densidade para o hidróxido de sódio em solução aquosa.

5.Propriedades químicas

 

Por sua alta reatividade, grande disponibilidade e baixo custo o hidróxido de sódio é amplamente utilizado em reações químicas, tanto em escala laboratorial quanto industrial. 

 

O hidróxido de sódio forma uma forte solução alcalina quando dissolvido em um solvente tal como a água, entretanto, somente o íon hidróxido é básico.

 

5.1.Reação com o gás carbônico da atmosfera

 

É um sólido higroscópico que facilmente absorve dióxido de carbono do ar, então deve ser estocado em recipientes herméticos à atmosfera exterior.

 

A reação química deste comportamento, comumente chamada de carbonatação, é:

 

    2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

 

Esta reação ocorre na presença de umidade pelo seguinte sistema de reações:

 

    H2O + CO2 → H2CO3

 

    2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O

 

5.2.Reações com ácidos

 

O ânion hidróxido faz o hidróxido de sódio uma base forte que reage com ácidos (tanto orgânicos quanto iorgânicos) formando água e os correspondentes sais, e.g., com o ácido clorídrico, forma-se o cloreto de sódio:

 

    NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

 

As neutralizações podem ocorrer em múltiplas disponibilidades de hidrogênio, como o ácido bromídrico, o brometo de sódio:

 

    NaOH + HBr → NaBr + H2O

 

Com o ácido sulfúrico, forma-se o sulfato de sódio:

 

    2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)

 

Com o ácido fosfórico, forma-se o fosfato de sódio:

 

    3 NaOH(aq) + H3PO4(aq) → Na3PO4(aq) + 3 H2O(l)

 

Com ácidos orgânicos, como o ácido acético:

 

    CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

 

Em geral tais reações de neutralização são representadas por uma simples equação envolvendo íons:

    OH(aq) + H3O+(aq) → 2 H2O

 

Este tipo de reação com ácidos fortes libera calor, e portanto são classificadas como reações exotérmicas. Tais reações ácio-base podem também ser usadas para titrações, ou como mais comumente chamamos, volumetrias, as quais são um método comum para a determinação de concentrações de ácidos.

 

5.3.Reações com óxidos ácidos

 

Outro tipo de reações nas quais o hidróxido de sódio está envolvido são as reações com óxidos ácidos. A reação com o dióxido de carbono já foi mencionada, mas outros óxidos ácidos, tais como o dióxido de enxofre (SO2) também reagem completamente. Tais reações são frequentemente usadas para eliminar gases nocivos (tais como o SO2 e também o sulfeto de hidrogênio, H2S) e prevenir sua liberação na atmosfera.

 

    2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

 

    2 NaOH + H2S → Na2S + 2 H2O

 

5.4.Reação com a sílica e seus derivados, como o vidro

 

Hidróxido de sódio lentamente reage com vidro, especialmente se sofreu abrasão em sua superfície, formando silicato de sódio, logo juntas e tampas de vidro esmerilhado (assim como torneiras de buretas e outros equipamentos laboratoriais) expostos a NaOH tem uma tendência a engripar ou mesmo soldar-se, praticamente. Frascos laboratoriais e de armazenagem e reatores industriais de vidro são danificados por longa exposição a hidróxido de sódio a quente, e o vidro torna-se fosco.

 

A reação que descreve este fenômeno é uma reação similar à reação dos óxidos ácidos:

 

    SiO2 (vidro) + 2 NaOH → Na2(SiO3) + H2O

 

5.5.Reações com metais

 

Hidróxido de sódio não ataca o ferro, desde que sua composição não tenha propriedades anfóteras. Uns poucos metais de transição, entretanto, podem reagir de maneira vigorosa com o hidróxido de sódio.

 

O hidróxido de sódio reage com o alumínio, com o desprendimento de hidrogênio e a formação de aluminato de sódio:

 

    2 Al(s) + 6 NaOH(aq) → 3 H2(g) + 2 Na3AlO3(aq)

 

Um quadro mais completo desta reação é dado com a produção de aluminato, quando o caráter anfotérico (agir como ácido ou base) do hidróxido de alumínio atua[1]:

 

    Al(OH)3 + NaOH → Na+ + [Al(OH)4]-:

 

Uma camada de óxido de alumínio previamente formada por corrosão passiva é dissolvida pela adição de hidróxido de sódio. Por esta razão, a reação tem início relativamente lento:

    Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O → 2 Na+ + 2 [Al(OH)4]-

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/naoh-al.bmp

Reação do hidróxido de sódio com alumínio. 

5.6.Reações com sais de outros metais

 

Pode reagir com sais de outros metais, formando um novo sal e um novo hidróxido:

 

    Fe2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Fe(OH)3 + 3 Na2SO4

 

Diferentemente do NaOH, os hidróxidos da maioria dos metais são insolúveis, e portanto o hidróxido de sódio pode ser usado para precipitar hidróxidos de diversos metais. Um destes hidróxidos é o hidróxido de alumínio, usados para a floculação de partyículas e posterior filtração em tratamento de água. O hidróxido de alumínio é preparado pelo tratamento de sulfato de alumínio por reação com NaOH.

 

    Al2(SO4)3 + 6 NaOH → 3 Na2SO4 + 2 Al(OH)3

 

Esta reação é altamente rentável e portanto é uma importante reação de síntese.

 

Um conjunto das reações do hidróxido de sódio, em especial seu íon hidroxila com outros íons[2]:

 

    Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe(OH)2(s)

    Fe3+(aq)+ 3OH-(aq) → Fe(OH)3(s)

    Cu2+(aq)+ 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)

    Al3+(aq) + 3OH-(aq) → Al(OH)3(s)

    Al(OH)3(s) + 3OH-(aq) → (Al(OH)6)3-(aq)

    Ca2+(aq) + 2OH-(aq) → Ca(OH)2(s)

    Mg2+(aq) + 2OH-(aq) → Mg(OH)2(s)

    NH4+ + OH- → NH3 + H2O

 

5.7.Reação com ácidos carboxílicos

 

O hidróxido de sódio reage facilmente com ácidos carboxílicos, tal como visto para o ácido acético, para formar seus sais. Similarmente, com o ácido benzóico forma o benzoato de sódio:

 

    C6H5COOH + NaOH → C6H5COONa + H2O

 

5.8.Reações com fenóis

 

O hidróxido de sódio é uma base suficientemente forte para formar sais com fenóis, como no caso do fenol (ácido carbólico) e do correspondente fenolato de sódio (carbolato).

 

    C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O

 

5.9.Hidrólise alcalina

 

NaOH pode ser usado para a hidrólise alcalina (básica) de ésteres (como a saponificação), amidas e haletos de alquila. Entretanto, a limitada solubilidade do NaOH em solventes orgânicos implica que o mais solúvel hidróxido de potássio (KOH) seja frequentemente preferido.

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/hidrolise.jpg

Reação de saponificação de um éster (editado da Wikipedia). 

 

 

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/saponification%20%281%29.gif

Hidrólise de um éster em mais detalhes[3] (editado de www.chm.bris.ac.uk). 

 

5.10.Degradação de Dumas

 

Em degradações (reações nas quais o tamanho de uma cadeia de carbono é diminuída) é utilizado para preparar alcanos diminuindo o número de carbonos da cadeia. É utilizado juntamente com o óxido de cálcio (CaO) para diminuir sua reatividade e prevenir que o recipiente de reação, muitas vezes de vidro, seja corroído, e também como um indicador da reação. Aqui, apresentamos a reação de degradação do acetato de sódio a etano, destacando a parte da cadeia que permanece intacta.

