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Textos Interativos
last update: 27/02/2004
Universidade de Caxias do Sul - UCS
Departamento de Física e Química - DEFQ
Caxias do Sul - RS - Brasil
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Um dia, os Romanos perceberam que, quando a gordura do animal escorria até as cinzas da madeira queimada, formava-se uma pasta ótima para lavar roupas. Era o sabão. Mas como age o sabão no processo de limpeza? O NAEQ desvendará esse mistério e muitos mais!
Um pouco de história
Dois grandes avanços químicos marcam a revolução na produção de sabões. Em 1791, Nicolas Leblanc (1742-1806) concluiu o desenvolvimento do método de síntese da barrilha (carbonato de sódio) a partir da salmoura (solução de cloreto de sódio). Michel Eugéne Chevreul (1786-1889), entre 1813 e 1823, esclareceu a composição química das gorduras naturais. Assim, os fabricantes do século XIX puderam ter uma idéia do processo químico envolvido, bem como dispor de matéria-prima necessária.
Reação de produção do sabão
Atualmente, o sabão é obtido de gorduras (de boi, de porco, de carneiro, etc) ou de óleos (de algodão, de vários tipo de palmeiras, etc.). A hidrólise alcalina de glicerídeos é denominada, genericamente, de reação de saponificação porque, numa reação desse tipo, quando é utilizado um éster proveniente de um ácido graxo, o sal formado recebe o nome de sabão.
A equação abaixo representa genericamente a hidrólise alcalina de um óleo ou de uma gordura:
Essas ligações inter-moleculares existentes na água são responsáveis por diversas de suas propriedades, inclusive é a justificativa da água ser "líquida", fato esse que não ocorre com os hidretos dos outros elementos da família do oxigênio. O Naeq já publicou um artigo sobre o assunto intitulado: "Ponte de hidrogênio, força molecular intrigante!. Como atua o sabão? A água, por si só, não consegue remover certos tipos de sujeira, como, por exemplo, restos de óleo. Isso acontece porque as moléculas de água são polares e as de óleo, apolares. O sabão exerce um papel importantíssimo na limpeza porque consegue, por assim dizer, "jogar nos dois times" ou, com sugere o título deste trabalho, possui dupla "personalidade", no que diz respeito a sua polaridade.
Podemos dizer que a cadeia apolar de um sabão é hidrofóbica (possui aversão pela água, a repele) e que a extremidade polar é hidrófila (possui afinidade pela água, a atrae).
Dessa maneira, ao lavarmos um prato sujo de óleo, formam-se o que os químicos chamam de micelas, gotículas microscópicas de gordura envolvidas por moléculas de sabão, orientadas com a cadeia apolar direcionada para dentro (interagindo com o óleo) e a extremidade polar para fora (interagindo com a água). Vejamos agora como o sabão atua no processo de limpeza de gordura:
Diminuem a tensão superficial da água, de modo que esta possa "molhar melhor" os materiais (daí os sabões serem chamados de substâncias tensoativas, ou seja, substâncias que abaixam a tensão superficial de um líquido).
Concentram-se as partículas de óleo ou gordura em micelas coloidais, que se mantêm dispersas na água (daí os sabões serem chamados de substâncias emulsificantes ou surfactantes).
Impedem a reaglomeração das micelas, que ficam protegidas por uma película e se afastam por repulsão de cargas elétricas.
O que fazer quando o sabão falha? O sabão tem, sobre os detergentes, as seguintes vantagens: é mais barato, atóxico, fabricado a partir de matérias-primas renováveis (óleos e gorduras) e biodegradável, ou seja, consumido e destruído pelos microorganismos existentes na água que, desse modo, não fica poluída. O sabão apresenta problemas em dois casos:
> quando a água utilizada tem caráter ácido, pois:
R — COONa+ H+ —> R—COOH + Na+ ácido graxo Essa reação libera o ácido graxo, que forma a gordura observada em tanques, pias e banheiras.
> quando a água usada é dura, isto é, contém cátions metálicos, especialmente Ca2+ e Mg2+, pois
2R — COONa + Ca2+ ---> (R—COO)2Ca(ppt) + 2Na+ precipitado Os sais de cálcio e/ou magnésio dos ácidos graxos são insolúveis e formam crostas nos tanques, pias e banheiras.
Entre em cena, os detergentes Os detergentes são produtos sintéticos, resultantes da indústria petroquímica. Eles começaram a ser usados intensamente a partir da Segunda Guerra Mundial, quando houve escassez de óleos e gorduras para a fabricação de sabão comum. Os mais comuns são sais de sódio de sulfatos de alquilas de cadeia longa ou de ácidos sulfônicos também de cadeia longa; por exemplo:
Esse tipo de detergente é chamado de detergente aniônico, devido a parte orgânica estar situada no ânion do composto. Já quando a parte orgânica da molécula está no cátion, denominamos de detergente catiônico (veja exemplo abaixo).
Posteriormente, passaram-se a usar detergentes biodegradáveis, que não apresentam esses inconvenientes e são formados por compostos orgânicos de cadeia linear, ou seja, sem ramificações o que possibilita que os organismos façam a degradação dessas substâncias. Outro problema é causado pelos fosfatos existentes na formulação dos detergentes. Como sabemos, os fosfatos são adubos ou fertilizantes das plantas e, quando atingem as águas dos rios e lagos, acabam provocando um crescimento exagerado de certas algas e plantas aquáticas (eutroficação), que consomem boa parte do oxigênio da água. Isso acaba por impedir a existência de outras formas de vida, inclusive a dos peixes. Atualmente, os fosfatos estão sendo substituídos, ao menos em parte, por carbonato de sódio, silicato de sódio, citrato de sódio e outras substâncias menos nocivas.
Emiliano Chemello
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