Aula Sabões e reação de saponificação.pptx

REAÇÃO DE SAPONIFICAÇÃO

1. T ensoativos e tensão s uperficial Química Aplicada 1 o bimestre – Aula 8 Ensino Médio 3 a

2. Por que, quando pulamos na piscina de barriga, sentimos maior impacto? Como os insetos conseguem flutuar na água? Por que a gota possui um formato esférico? Observe as imagens e levante algumas hipóteses sobre as questões: Anotem em seus Diários de Bordo. Todo mundo escreve!

3. Experimentando Materiais 20 mL de detergente líquido, agulha ou alfinete, pinça, conta-gotas, corante ou suco ou pó artificial de refresco. Procedimento Encha um recipiente de boca larga com a água e o corante. Coloque a agulha com cuidado sobre a água. Observe. Pingue algumas gotas de detergente no canto do recipiente. Verifique o que acontece com a agulha. Discuta os resultados. Anotem em seus Diários de Bordo. Será que a agulha afunda?

4. A polaridade de uma molécula está diretamente vinculada à polaridade das ligações entre seus átomos constituintes e, também, à sua geometria. Exemplos: Polaridade Substância Interação intermolecular Ligação química Geometria molecular Polaridade molecular Água ( H 2 O) Ligações de hidrogênio Covalente polar Angular Polar Metano (CH 4 ) Dipolo induzido Covalente polar Tetraédrica Apolar Ácido clorídrico (HCl) Dipolo-dipolo Covalente polar Linear Polar Retomando...

5. Propriedade da superfície de um líquido que lhe permite resistir a uma força externa, em razão da natureza coesiva de suas moléculas. Por conta disso, pequenos objetos “flutuam” na superfície de um fluido, desde que o objeto não consiga romper e separar a camada superior de moléculas de água.  Quando um objeto está na superfície do fluido, a superfície sob tensão irá se comportar como uma "membrana elástica“. Tensão superficial

6. São moléculas que diminuem a tensão superficial , apresentam afinidade por óleos, gorduras e superfícies das soluções com sólidos, líquidos ou gases, mas também pela água, podendo solubilizarem-se nos dois meios e até orientarem-se na interface entre os meios. Possibilitam molhar e espalhar (sobre superfícies sólidas ou líquidas), solubilizar (moléculas insolúveis), limpar (por solubilização e/ou emulsificação) e lubrificar (superfícies sólidas). Tensoativos ou surfactantes

7. Formada por uma parte lipofílica , usualmente denominada de cauda , consiste de uma cadeia carbônica simples ou ramificada e de uma parte hidrofílica (polar ou iônica) denominada cabeça. Estrutura molecular do surfactante

8. O sabão e detergente desempenham papel crucial na limpeza, pois interagem tanto com a água, quanto com a sujeira não solúvel em água, como a gordura. Sua parte apolar interage com a sujeira ou a gordura, e a parte polar interage com a água, formando pequenas cápsulas de gordura rodeadas por moléculas polares , que são solúveis na água. Sabão, detergente e micelas Micelas

9. Sistemas com pelo menos dois líquidos imiscíveis sendo um chamado de fase contínua e o outro de fase dispersa . A fase dispersa (interna) encontra-se distribuída em forma de gotículas no seio da fase contínua (externa). Emulsão Exemplo: maionese A maionese é composta de óleo e ovo (65,5% água). A emulsão ocorre pelos agentes tensoativos encontrados nas proteínas da gema do ovo. Diante disso, forma-se uma película (hidrófila = afinidade com a água) em volta das gotas de óleo, assim a emulsão fica estabilizada. Água Água Óleo Óleo

10. “A  água micelar  é um produto para limpeza facial desenvolvido na França, especialmente formulado para proporcionar uma  limpeza profunda  e eficaz. Ela é destinada a remover impurezas, maquiagem, resíduos de sujeira e excesso de óleo da pele.” Pesquise sobre a ação das “micelas” e os benefícios da “ água micelar ” para a limpeza diária da pele. Traga os registros na próxima aula. Água micelar, para que serve? Anotem em seus Diários de Bordo.

11. (ENEM 2023) O descarte de detergentes comuns nos esgotos domésticos ocasiona a formação de uma camada de espuma que impede a entrada de oxigênio na água. Os microrganismos que vivem nessas águas não são capazes de quebrar moléculas ramificadas, ocorrendo assim um desequilíbrio ambiental nos rios. A fórmula a seguir representa a estrutura química de um tensoativo presente na composição de um detergente não biodegradável. Qual modificação química na estrutura desse tensoativo o tornaria um detergente biodegradável? Retirar a parte polar da molécula. Eliminar as insaturações do anel aromático. Trocar o grupo aniônico por um grupo neutro. Alterar o grupo aniônico por um grupo catiônico. Modificar a cadeia carbônica para cadeia normal. Tensoativo não biodegradável 

12. (ENEM 2023) O descarte de detergentes comuns nos esgotos domésticos ocasiona a formação de uma camada de espuma que impede a entrada de oxigênio na água. Os microrganismos que vivem nessas águas não são capazes de quebrar moléculas ramificadas , ocorrendo assim um desequilíbrio ambiental nos rios. A fórmula a seguir representa a estrutura química de um tensoativo presente na composição de um detergente não biodegradável. Correção Tensoativo não biodegradável Qual modificação química na estrutura desse tensoativo o tornaria um detergente biodegradável? Retirar a parte polar da molécula. Eliminar as insaturações do anel aromático. Trocar o grupo aniônico por um grupo neutro. Alterar o grupo aniônico por um grupo catiônico. Modificar a cadeia carbônica para cadeia normal.