 

    CH3CH2COONa + NaOH → CH3CH3 + Na2CO3

 

5.11.Como catalisador

 

O hidróxido de sódio é um catalisador em reações de hidrólises de uma séries de compostos orgânicos:

5.11.1.Hidrólise de nitrilas

 

Nitrilas reagem com o hidróxido de sódio dando sal de ácido carboxílico e hidróxido de amônio:

 

    CH3-CN + NaOH (diluido) → CH3-COONa + NH4OH

 

5.11.2.Hidrólise de derivados de ácido carboxílico

 

Ésteres

 

Ésteres reagem com o hidróxido de sódio dando os correspondentes sal de ácido carboxílico e o álcool (hidrólise de ésteres já vista acima), como o acetato de metila, que resulta no acetato de sódio e no metanol: 

 

    CH3-COOCH3 + NaOH (diluído) → CH3-COONa + CH3OH

Cloretos de acila

Cloretos de acila reagem com o hidróxido de sódio dando ácido carboxílico e cloreto de sódio, como no caso do cloreto de acetila, que resulta no ácido acético:

    CH3-COCl + NaOH (diluído) → CH3-COOH + NaCl

5.12.Reações com haletos de alquila

 

O hidróxido de sódio reage com haletos de alquila, como o n-cloropropano, para obtenção de álcoois correspondentes, no caso, o álcool n-propílico:

 

    CH3CH2CH2-Cl + NaOH → CH3CH2CH2-OH + NaCl

 

5.13.Outras reações

 

Soluções de hidróxido de sódio de suficiente concentração mancham de amarelo tecidos de algodão e papel.

 

6.Aplicações

 

O hidróxido de sódio é usado em muitas indústrias, principalmente como uma base química forte na fabricação de polpa de celulose e papel, têxteis, água potável, sabões, biodiesel e detergentes. Apresenta ocasionalmente uso doméstico para a desobstrução de tubulações domésticas, pois dissolve gorduras (que são por serem insolúveis em água, frequentemente a origem de entupimentos).

 

A seguir, analisamos mais detalhadamente várias destas aplicações.

 

6.1.Aplicações Gerais

 

Hidróxido de sódio é a principal base forte usada na indústria química. Em grandes quantidades é mais frequentemente utilizado na forma de solução aquosa (normalmente a 40 ou 50%), já que soluções são mais baratas e mais fáceis de serem manipuladas. É usado para conduzir reações químicas como anteriormente visto e também para a neutralização de materiais ácidos. Pode ser usado como um agente neutralizante em refino de petróleo. É algumas vezes usado como um limpador, e até como um desengraxante (graxas são sabões de metais alcalinos terrosos, entre outros, e são também solúveis nas soluções de hidróxido de sódio).

6.2.Produção de alumina - Processo Bayer

 

Hidróxido de sódio é usado no refino de alumina contida no minério bauxita para produzir óxido de alumínio (a alumina purificada) a qual é a mateéria prima usada para produzir o metal alumínio via o processo smelter.

 

A reação do processo Bayer que envolve o hidróxido de sódio (que fornece o ânio OH-) é:

 

    Al2O3 + 2 OH + 3 H2O → 2 [Al(OH)4]

6.3.Produção de sabão

 

Hidróxido de sódio foi tradicionalmente usado em fabricação de sabões (processo d fabricação de sabão a frio e genericamente, a saponificação, de inúmeras aplicações, como a produção de ricinoleato de sódio, um tensoativo típico de desinfetantes contendo óleo de pinho).

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/saponificaao.gif

Uma apresentação exemplar da reação de saponificação envolvendo o NaOH

( editado de homepage.smc.edu). 

 

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/saponificao%20%281%29.bmp

Outra equação da reação de saponificação envolvendo o NaOH, com variantes

dos ácidos graxos envolvidos.

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/sabo.bmp

Diagrama de processo da fabricação de sabão com hidróxido de sódio

(editado de www.vinythai.co.th).

6.4.Fabricação de papel

 

Hidróxido de sódio é também largamente usado na fabricação de papel. Juntamente com o sulfeto de sódio, NaOH é um componente chave do liquor branco usado para separar a lignina das fibras de celulose no processo Kraft. Ele também desempenha um papel importante em algumas etapas posteriores do processo de alvejamento da polpa marrom resultnte do processo de produção da polpa. Estes estágios incluem delignificação por oxigênio, extração oxidativa, e simples extração, todos os quais requerem um ambiente fortemente alcalino com um pH > 10,5 ao final das etapas.

 

6.5.Biodiesel

 

Para a fabricação de biodiesel, hidróxido de sódio é usado como um catalisador para a transesterificação de metanol e triglicerídeos (no Brasil, usa-se o etanol e o processo é um tanto diferente). Este processo somente trabalha com hidróxido de sódio anidro, porque combinado com água a gordura tornar-se-ia um sabão, o qual seria preferencial em formação ao éster com metanol. Ele é usado mais frequentemente que o hidróxido de potássio porque é mais barato e uma pequena quantidade é necessária.[4][5][6]

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/biodiesel-metanol.bmp

(editado de bioweb.sungrant.org

 

 

Abaixo apresentamos um fluxograma de um processo de produção de biodiesel a partir de óleos residuais de fritura, utilizando-se o hidróxido de sódio.

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/biodiesel-oleo-residual-2.jpg

O biodiesel pode ser produzido a partir da transesterificação de óleos residuais de processos de frituras e metanol ou etanol. Editado de www.revistasustentabilidade.com.br

 

 

6.6.Drogas legais e ilegais

 

O hidróxido de sódio entra em inúmeros processos de extração de substâncias de ação farmacológica de plantas, assim como em diversos passos de neutralização, alcalinização ou obtenção de sais sódicos em processos de síntese, exatamente pela sua dsponibilidade, reatividade e baixo custo, adicionados ao fato que o corpo humano e de diversos animais toleram perfeitamente a ingestão moderada de sódio.

 

Hidróxido de sódio é usado nos processos de fabricação de meta-anfetamina (chamadas dentro do mercado de tráfico de speed, crant, "cristal" ou "gelo"), dimetiltriptamina e outras drogas ilegais. Contrariamente ao citado em notas de imprensa não especializada, o NaOH não é realmente um ingrediente, uma matéria prima na produção destas drogas e sim uma base forte usada para a obtenção de pH adequado à produção em vários passos de produção por síntese ou extração destas drogas.

 

6.7.Remoção de CO2 de atmosferas

 

Dentro de atmosferas contendo vida animal (tal como a Estação Espacial Internacional com seus astronautas ou em submarinos submersos com sua tripulação) a respiração normal dos ocupantes produz dióxido de carbono (CO2).[7][8] Isto pode elevar a uma suficientemente alta concentração de CO2 criando uma atmosfera tóxica que então deve ficar restrita a níveis não tóxicos.[9] A propriedade do hidróxido de sódio em absorver e conter dióxido de carbono foi tratada acima como uma inconveniência, mas nestes casos, tal propriedade é uma solução. A atmosfera contingente é circulada através de um meio de contato contendo tanto hidróxido seco ou este lavado com uma solução aquosa da substância. Um exemplo é o hidróxido de cálcio tratado com hidróxido de sódio e hidróxido de potássio formando o produto conhecido como cal sodada.

 

Nos vôos espaciais, com o propósito de diminuir-se o peso da carga, utiliza-se o hidróxido de sódio acrescido do hidróxido de lítio (e mesmo este puro), que embora bem mais caro, apresenta uma densidade/capacidade de absorção de dióxido de carbono bem mais alta devido ao seu menor peso molecular.[10] 

 

6.8.Gravação química do alumínio

 

Bases fortes atacam o alumínio. Hidróxido de sódio reage com o alumínio produzindo gás hidrogênio. Isto pode ser útil na gravação através de máscaras (bloqueios), removendo a anodização, ou convertendo uma superfície lustrada com acabamento tal como o tecido cetim, mas sem passivação adicional tal como a anodização ou alodinização (ou cromatização, que é produção de película anticorrosiva de cromatos estáveis em superfícies de alumínio e suas ligas) de uma superfície que podem degradar-se, tanto pelo uso normal ou pelo contato com atmosferas severas.

 

6.9.Agente de limpeza

 

Hidróxido de sódio é frequentemente usado como um agente de limpeza em cervejarias, maltarias e vinícolas, onde é simplesmente chamada "soda cáustica". Ela é adicionada a água, aquecida, e então usada para limpar os grandes tanques de aço inoxidável onde a cerveja ou o vinho são fermentados, e onde o produto resultante é estocado antes do engarrafamento. O NaOH dissolve óleos e depósitos formados por proteínas, e o controle de seus resíduos é fácil pelo seu pH alcalino e a neutralização é fácil pela adição de ácido clorídrico diluído, resultando em cloreto de sódio inofensivo e facilmente lavável com água pura. Uma solução de hidróxido de sódio é usada como um desengraxador poderoso nos equipamentos de panificação de aço inoxidável, cerâmica e de vidro. É igualmente o ingrediente o mais comum em líquidos de limpeza de fornos.

