Detergentes, sabões e xampusEscola Técnica Ana Nery – Americana

Processos Industriais II

Prof. Joseval Estigaribia

História dos sabões• As referencias mais antigas remontam ao inicio do cristianismo:

Gaius Plinius Secundus (24-79 D.C.) cita o sabão em “História natural” a partir do cozimento de sebo de carneiro com cinzas de madeira. A pasta resultante é tratada seguidamente com sal até seu endurecimento.Segundo este autor, os fenícios conheciam esta técnica desde 600 A.C.

• O médico grego Galeno (130-200 D.C.) usava o sabão como medicamento para a remoção de sujeira corporal e tecidos mortos da pele.

• O alquimista árabe Jabir Ibn Hayyan (Geber) menciona o sabão como agente de limpeza em cerca de VIII D.C.

• No século XIII, a industria do sabão chega á França vindo da Italia e Alemanha.

História dos sabões• No século XIV ela chega a Inglaterra.

• Nos EUA, o sabão era fabricado artesanalmente até o século XIX.

• No Brasil, a industria surge a partir do final do século XIX.

• Em 1791, Nicolas Leblanc (1742 – 1806) sintetiza a produção da barrilha a partir da salmoura.

• Michel Eugène Chevreul, entre 1813 e 1823, estabelece a composição química das gorduras.

• Assim, os fabricantes tem a sua disposição as matérias primas e os processos químicos necessários.

Saponificação – a reação que gera sabão

• Sendo ésteres, óleos e gorduras sofrem hidrólise ácida ou alcalina.

Se sofrer a hidrólise ácida, haverá formação de glicerol e dos ácidos graxos constituintes.

Se sofrer hidrólise alcalina, haverá a formação de glicerol e os sais desses ácidos graxos. Tais sais são o que chamamos de sabão.

Esterificação

Hidrólise

Saponificação – a reação que gera sabão• Aquecendo-se a gordura na presença de uma base, realizamos uma

reação química que chamamos de sabão = hidrólise alcalina de um triéster de ácidos graxos e glicerol, chamada de saponificação.

• O uso de potassa caustica (KOH) no lugar de soda caustica (NaOH) permite obter sabões potássicos – usados em cremes de barbear.

• A água de cinzas de madeira ainda é usada para fabricar sabão caseiro, fervendo-o com gordura animal (gado) ou vegetal (coco). O caráter alcalino é fornecido pelo carbonato de potássio (K2CO3) contido na cinza de madeira, que ao reagir com a água gera íons hidroxila (OH

-).

A glicerina• É um subproduto da fabricação do sabão, que pode ser vendida

separadamente do sabão.

• Tem aplicação nos sabonetes e cremes de beleza devido a suas propriedades umectantes – mantém a umidade da pele.

• Sua aplicação em alimentos também tem a finalidade de manter a umidade dos produtos = umectante UI.

• Também pode ser aplicado na produção da nitroglicerina –explosivo militar.

O mecanismo da limpeza• Alguns tipos de sujeira são de difícil remoção pela limpeza com

água apenas devido a diferença de polaridade de suas moléculas.

• O sabão e o detergente conseguem promover essa limpeza pois suas moléculas apresentam as duas características: são apolares e polares simultaneamente.

A – representação da molécula do sabão;B – sujeiras apolar é exposta à água;C – Sabão é adicionado à água;D – o ânion do sabão se aproxima da sujeira e sua molécula se orienta em função da cadeia apolar da sujeira e polar da água;E – formação da micela, facilmente removida ao se enxaguar o substrato.

O mecanismo da limpeza• Micela – ao lavarmos um prato sujo de óleo, uma gotícula

microscópica de gordura envolvida por moléculas de sabão orientadas com a parte apolar voltada em direção á molécula de óleo e a extremidade polar em direção as moléculas de água.

• No enxague com água, há interação desta com a parte da molécula de sabão voltada para fora (parte polar), fazendo a micela ser dispersa e carregada pela água.

• O processo de formação de micelas é chamado de emulsificação ou emulsionamento, fazendo com que o óleo seja disperso na água na forma de micelas.

• Detergentes agem de forma similar aos sabões, mas há diferenças nas estruturas das suas moléculas.

A estrutura micelar

Estruturas moleculares

Impacto ambiental• Depois que lavamos nossas roupas, louças, chão, automóveis, etc, a

água contendo as micelas acabará por alcançar os reservatórios de água, onde há a formação de uma camada de espuma superficial que impede a dissolução de oxigênio, prejudicando a vida aquática.

• Aves conseguem boiar na água, graças a uma camada de óleo sobre suas penas que induz a formação de bolsas de ar entre a superfície dos cursos de água e suas penas. Se este revestimento for reduzido, as aves podem se afogar.

• A ação do tempo e de microorganismos presentes nessas águas promovem a biodegradação de sabões e detergentes. Sabões são todos biodegradáveis, mas detergentes sintéticos tem biodegradabilidade variável: aqueles de cadeia carbônica linear são biodegradáveis, mas os de cadeia ramificada não o são.

• A legislação atual exige detergentes biodegradáveis.

Impacto ambiental• Há regiões onde a água, devido a formação das rochas, é rica em íons

alcalinos terrosos, especialmente Ca2+ e Mg2+. Esse tipo de água recebe o nome de água dura.

• Águas duras limitam a ação dos sabões, pois há precipitações insolúveis sobre os substratos conforme abaixo:

• Para evitar este tipo de problema, adiciona-se complexantes ou sequestrantes, que reagem com esses metais no lugar dos sabões. O agente sequestrante mais usado é o tripolifosfato de sódio (Na5P3O10). O complexante padrão é o EDTA, mas requer pH 10 para máxima eficiencia.

• O inconveniente dos sais de fósforo é que eles são nutrientes de algas, que numa população crescente, impede a entrada dos raios solares, matando as algas que estão sob a superfície que ao entrarem em estado de decomposição começam a consumir o oxigênio dissolvido na água e afetam a vida aquática do local, alem de liberarem gases mal cheirosos.