Relatório: síntese De Sabão

Resumo:

Neste experimento realizamos a síntese de um sabão a partir da reação de saponificação, utilizando de óleo de côco, hidróxido de sódio, etanol e aquecimento. Em seguida, realizamos os testes relacionados a reatividade com água dura; poder espumante, comparando o sabão a um detergente comum; e teste de insaturação.

Resultados e Discussões:

Conforme descrito no procedimento, iniciamos o experimento realizando a síntese do sabão a partir da reação de saponificação que nada mais é que uma hidrólise alcalina de triacilgliceróis, prontamente conhecidos como óleos ou gorduras, que produz glicerol e uma mistura de sais de ácido carboxílico de cadeia longa (sabão)¹.

No caso, utilizamos do óleo de côco como fonte de triacilgliceróis, um óleo rico em ácidos graxos, tais como:

Tab.1 - Composição em ácidos graxos (% 100g) do óleo de coco extra virgem²

Como base utilizamos do NaOH, uma base forte dotada de pH por volta de 13,0. O etanol foi utilizado como catalisador da reação, ele é um aditivo vital que tem como função endurecer os lotes de sabão e melhorar a mistura dos reagentes³. O mecanismo da reação segue no anexo 1.

Após a mistura dos reagentes, colocamos a reação no sistema de refluxo, visando o aquecimento de seu meio, sem a perda de reagentes. Em seguida, realizamos a destilação da mistura, visando separar o etanol do sabão sintetizado. Adicionamos 25 mL de solução saturada de NaCl para precipitar o sabão, isto é, aumentar a densidade da solução aquosa fazendo com que o sabão flutue4. Por fim, deixamos o mistura em um banho de gelo e água até a separação do sabão e filtramos em um funil de Büchner, visando obter um sólido mais seco.

Em seguida, realizamos o teste de poder espumante com o sabão sintetizado. Primeiramente, adicionamos uma pequena quantidade de sabão a 25mL de água destilada e agitamos a mistura com o auxílio de uma bagueta de vidro, obtendo uma solução esbranquiçada, dotada de pedaços de sabão não solubilizados e de uma camada superficial de espuma com cerca de 0,5cm.

Notamos que o sabão mostrou-se parcialmente solúvel em água, isso porque ele é dotado de uma longa cadeia de sais de ácido carboxílico, de forma que parte da molécula de sabão é hidrofóbica (a cadeia carbônica é apolar), enquanto o grupamento de ácido carboxílico ionizado (carboxilato), por ser polar, interage com as moléculas de água. É justamente essa propriedade que permite que o sabão limpe a sujeira, afinal, as moléculas de sabão interagem com a água e com a gorduras 5, formando micelas (vide anexo 2) permitindo a eliminação da sujeira.

Fig.1- Estrutura geral de uma molécula de sabão

Logo depois, adicionamos CaCl2 1% à solução, agitamos a mistura com o auxílio de uma bagueta, resultando em uma solução mais esbranquiçada do que a anterior, o que era esperado. Afinal, assim como o sabão em água dura (água contendo íons Ca+ e Mg+, resultante da dissolução de rochas calcárias)6, em que os cátions da água reagem com os ânios do carboxilato do sabão formando um precipitado insolúvel, o sabão em mistura com o CaCl2 também reage com os cátions de cálcio e forma o precipitado insolúvel.

Por exemplo, como ocorre com o estereato de sódio, também um sabão:

Em seguida, adicionamos, em outro béquer, detergente, água destilada e CaCl2. Agitamos e obtemos uma solução transparente com pequenas bolinhas acinzentadas. Algo que era esperado, pois o detergente é solúvel em água dura, tendo que o CaCl2 em água simula os componentes da água dura, como já citado.

É interessante ser dito que os sabões são sempre biodegradáveis, coisa que não acontece com todos os tipos de detergentes, devido a ramificações em sua estrutura, tornando a degradação pelas bactérias mais difícil. Ainda, lembra-se que ser biodegradável não significa ser não-poluente, visto que ambos os surfactantes podem vir a poluir.

Obtivemos da reação de saponificação uma massa de 51,5071g de sabão, utilizando uma pequena parte para os experimentos anteriores e o restante aplicamos na separação dos ácidos graxos.

Para a separação dos ácidos graxos, além do sabão, utilizamos 25 mL de água destilada e acidificamos o meio com ácido sulfúrico diluído, verificando o pH, que ficou por volta de 2. Resfriamos o frasco com banho de gelo e filtramos o produto orgânico que é insolúvel.

A água foi utilizada pois realizamos uma reação de neutralização, sendo então necessário o meio aquoso para ela acontecer. A reação de neutralização acontece devido a adição do ácido, sendo o papel de base