 

6.10.Removedor de pinturas

Uma solução de hidróxido de sódio em água foi tradicionalmente usada como um usual removedor de pintura em objetos de madeira, como móveis. Devido à sua natureza cáustica e ao fato que pode causar dano na superfície da madeira alterando a textura e modificando a cor, além do advento de novas tintas e inúmeros solventes seguros e de baixo custo, este uso tornou-se menos comum.

6.11.Digestão de tecidos animais

 

Este é um processo que era usado em fazendas de produção pecuária em um determinado período. Este processo envolve a colocação de carcaças em uma câmara selada, a qual então coloca a carcaça em contato com uma mistura de hidróxido de sódio e água, a qual quebra as ligações químicas mantendo o corpo intacto. Isto eventualmente torna o corpo em um líquido semelhante a café, e o único sólido que resta são as paredes minerais dos ossos, as quais tornam-se tão frágeis que podem ser esmagadas com o simples apertar entre dedos. É também de se destacar que o hidróxido de sódio é frequentemente usado no processo de decomposição de carcaças de animais mortos em estradas por empresas contratadas para tal descarte.

 

Hidróxido de sódio também tem sido usado por assassinos em série e outros criminosos para a eliminação dos corpos de suas vítimas.[11][12]

 

6.12.Preparação de alimentos

Os usos em produção de alimentos do hidróxido de sódio incluem lavagem ou remoção química da pele de frutas e vegetais, processamento de cacau e chocolate, produção de caramelos coloridos, depenação de aves de criação, processamento de bebidas não alcoólicas, e espessamento de sorvete. Azeitonas são frequentemente imersas em solução de hidróxido de sódio para serem amaciadas, enquanto pretzel e laugengebäck, um determinado pão de origem alemã são glaceados (recebem superfície similar ao vidro) com uma solução de hidróxido de sódio antes de irem ao forno. Devido à dificuldade em se obter hidróxido de sódio de grau alimentício em pequenas quantidades para uso doméstico, carbonato de sódio é frequentemente usado no lugar do hidróxido de sódio[13]

 

Outros alimentos que são processados com hidróxido de sódio incluem:

  • A prato típico de peixe da escandinávia conhecido como lutfisk ("peixe de lixívia").

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/lutfisk.jpg

Lutfisk (www.norskfisk.se)

  • Hominy(nos EUA), milho seco na forma de flocos reconstituídos por imersão em solução de soda cáustica diluída. Estes espandem-se consideravelmente em tamanho e podem ser posteriormente processados por fritura para produzir flocos volumosos de milho ou para serem secos e moidos para produzir grits (uma espécie de polenta a ser comida viscosa). O nixtamal (no México) é similar, mas usa hidróxido de cálcio no lugar de hidróxido de sódio.

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/knowabouthominy.jpg

Hominy fresco (www.ansonmills.com)

 

  • Hidróxido de sódio é também o composto químico que causa a gelificação de claras de ovos na produção de "ovos centenários" (também conhecido como ovo preservado ou ovo de cem anos, típicos da culinária chinesa).

  • Os pretzels alemães são tratados em uma solução de carbonato de sódio em ebulição ou uma solução de hidróxido de sódio fria antes de serem assados, o que contribui para sua crocância.

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/softpretzels8.jpg

Pretzels em tratamento e prontos (z.about.com).

 

  • A maioria dos coloridos de amarelo "fios chineses" (ou noodles, um tipo de macarrão chinês fino de farinha de arroz) são feitos com água com lixívia mas são normalmente alterados por conter ovos.

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/noodle-shrimplg.jpg

Noodles (www.quickspice.com). 

6.13.Usos domésticos

 

Hidróxido de sódio é usado como um agente de limpeza e desentupimento para drenos e tubulações obstruídas. Ele é distribuído na forma de cristais (escamas) secas ou como um líquido espesso ou gel. O mecanismo químico empregado é a conversão de graxas para a forma de sabão. Sabão de sódio, sendo solúvel em água, dissolve-se num fluxo de água aplicado ao encanamento. Hidróxido de sódio também decompõe moléculas complexas tais como as proteínas que compõe os cabelos. Tais desentupidores e limpadores (e suas versões ácidas) são altamente cáusticos e devem ser manuseados com cuidado.

Hidróxido de sódio tem sido usado como um alisante para cabelos ondulados. Entretanto, por causa da alta incidência de queimaduras químicas, fabricantes de alisantes químicos tem agora optado por outros compostos químicos alcalinos, embora alisantes a base de hidróxido de sódio ainda estejam disponíveis, usados principalmente por profissionais.

 

6.14.Uso em análises químicas

 

Hidróxido de sódio é uma base muito comum em laboratórios químicos.

 

Em química analítica, soluções de hidróxido de sódio são frequentemente usadas para medir-se a concentração de ácidos por titração (volumetria). Já que NaOH não é um padrão primário (devido à carbonatação), soluções devem ser primeiro padronizadas por titração contra um padrão tal como o hidrogenoftalato de potássio (KHP, do inglês potassium hydrogen phthalate). Buretas expostas a NaOH devem ser enxaguadas imediatamente após o uso prevenindo o fosqueamento de suas paredes e mais cuidado redobrado deve ser feito se não pode-se usar torneiras de teflon, mas de vidro esmerilhado, quando o desmonte deve ser completo e o enxague mais rigoroso, com posterior relubrificação. Hidróxido de sódio foi tradicionalmente usado para teste de cátions em análise química qualitativa inorgânica, assim como para prover um meio alcalino para alggumas reações que o necessite, tal como o teste de biureto (um teste para a detecção de ligações peptídicas).

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/titulao.jpg

Ponto final de uma titulação de solução ácida com hidróxido de sódio,

tendo fenolftaleína como indicador (depts.washington.edu).

 

Para uma metodologia simples para o ensino de procedimento de volumetria ácido-base com o uso de hidróxido de sódio, na determinação de concentração de ácido acético em vinagre, ver Measuring the Amount of Acid in Vinegar by Titration with an Indicator Solution (www.sciencebuddies.org).

 

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/titrao-naoh.bmp

Curvas de titração de NaOH com ácido forte e ácido fraco (www.chem.usu.edu). 

 

 

6.15.O experimento das moedas douradas de cobre

 

Hidróxido de sódio tem também sido usado em conjunção com o zinco para a criação do conhecido experimento chamado "moedas douradas" (em inglês, usaulmente "gold pennies"). Quando uma moeda dourada de cobre é fervida em uma solução de NaOH junto com algum zinco metálico em grãos (pregos galvanizados são uma fonte), a cor da moeda irá tornar-se prateada em aproximadamente  45 segundos. A moeda é então aquecida na chama de um queimador (Bunsen) por poucos segundos e torna-se castanho dourada. A razão disto acontecer é que o zinco em grãos dissolve-se em NaOH formando Zn(OH)42- (tetrahidroxozincato). Este íon zincato torna-se zinco metálico por redução sobre a superfície de uma moeda de cobre. Zinco e cobre quando aquecidos em uma chama formam a liga latão.

 

6.16.Tratamento de petróleo e gás natural

 

Existem aplicações indiretas do hidróxido de sódio pela sua produção in loco em unidades de dessulfurizaçãode petróleo e seus derivados e gás natural pelo cloro produzido. Este cloro atua como um agente oxidante que entra em contato com o sulfeto de hidrogênio (H2S), transformando-o em enxofre ou em ácido sulfúrico.[14][15] Neste campo, novos processos são constantemente apresentados devido às necessidades de resução do teor de enxofre no diesel de uso urbano.[16] O hidróxido de sódio é usado para a extração de óleo de areias betuminosas.[34][35][36][37]

 

 

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Areais betuminosas da província de Alberta, Canadá. 

 

6.17.Tratamento de correntes contendo SO2

 

No processo chamado "Álcali Duplo", correntes contendo SO2 são tratadas permitem que o hidróxido de sódio utilizado (de relativamente alto custo) seja reciclado[17]:

 

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6.18.Produção de aluminato de sódio

 

Pela reação vista em 5.5. produz-se o aluminato de sódio[18]:

 

http://knol.google.com/k/-/-/2tlel7k7dcy4s/v0lz1f/aluminato.bmp

(editado de www.vinythai.co.th

 

 

6.19.Outras aplicações

 

  • Usa-se como alcalinizante de reveladores fotográficos.

  • Utiliza-se na forma de solução diluída para a decapagem de alumínio e suas ligas.

Como o alumínio e suas ligas normalmente encontram-se recobertos por camadas finas e densas de óxidos pela exposição ao oxigênio atmosférico, estas devem ser removidas antes da aplicação de outros tratamentos. As peças a serem tratadas passam pela solução de soda cáustica e devem ser lavadas imediatamente, para cessar a ação do hidróxido. A remoção posterior de resíduos é realizada por rápida imersão em ácido nítrico.[19] 

  • Métodos de remoção de óxidos de nitrogênio, mercúrio e dióxido de enxofre de correntes de gás por meio da ação de aerosóis de solução de hidróxido de sódio são patenteados.[20]

 

7.Apresentações comerciais e usuais e seus fins

 

O hidróxido de sódio é normalmente disponível  na forma sólida como escamas, pérolas ou lentilhas, pellets (que seriam micropérolas) e na forma de de solução aquosa, normalmente a 40 ou 50%. As fotos destas apresentações sólidas são vistas acima.

 

8.Segurança

 

Hidróxido de sódio sólido ou em solução é extremamente reativo com tecidos vivos e causa queimaduras químicas, lesões permanentes ou cicatrizes. Causa cegueira se em contato com tecido ocular animal não protegido. Equipamentos de proteção tais como luvas de borracha, roupas de proteção e óculos de proteção devem sempre ser usados quando manipula-se este composto químico ou suas soluções.

 

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Imagens de queimaduras causadas por hidróxido de sódio. 

 

A dissolução do hidróxido de sódio é altamente exotérmica, e o calor resultante pode causar queimaduras ou até causar a ignição de materiais inflamáveis. As temperaturas liberadas podem propiciar a liberação de salpicos de líquido quente (além de corrosivo).

O hidróxido de sódio é extremamente cáustico, e pode reagir com gorduras e óleos sobre a pele, e na reação produzir sais (sabões). Por esta razão, o hidróxido de sódio é extremamente perigoso, e a pele deve ser lavada completamente (até sua completa remoção) com abundantes volumes de água evitando o prolongamento do contato esta substância.

 

Uma solução de 0,5 M ou mais de hidróxido de sódio (aproximadamente mais de 20 gramas por litro) deve ser rotulada corrosiva, enquanto uma solução entre 0,5 a 0,05 M (de 20 a 2 gramas por litro) deve ser rotulada irritante.[21]

 

Devido a sua reação com alumínio, evita-se por segurança usar o hidróxido de sódio na limpeza de qualquer tubulação ou equipamento de alumínio, assim como seu transporte em qualquer veículo com tancagem em alumínio. Em 1986 uma caminhão com tanque de alumínio no Reino Unido foi equivocadamente usado para transportar solução a 25% de hidróxido de sódio, causando pressurização do conteúdo e dano ao tanque. A pressurização foi devida ao gás hidrogênio que é produzido na reação enbtre o hidróxido de sódio e o alumínio.

 

Deve-se sempre seguir uma folha de dadops de segurança (MSDS, Material Safety Data Sheet) antes de manusear este composto químico e suas soluções.

 

8.1.Procedimento em laboratório para derrames de NaOH

 

8.1.1.Descarte dos resíduos sólidos e derrames de NaOH

É recomendado o uso de óculos de proteção (ou escudo facial), avental e luvas de borracha nitrílica. Remove-se o material com uma pá e coloca-se num balde ou bombona. Adiciona-se gradativamente, agitando permanentemente, uma grande quantidade de água gelada ou pelo menos fria. Neutraliza-se com ácido clorídrico comercial a 5% (pode-se usar para controlar o pH quaquer papel indicador) e escoa-se pelo ralo. O local do vazamento deve ser lavado com água em abundância.[22]

8.1.2.Descarte das soluções de NaOH

Usa-se igaulmente proteção para os olhos, avental e luvas de borracha nitrílica. Adiciona-se lentamente com um agitador mecânico a um grande volume de água gelada ou fria. Neutraliza-se igualmente com ácido clorídrico 5% e escoe pelo dreno.[22]

 

9.Questões ambientais

 

Como toda base forte, sua deposição no ambiente sem tratamento pode alterar drasticamente o pH de massas de água, com prejuízos para a flora e fauna aquática. As questões ambientais de sua produção por eletrólise são tratadas abaixo.

 

10.Produção

 

A fabricação da barrilha, da soda cáustica e do cloro constitui uma das mais importantes indústrias químicas pesadas.[23][24][25]

 

O hidróxido de sódio é produzido principalmente por eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (salmoura), via o processo chamado de cloro-álcali, sendo produzido juntamente com o cloro e o hidrogênio (e consequentemente, em muitas unidades, juntamente com cloreto de hidrogênio e o ácido clorídrico), o que pelo excedente de cloro limita muito sua produção por questões ambientais.[23] 

 

O hidróxido de sódio forma-se junto ao cátodo, onde a água é reduzida a gás hidrogênio e o íon hidróxido:

 

    2 Na+ + 2 H2O + 2 e → H2 + 2 NaOH

 

Ou, de maneira mais completa[26]:

 

    Na+ + e → Na

    2 H+ + 2 e → H2

    2 Cl- - 2 e → Cl2

    4 OH- - 4 e → 2 H2O + O2

 

Para produzir NaOH é necessário previnir (e o principal problema da produção) a reação do NaOH com o cloro, resultando em hipoclorito de sódio.[23][26]

 

    2 NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O

 

Isto é normalmente feito por uma de três maneiras, das quais o processo pela célula de membrana é o mais viável economicamente.

 

Processo da célula de mercúrio (também chamado processo Castner-Kellner) – ìons sódio são reduzidos a sódio metálico, o qual forma uma amálgama com um cátodo de mercúrio; este sódio é então reagido com a água para produzir. Considera-se que pode haver a liberação de mercúrio para o meio ambiente, embora as modernas unidades sejam seguras neste aspecto.[27] Utilizam-se potenciais de somente 3 ou 4 V (variantes com o tipo de células) e correntes de até 200 mil A são usadas nas células de mercúrio.[26]

 

 

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Célula Castner-Kellner (editado de www.askiitians.com). 

 

 

Células de mercúrio variam grandemente em tamanho, então uma planta pode possuir um grande número de pequenas células ou um pequeno número de grandes células. As células de mercúrio podem variar significativamente em design mas podem ser constituidas de longas câmaras feitas de aço e revestidas de ebonite ou borracha para proteger da corrosão. Na largura podem ser de 0,5 a 2 m e no comprimento possuir de 8 a 25 m. O fundo das câmaras é afinado e é coberto com mercúrio, que forma o cátodo. O ânodo consiste de um grande número de placas de grafite. A salmoura é passada acima do mercúrio até cobrir os ânodos. Ao se efetuar a eletrólise o cloro é desprendido e no cátodo sódio (com algum hidrogênio) é produzido. O sódio dissolve-se no mercúrio formando uma amálgama diluída de sódio (que se mantém líquida). Esta flui para fora no final da célula em outro compartimento colocado abaixo ou ao lado da célula principal. Esta é chamada célula de soda ou "decompositor". Ela contém água e grafite para propiciar o contato da amálgama com água e acelerar a reação. O mercúrio é recuperado junto com o hidróxido de sódio formando o hidrogênio.[26]

 

O mercúrio é então bombeado de volta à célula eletrolítica, o hidrogênio é bombeado para outra área de operação e a solução de NaOH parte para a evaporação.

 

    2 Na/Hg + H2O → 2 NaOH + H2 + 2 Hg 

 

Nota: Na/Hg é a amálgama de sódio.

 

Processo da célula de diafragma – usa um cátodo de aço, e a reação do NaOH com o Cl2 é prevenida usando-se um diafragma poroso, frequentemente feito de fibras de asbestos (amianto). No processo da célula de diafragma a área do ânodo é separada da área do cátodo por um diafragma permeável (este meio, em algumas teorizações sobre eletrólise, é trato pelo termo "ponte"). A salmoura é introduzida no compartimento do ânodo e flui através do diafragma para o compartimento do cátodo. Uma salmoura cáustica diluída deixa a célula. O hidróxido de sódio deve ser concentrado a 50% e o sal removido por cristalização seletiva. Isto é feito usando um processo evaporativo com aproximadamente três toneladas de vapor para cada tonelada de hidróxido de sódio. O sal separado da salmoura cáustica pode ser usado para saturar a salmoura diluida. O cloro contém oxigênio (oriundo da eletrólise da própria água) e é purificado por liquefação e evaporação.[28][29] Células de diafragma tendem a ter menor escala e utilizam correntes de 60 mil amperes.[26]

 

A mais comum das células de diafragma é a célula de Hooker. As células de Nelson e de Gibbs são citadas na literatura mas estão virtualmente extintas. Um processo japonês usa a célula Asahi, que utiliza um cátodo de mercúrio o qual é feito circular por força centrífuga.

 

 

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Célula de Nelson (editado de www.askiitians.com). 

A célula Hooker consiste de uma base de concreto na qual é fixada uma rede de aço portando um número de cátodos de aço, formando o compartimento do cátodo. Cada um dos cátodos - "dedos" - é encapsulado em um envelope de asbestos. Este é o diafragma. O ânodo consiste de barras de grafite colocadas alternativamente com os cátodos e extendem-se acima e abaixo do compartimento do cátodo. O topo da célula é feito de concreto. Salmoura é vertida do topo até cobrir os eletrodos. Cloro é desprendido de cada ânodo e liberado pelo topo da célula, enquanto o hidrogênio liberado pelos cátodos é descarregado através de um tubo no topo do compartimento do cátodo. O licor da célula é retirado pelo fundo do espaço do cátodo. Este tipo de célula é o único operado no Reino Unido.

 

 

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Esquema de uma célula Hooker (editado de wiki.chemeddl.org).

 

Uma desvantagem das células de diafragma  quando comparadas com células de cátodo de mercúrio é que o licor apresenta iguais quantidades de NaOH e NaCl, enquanto o licor das células de mercúrio é razoavelmente NaOH puro numa concentração de 50%. O licor das células de diafragma tem de ser evaporado, quando o NaCl cristaliza-se e a solução resultante é concentrada a aproximadamente 50% de NaOH.

[26]

 

Processo da célula de membrana – similar ao processo da célula de diafragma, com uma membrana de nafion para separar as reações do cátodo e do ânodo. Somente íons sódio e um pouco de água passam através da membrana. Produz-se um NaOH de alta qualidade. Dos três processo, o processo de célula de membrana requer o mais baixo consumo de energia elétrica e a menor quantidade de vapor necessário para a concentração do liquor cáustico (menos que uma tonelada por tonelada de hidróxido de sódio).[30][31]

 

 

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Célula básica de membrama usada na eletrólise de salmoura. (fonte; Wikipedia)

 

Um antigo método para a produção do hidróxido de sódio foi o processo Leblanc, o qual produzia carbonato de sódio, seguido por calcinação para a produção de dióxido de carbono e óxido de sódio. Este método é ainda ocasionalmente usado. Este processo colaborou para que o hidróxido de sódio se tornasse uma importante commodity química.

 

O processo LeBlanc foi superado pelo processo Solvay ao final do século XIX.

 

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Diagrama do processo de concentração de solução de hidróxido de sódio[32] (EET-KB). 

 

 

11.Economia e Mercado

 

Em 1998 a produção mundial era de aproximadamente 45 milhões de toneladas. A América do Norte e a Ásia conjuntamente contribuem com aproximadamente 14 milhões de toneladas, enquanto a Europa produz aproximadamente 10 milhões de toneladas.

Principais produtores

 

Nos EUA, o maior produtor de hidróxido de sódio é a Dow Chemical Company, a qual tem produção anual de aproximadamente 3,7 milhões de toneladas de plantas em Freeport, Texas, e Plaquemine, Louisiana. Outros grandes produtores nos EUA incluem Oxychem, PPG, Olin, Pioneer Companies (as quais foram compradas pela Olin), Inc. (PIONA), e Formosa. Todas estas companhias utilizam o processo cloro-álcali.[33]

Referências

  1. Reaction of Aluminum with Water and Sodium Hydroxidewww2.uni-siegen.de

  2. Reactions of positive ions with sodium hydroxidewww.practicalchemistry.org

  3. Soap - Base Catalysed Hydrolysis of an Esterwww.chm.bris.ac.uk

  4. Aleks Kac; The FOOLPROOF way to make biodieseljourneytoforever.org

  5. Making BioDieselwww.schnews.org.uk

  6. Danilo Ribeiro de Lima; Produção de esteres etilicos (biodiesel) a partir da transesterização basica de oleo residual; Tese de Mestrado em Engenharia Químicalibdigi.unicamp.br

  7. DallBauman LA, Finn JE (1999). "Adsorption processes in spacecraft environmental control and life support systems". Stud Surf Sci Catal 120: 455–71. PMID 12741388www.ncbi.nlm.nih.gov

  8. Brubakk, Alf O.; Tom S. Neuman (2003). Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving, 5th Rev ed.. United States: Saunders Ltd.. pp. 800. ISBN 0702025712.

  9. Lambertsen, C. J. (1971). "Carbon Dioxide Tolerance and Toxicity". Environmental Biomedical Stress Data Center, Institute for Environmental Medicine, University of Pennsylvania Medical Center (Philadelphia, PA) IFEM Report No. 2-71.archive.rubicon-foundation.org

  10. Jaunsen, JR (1989). "The Behavior and Capabilities of Lithium Hydroxide Carbon Dioxide Scrubbers in a Deep Sea Environment". US Naval Academy Technical Report USNA-TSPR-157. http://archive.rubicon-foundation.org/4998.archive.rubicon-foundation.org

  11. Belle Gunnesswww.laportecounty.net

  12. Mexico man 'dissolved 300 bodies'news.bbc.co.uk

  13. "Hominy without Lye". National Center for Home Food Preservation.www.uga.edu

  14. Fernando B. Mainier, Arlindo de Almeida Rocha; H2S: NOVAS ROTAS DE REMOÇÃO QUÍMICA E RECUPERAÇÃO DE ENXOFRE; 2o CONGRESSO BRASILEIRO DE P&D EM PETRÓLEO & GÁSwww.portalabpg.org.br

  15. MAINIER, F.B. & RODRIGUEZ, M.R. H2S: um problema de corrosão, segurança, meio ambiente ou uma fonte de enxofre de alta pureza. Anais: 5º Congresso Brasileiro de Petróleo, Instituto Brasileiro de Petróleo, 16 a 20 de outubro, Rio de Janeiro, 12p, 1994.

  16. A.M.Mazgarov, A.F.Vildanov; NEW PROCESS AND CATALYST FOR CRUDE, FUEL AND WASTE WATER DESULFURIZATIONwww.ejournalnet.com

  17. Environmental Chemistryjan.ucc.nau.edu

  18. Sodium Aluminatewww.vinythai.co.th

  19. Decapagem Químicaconstrutor.cimm.com.br

  20. NOx, Hg, and SO2 removal using alkali hydroxide; United States Patent 7052662www.freepatentsonline.com

  21. Commission Directive 93/72/EEC of 1 September 1993 adapting to technical progress for the nineteenth time Council Directive 67/548/EEC on the approximation of the laws, regulations and administrative provisions relating to the classification, packaging and labelling of dangerous substances. OJCE L258, 16.10.1993, pp. 29–30.eur-lex.europa.eu

  22. Comissão de Riscos Químicos - Universidade Federal de Alfenas - Hidróxido de Potássiowww2.unifal-mg.edu.br

  23. SHREEVE, R. Norris, BRINK, Joseph A.; Indústrias de Processos Químicos; Guanabara Dois; Rio de Janeiro; 4a Ed; Rio de Janeiro; 1980.

  24. ECT, Vol. 1 pág 668, 1963.

  25. Hou, Manufacture of Soda, 2a ed, Reinhold, 1942.

  26. R.W.Thomas e P.J. Farago; Industrial Chemistry; Heinemann Educational Books Ltd; Irlanda; ISBN 0 435 64900 0

  27. "Chlorine Online Diagram of mercury cell process". Euro Chlor.www.eurochlor.org

  28. "Euro Chlor - How is chlorine made?". Euro Chlor.www.eurochlor.org

  29. "Chlorine Online Diagram of diaphragm cell process". Euro Chlor.www.eurochlor.org

  30. "Chlorine Online Diagram of membrane cell process". Euro Chlor.www.eurochlor.org

  31. "Euro Chlor - How is chlorine made?". Euro Chlor.www.eurochlor.org

  32. Quadruple-effect concentrator for caustic soda by separator method - EET-KBEET-KB

  33. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 5th edition; John Wiley & Sons.

  34. J, E. Sepulveda and J. D. Miller; Separation of Bitumen from Utah TarSands by a Hot Water Digestion-Flotation Techniquerepository.icse.utah.edu

  35. Speros E. Moschopedis and James G. Speight; THE OXIDATION OF A BITUMEN IN RELATION TO ITSRECOVERY FROM TAR SAND FORMATIONSwww.anl.gov

  36. K. A. Clark, D. S. Pasternack; Hot Water Seperation of Bitumen from Alberta Bituminous Sand; Ind. Eng. Chem., 1932, 24 (12), pp 1410–1416; DOI: 10.1021/ie50276a016pubs.acs.org

  37. Mary Clark Sheppard; Oil Sands Scientist: The Letters of Karl A. Clark, 1920-1949; University of Alberta, 1989.books.google.com.br

Determinação da Acidez de Ácidos e gorduras

Esse é um relatório que não esta muito bom mas nos dá uma base.

Introdução

A determinação do índice de acidez é importante pois fornece dados preciosos no que nos diz a respeito da conservação de um alimento. Os ácidos graxos participam das composições dos mono, di e triglicerídeos, que são os principais componentes de óleos e gorduras. Se os ácidos graxos são constituintes das gorduras, uma grande quantidade desses compostos nas formas livre indica que o produto está sofrendo processos de hidrólise, oxidação ou fermentação, alterando a concentração de íons hidrogênio, ou seja, o alimento está em processo de deterioração, tornando o produto mais ácido, justamente pela liberação desses íons hidrogênio.

Um elevado índice de acidez indica que o óleo ou gordura está sofrendo quebras em sua cadeia lipídica, liberando seus constituintes principais (ácidos graxos), por isso, o cálculo deste índice é de extrema importância na avaliação do estado de deterioração de alimentos que contenham lipídios em sua composição, avaliando o estado de rancidez hidrolítica no qual o óleo/gordura se encontra. O índice de acidez corresponde à quantidade em mg de hidróxido de sódio (NaOH) necessária para neutralizar os ácidos graxos livres presentes em 1g de gordura. Quanto maior for o índice de acidez, maior volume de base será consumida.

A decomposição dos glicerídeos é acelerada pela ação da temperatura e da incidênca de luz, sendo a rancidez quase sempre acompanhada pela formação de ácidos graxos livres, que geralmente são expressos em termos de índice de acidez ou em gramas de ácido oléico. O método é perfeitamente aplicável em óleos brutos e refinados, vegetais e animais. Os métodos que avaliam a acidez titulável resumem-se em titular com soluções álcali-padrão, a acidez do produto.

Objetivos

A prática teve como objetivos verificar a existência de ácidos graxos livres na amostra analisada. Pesquisar a sua quantidade nesta amostra e avaliar a conseqüência da sua presença nas amostras.

Material e métodos

Os seguintes materiais foram utilizados na prática: proveta de 50mL, um erlenmeyer de 125mL, bureta de 25mL para a titulação, balança analítica, uma espátula metálica e pipetas volumétricas de 1 e 10mL. Os reagentes utilizados foram: solução indicadora de fenolftaleína, álcool etílico 95% e solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 M ou 0,01 M.

O procedimento seguiu-se com pesagem de 2 a 10 gramas da amostra de óleo em um erlenmeyer de 125mL, adicionar 50mL de álcool etílico a 95%, em seguida, neutralizá-lo com solução aquosa de NaOH 0,1.Feito isso, submeter a aquecimento para solubilização completa do óleo.

Com o óleo solubilizado, iniciou-se a titulação com solução de hidróxido de sódio 0,1 N utilizado fenolftaleína como indicador, até coloração rosa, sendo esta persistente por 15 segundos. No entanto, a prática seguiu-se com a pesagem de 2 e 10 gramas de óleo refinado e 2,05g de óleo bruto, para comparação entre os dois valores de acidez.

Resultados e discussão

Inicialmente, alguns aspectos da prática devem ser descritos. Há a necessidade de se neutralizar o álcool adicionado para que ele não venha a interferir no grau de acidez da amostra. No óleo bruto ainda persiste impurezas, isso implica que quanto maior as impurezas no óleo mais tempo ele demora para sua solubilização, o aquecimento forneceu apenas uma fase na solução. Então, temos 3 amostras: a amostra 1 é de 2 gramas de óleo refinado, a amostra 2 é de 10 gramas de óleo refinado e a amostra 3 é de 2,05g de óleo bruto.

O cálculo do índice de acidez é dado por:

Ácidos graxos livres, % = V x N x f x 28,2 expresso como ácido oléico.

______________

P

Onde,

V = Nº de mL da solução de hidróxido de sódio 0,1 N gasto na titulação.

N = Normalidade da solução de hidróxido de sódio 0,1 N

f = fator de correção da solução de NaOH 0,1 N

P = Nº de gramas da amostra usado na titulação.

Amostra A:

V = 0,15mL

N = 0,1 N

f = 1,007

P = 2,0g

Com isso, temos que:

% AGL da amostra A = 21,30%

Amostra B:

V = 0,7mL

N = 0,1 N

f = 1,007

P = 10,0g

% AGL da amostra B = 19,88%

Amostra C (Óleo Bruto):

V = 1,0mL

N = 0,1 N

f = 1,007

P = 2,05g

% AGL da amostra C = 138,52%

De acordo com os dados obtidos, podemos perceber que as amostras A e B (ambas com o óleo refinado e com pesos diferentes [2,0 e 10,0g]) forneceram resultados muito próximos, isso nos leva a imaginar uma análise mais viável economicamente utilizando uma menor quantidade de óleo, tendo em vista que o resultado é parecido, tornando também a análise infinitamente mais rápida e até economizando reagente na titulação.

Como era previsto, o óleo bruto possui uma maior quantidade de impurezas que elevam o grau de acidez, isso foi justificado pelos teores acima de 138% encontrados na prática, contudo, pode-se também salientar que o resultado pode ter sido exagerado pela dificuldade da nossa equipe em visualizar o ponto de viragem (o óleo bruto possui uma coloração muito escura) na hora da titulação, aumentando o volume de hidróxido de sódio necessário.

Conclusões

De acordo com os resultados obtidos, podemos concluir que o óleo bruto por possuir uma maior quantidade de impurezas está mais sujeito à rancidez hidrolítica, portanto, possuindo um teor maior de acidez do que os óleos refinados, em uma comparação entre eles podemos concluir que a quantidade de óleo também influecia (sutilmente) na determinação de índice de acidez, tendo em vista que valores 20% e 22% são próximos.

Referências Bibliográficas

ARAÚJO, J. M. A. Química de alimentos: teoria e prática. Viçosa, Minas Gerais: Ed. UFV, 4ª ed., 2008.

MORETTO, E; FETT, R. Tecnologia de óleos Vegetais e Gorduras Vegetais na Indústria de Alimentos. São Paulo: Varela, (1998).

http://www.cheirosdaterra.hd1.com.br/controle_qualidade_02.htm

http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_lipidios/indice_acidez

325/IV Determinação da acidez

A determinacao da acidez pode fornecer um dado importante na avaliacao do estado

de conservacao do oleo. Um processo de decomposicao, seja por hidrolise, oxidacao

ou fermentacao, altera quase sempre a concentracao dos ions hidrogenio. A decomposicao

dos gliceridios e acelerada por aquecimento e pela luz, sendo a rancidez quase sempre

acompanhada pela formacao de acidos graxos livres. Estes sao frequentemente expressos

em termos de indice de acidez, podendo se-lo tambem em mL de solucao normal por

cento ou em g do componente acido principal, geralmente o acido oleico. Os regulamentos

tecnicos costumam adotar esta ultima forma de expressao da acidez. O indice de

acidez e definido como o numero de mg de hidroxido de potassio necessario para neutralizar

um grama da amostra. O metodo e aplicavel a oleos brutos e refinados, vegetais e

animais, e gorduras animais. Os metodos que avaliam a acidez titulavel resumem-se em

titular, com solucoes de alcali-padrao, a acidez do produto ou solucoes aquosas/alcoolicas

do produto, assim como os acidos graxos obtidos dos lipidios.

Referência bibliográfica

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Métodos Químicos e Físicos para Análise de Alimentos, 3. ed. Sao Paulo: IMESP, 1985. p.245-246.

INTRODUÇÃO

Determinação de ácidos graxos livres

A medida de acidez é uma variável que está intimamente relacionada com a qualidade da matéria-prima, o processamento e, principalmente, com as condições de conservação da gordura1. Segundo a Portaria nº 482 da ANVISA2, o teor de acidez é uma das características de qualidade dos diversos óleos vegetais (arroz, soja, canola, milho, oliva, algodão, amendoim, girassol, uva) e gorduras (coco, babaçu, palma, palmiste) e, entre outros parâmetros, classifica os azeites de oliva em suas diversas sub-classes: virgem, extra-virgem, lampante e refinado.

Os lipídios podem sofrer transformações químicas durante o armazenamento, no processamento ou ainda no uso como meio de transferência de calor. As transformações mais importantes são a rancidez hidrolítica, rancidez oxidativa e reversão3. A rancidez, seja hidrolítica ou oxidativa, é a deterioração dos lipídios e constitui-se em um dos problemas técnicos mais importantes na indústria de alimentos.

A rancidez hidrolítica resulta da hidrólise da ligação éster por lipase ou umidade. A rancidez hidrolítica enzimática refere-se à hidrólise dos óleos e gorduras com produção de ácidos graxos livres (AGL), devido à ação das enzimas lipases, presentes nas sementes oleaginosas ou lipases de origem microbiana. De forma não enzimática, a rancidez hidrolítica se dá em altas temperaturas, produzindo ácidos graxos livres1. É acelerada por luz e calor e os ácidos graxos livres formados são responsáveis pelo sabor e odor desagradáveis, especialmente em gorduras como a manteiga, que possui grande quantidade de ácidos graxos de baixo peso molecular. Porém, em gorduras com ácidos graxos não-voláteis, o sabor e odor característicos não surgem juntamente com a deterioração. Nesse caso, é muito importante a medida quantitativa dos ácidos graxos livres para se determinar o grau de deterioração4. Um outro efeito importante decorrente do aumento do teor de ácidos graxos livres é o abaixamento do ponto de fumaça do lipídio, com reflexos sofre a inflamabilidade do mesmo3.

Em relação a óleos de fritura, a medida de ácidos graxos livres é um teste relativamente simples para avaliar sua qualidade, apesar de não gerar informação completa sobre a adequação da gordura para uso posterior5. A acidez – número de mg de KOH requerido para neutralizar os ácidos graxos livres em 1 g de amostra4 – aumenta com o aumento da deterioração do óleo durante o processo de fritura, pois maior quantidade de ácidos graxos livres é formada e não deve ultrapassar o valor de 2,0% em ácido oléico6.

A determinação de ácidos graxos livres é dada pela porcentagem (em peso) de ácidos graxos livres, em relação a um ácido graxo específico, geralmente o ácido oléico (PM = 282 g) ou outro ácido graxo predominante na amostra. O procedimento está baseado na dissolução a quente da gordura em solvente e previamente neutralizado, seguido de titulação com uma solução padrão de NaOH, na presença de fenolftaleína como indicador3,7.

Em óleos brutos e degomados, a determinação da %AGL por titulação com indicador é operacionalmente difícil e o ponto de viragem é impreciso, uma vez que esses óleos não foram submetidos a processo de clarificação, que consiste na remoção de pigmentos como carotenóides e clorofila através de terras clarificantes, ativadas ou naturais, misturadas ou não com carvão ativado1. Os pigmentos presentes mascaram a observação do ponto de viragem da titulação com indicador, incorrendo em erros, além dos erros relativos ao uso do indicador. Embora não haja, por enquanto, proposta oficial por nenhum país, pode-se aqui sugerir a titulação potenciométrica como uma alternativa viável nesse caso e em outros, inclusive onde a quantidade de amostra disponível para análises é um fator limitante. A metodologia oficial da AOCS (Ca 5a-40, 2004)7 requer quantidades extremamente altas para sua avaliação. Por ex., para amostras com %AGL previstas na faixa de 0,00 a 0,2% ác. oléico, exige-se 56,4 ± 0,2 g de amostra, sem contar as repetições. Em estudos de vida-de-prateleira de produtos alimentícios, essa metodologia é inviável, pois a avaliação dos produtos é feita periodicamente, em intervalos bem definidos e com repetição das análises.

Titulação potenciométrica x indicadores

À primeira vista, pode-se pensar que a reação entre quantidades equivalentes de um ácido e de uma base resultaria sempre em uma solução neutra. No entanto, isto nem sempre é verdade, devido a fenômenos de hidrólise que acompanham as reações entre ácidos fortes e bases fracas ou ácidos fracos e bases fortes. Aliado a isso, a detecção do ponto final na volumetria ácido-base pode se tornar difícil, devido a efeitos tamponantes gerados no meio reagente, que podem prejudicar a ação dos indicadores8.

O ponto de equivalência (PE) ocorre quando a quantidade de titulante adicionada é a quantidade exata necessária para uma reação estequiométrica com o titulado9. No caso particular das titulações de neutralização ácido-base, os indicadores são compostos orgânicos de elevado peso molecular, que se comportam em solução aquosa como ácidos fracos (indicadores ácidos) ou bases fracas (indicadores básicos) e mudam gradualmente de coloração dentro de uma faixa estreita da escala de pH, conhecida como zona de transição, sendo que o intervalo de viragem do indicador é representado pela Equação 1

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Para a seleção do indicador, é necessário conhecer o valor do pH do ponto final, calculado pela Equação 1, fornecido em tabelas de indicadores. Apesar dos limites indicados pela equação do ponto de viragem dos indicadores (Equação 1) serem considerados uma boa aproximação do que realmente ocorre, os limites do intervalo de pH de viragem dos indicadores não são descritos com rigor por essa equação, pois dependem do indicador e do observador8.

A transição é mais facilmente observada quando uma forma é incolor. Por essa razão, é de particular interesse o uso da fenolftaleína, quando aplicável, que varia de róseo a incolor10.

A fenolftaleína é o indicador do grupo das ftaleínas mais conhecido e sua fórmula estrutural é dada pela Figura 1.

 

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Nota-se que o anel quinóide, que confere cor à maioria dos compostos orgânicos, é formado na 2ª reação. O pH no qual a cor rosa dessa estrutura da quinóide se torna primeiramente detectável depende da concentração do indicador e da acuidade visual do observador. Para a maioria das pessoas, entretanto, o rosa aparece na faixa de pH de 8,0 a 8,211, sendo que o intervalo de pH da fenolftaleína compreende a faixa de 8,3 a 10,0 e seu valor de pK é de 9,68. Nas titulações de óleos vegetais, a coloração amarelada destes resulta em uma cor derivada que não é o róseo, mas o alaranjado.

O erro sistemático ocorre quando o pH no qual a cor do indicador muda difere do pH da equivalência química e o erro aleatório é originado da acuidade visual do analista em distinguir reprodutivamente a cor intermediária do indicador11 . O erro sistemático pode ser quantificado pela Equação 2, pelo fato da mudança de cor do indicador ocorrer em um pH diferente do pH do ponto de equivalência, fazendo com que o volume titulante no ponto final (VPF) seja diferente do volume titulante no ponto de equivalência da titulação (VPE)

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Quanto à acuidade visual do analista, somente na região em que a relação das concentrações das duas formas do indicador varia aproximadamente entre 1/10 e 10/1 é que são percebidas as mudanças de coloração12. Em média, a incerteza visual com um indicador ácido/básico está na faixa de ± 0,5 a ± 1,0 unidade de pH, podendo ser reduzida a valores tão baixos a ± 0,1 pH, caso se contraste a cor da solução titulada com a cor de um padrão-referência contendo uma quantidade similar de indicador no pH apropriado11.

Na titulação potenciométrica, o potencial do eletrodo indicador é medido em função do volume de titulante adicionado. O ponto de equivalência da reação é reconhecido pela mudança súbita do potencial observado no gráfico das leituras de força eletromotriz (f.e.m.) contra o volume de solução titulante13.

As titulações potenciométricas requerem equipamento especial e são de execução mais demorada do que as titulações convencionais baseadas no uso de indicadores14.

As vantagens em relação aos métodos de titulação com o uso de indicadores podem ser elencadas: para titular soluções muito diluídas14; não é limitada pela cor ou turbidez de soluções que mascaram o ponto final13 e permite aproveitar certas reações para as quais a técnica convencional é impraticável em virtude da falta de indicadores apropriados14.

O presente trabalho teve como objetivos avaliar a modificação da metodologia oficial de determinação de ácidos graxos livres, substituindo a titulação com indicadores por titulação com potenciômetro, aplicada a matrizes diversas: óleos vegetais refinados, óleos brutos e degomados e gordura extraída de rações; validar o novo método através da correlação matemática com o método oficial; sugerir e divulgar outras possibilidades de utilização da nova metodologia.

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Indice de Saponificação

Dentre os lípideos mais abundantes na natureza encontramos os óleos e as gorduras. Como vimos, essas substâncias são formadas a partir da associação de uma molécula de glicerol com três unidades de ácidos graxos (AG). Por esse motivo, os óleos e as gorduras são ésteres de glicerol ou, ainda, triglicerídeos (TG) e triacilglicerídeos.

Se os triglicerídeos são formados por ácido graxos, é fácil concluir que o processo inverso, a hidrólise, de um TG origina uma mistura de ácidos graxos. A hidrólise do óleo de soja, por exemplo fornece uma msitura de diferentes ácidos graxos:

ÁCIDO GRAXO

%

ácido mirístico

0,1

ácido palmítico

10,5

ácido esteárico

3,2

ácido oléico

22,3

ácido linoléico

54,5

ácido linolênico

8,3

ácido araquídico

0,2

ácido eicosanóico

0,9

          Uma maneira de conseguir a "quebra" da molécula do TG em seus ácidos graxos é através do traatamento com soluções alcalinas concentradas a quente. Essa reação tem como resultado a liberação do glicerol e formação de sais de ácidos graxos, originados pela incorporação do sódio à molécula de ácido graxo. Esses sais são os SABÕESe a reação, que é denominada SAPONIFICAÇÃO,é a via de fabricação dos sabões encontrados comercialmente. Veja um exemplo de sabão que pode ser formado a partir da hidrólise do tripalmitil-glicerol, um dos constituintes do óleo de soja:

http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/imagens/formacao_sabao.JPG                    O exemplo acima demonstra a formação de um sal de sódio. Os sabões constituídos por sais de sódio (Na+) e de potássio (K+) são solúveis. Em contrapartida, os sais de cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+), formados a partir da reação do lipídeo com Ca(OH)2 e Mg(OH)2, respectivamente, são insolúveis e precipitam. A precipitação é muito útil no processo de purificação dos sabões e também pode ser feita por adição de ácido forte (como o HCl) ou NaCl.

Se observarmos bem molécula de uma sabão, veremos que ela é constituída por duas porções que apresentam características distintas:

http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/imagens/caract_anfotera_saboes.GIF

          Por ser formada por íons, a extremidade carboxílica do sabão é altamente polar e, por esse motivo, tende a se dissolver em água. Podemos dizer que essa porção da molécula possui caráter hidrofílico (que significa ávido por água). Em contrapartida, a longa cadeia carbônica (a unidade -CH2 se repete 14 vezes!!!) apresenta acentuado caráter apolar, sendo denominada porção hidrofóbica da molécula (hidrofóbico significa "avesso" à água). A essas moléculas, que apresentam caráter hidrofílico e hidrofóbico, polar e apolar, ao mesmo tempo, dá-se o nome de anfóteras. Elas podem ser representadas da seguinte forma:

http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/imagens/caudaapolar_cabecapolar.GIF

          Quando um sabão entra em contato com a água, as porções hidrofóbicas de suas moléculas assumem uma conformação que as protege do contato com as moléculas de água (altamente polares). A essa conformação dá-se o nome de MICELA.           As moléculas que apresentam caráter anfótero, então, podem interagir simultaneamente com a água e com substâncias de caráter hidrofóbico, como as gorduras e os óleos.

http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_lipidios/saponificacao.htm

É a conversão de matéria graxa em sabão a frio ou a quente. Abrangem os sais de sódio ou potássio de diversos ácidos graxos (ácidos carboxílicos de cadeia longa). Nessa reação, o triglicerídeo (glicerol ligado a três ácidos graxos) sofre hidrólise alcalina: obtém-se o ácido graxo livre na hidrólise, que por sua vez reage com hidróxido de sódio ou potássio, formando um sal do ácido graxo. (estearato de sódio) é uma reação química alcalina-catalizadora feita em laboratório, na qual uma molécula de éster é rompida para formar um álcool e um sal de ácido carboxílico. O termo provém da hidrólise alcalina de gorduras que produz sabões (sais de potássio e sódio de ácidos carboxílicos de cadeia longa).

A saponificação, ou hidrólise alcalina, é uma reação entre óleos e álcalis, sob pressão e aquecimento moderado, que origina, além do glicerol, ácidos graxos na forma de sabões (sais alcalinos). A mistura de sais de ácidos graxos constitui o coletor aniônico mais empregado na concentração de oximinerais por flotação.

A operação de saponificação, na usina do complexo de mineração de Tapira, ocorre de forma contínua, em reatores cilíndricos agitados. A alimentação dos reagentes (água, Hidrocol e hidróxido de sódio) é feita ininterruptamente. A concentração da soda cáustica é ajustada em, aproximadamente, 10 % em massa para ser utilizada na saponificação do Hidrocol e na manutenção do pH em 9,5 na flotação. O óleo de soja chega aos reatores a 35ºC. Dilui-se com água para auxiliar na formação de mistura homogênea. A agitação é feita por impelidores tipo turbina e os reatores são mantidos sob aquecimento moderado. O sabão formado ainda sofre diluição ulterior, a fim de facilitar seu bombeamento para os condicionadores da usina.

O grau de saponificação (conversão) dos óleos vegetais é um dos parâmetros monitorados durante o processo de transformação do óleo vegetal em uma mistura de sais alcalinos de ácidos graxos, mais glicerol. Na flotação industrial, em níveis de saponificação próximos a 100 %, ocorre espumação persistente prejudicial ao processo (Peres & Guimarães, 1999). O glicerol formado auxilia na estabilização do sistema.

O largo emprego dos óleos vegetais, sob a forma de sabões, como coletores na concentração de oxi-minerais, incentivou vários trabalhos, verificando o potencial de diferentes óleos como matérias-primas para coletores, com base nos seus ácidos graxos constituintes (Brandão et alii, 1994; Guimarães et alii, 2005). Entretanto são escassas as pesquisas sobre os efeitos do grau de saponificação dos óleos vegetais na flotação de oximinerais.

Esse trabalho visa a avaliar o efeito do grau de saponificação de diferentes reagentes à base de ácidos graxos na flotação da apatita, através de ensaios de flotação em escala de bancada.

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