13. A modificação química na estrutura desse tensoativo o tornaria um detergente biodegradável modificando a cadeia carbônica para cadeia normal , pois os microrganismos são capazes de quebrar essas cadeias normais . Dessa forma, segue um exemplo da estrutura da cadeia carbônica do detergente biodegradável (sem as ramificações) : Correção

14. Reação de Saponificação Reação de Sapofinificação Química Aplicada 1 o Bimestre – Aula 9 Ensino Médio 3 a

15. Saponificação: processo químico na produção de sabões. Investigar o processo de saponificação.

16. Sabe aquela coxinha ou a deliciosa batata frita? Tudo é muito saboroso, mas o óleo utilizado no preparo desses alimentos pode causar muitos problemas . 1 litro de óleo pode contaminar até 25 mil litros de água. Esse material causa descontrole do oxigênio e a morte de peixes e outras espécies. Em contato com o solo, há a contaminação e afeta o meio ambiente. Ao lançar o óleo na rede de esgoto, o resíduo acumula-se nas paredes dos canos e retém outros materiais que passam pelo local. Além de entupimentos , isso leva ao colapso do sistema de esgoto , gerando sérios problemas para a manutenção das redes.

17. “[...] não são raras as práticas de jogar o óleo na pia ou ainda armazená-lo em sacolas plásticas ou recipientes fechados para, então, jogar no lixo comum” .  “O óleo de cozinha é altamente poluente e seu descarte incorreto é capaz de gerar uma série de malefícios ao meio ambiente, como a impermeabilização e a contaminação do solo , entupimento de redes de esgoto e poluição dos lençóis freáticos ”. (Sudema-PB, 2022). Registre as principais informações observadas. Anotem em seus diários de bordo Todo mundo escreve

18. Qual é a quantidade de óleo, em litros, utilizada mensalmente em sua casa? Como ele é descartado? Quantos litros são descartados na pia ou no lixo comum por mês? Calcule a porcentagem do óleo comprado que foi descartado na pia. Essas informações poderão ser inseridas em uma tabela contemplando as formas de descarte (pia, rios, lixo comum, armazenamento para o envio em locais de coleta, uso de óleo para a produção de sabão etc.). Em seguida, você pode comparar os resultados. Compartilhe os resultados em um mural virtual ou físico. Qual é o destino do óleo da sua residência? Anotem em seus diários de bordo Todo mundo escreve

19. Óleos (insaturados) e gorduras (saturadas) são substâncias insolúveis em água (hidrofóbicas), formadas, predominantemente, por ésteres de triacilgliceróis , produtos resultantes da esterificação entre o glicerol e ácidos graxos . Sua composição depende da origem e do tipo da matéria-prima. Óleos e gorduras Glicerol      Ácidos graxos           Triacilglicerol Retomando...

20. É uma reação de hidrólise de ésteres de ácidos graxos (como óleos e gorduras) em meio alcalino (básico), com a finalidade de produção de sabão ( sais de ácidos graxos ), tendo como subproduto o glicerol . Em geral, utiliza-se hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH) para essa reação, a qual necessita de um pequeno aquecimento para ocorrer (na faixa dos 60 °C). Saponificação

21. Como ocorre a reação de saponificação? A saponificação é uma reação de hidrólise de um éster (proveniente de um ácido graxo) com uma base forte, dando origem ao sabão (sal orgânico) e um álcool.

22. O processo industrial de preparação de sabão Triglicerídeos Envolve dois reagentes: Bases, como o NaOH ou KOH Triglicerídeo Base Glicerol Sabão

23. Os sabões são formados por moléculas com uma cadeia carbônica longa (apolar), e um grupo carboxilato (–COO - ) que é polar. Estearato de sódio Polar Apolar Não interage com a água Interage com a água Cauda hidrofóbica Cabeça hidrofílica Como o sabão limpa?

24. Polar Apolar Interage com a gordura Interage com a água Micelas Gotículas de gordura envolvidas por moléculas do sabão. GORDURA Apolar Polar Como o sabão limpa?

25. Sabões Tensoativos Os sabões são chamados: diminuem a tensão superficial da água Emulsificantes ou surfactantes promovem a aglomeração da gordura em pequenas gotículas

26. Os sabões podem falhar Quando a água utilizada tem caráter ácido R ⎯ COONa + H + → R ⎯ COOH + Na + Ácido graxo Ocorre liberação do ácido graxo que forma a gordura observada em tanques, pias e banheiras Quando a água usada é dura: contém cátions como Ca 2+ e Mg 2+ 2 R ⎯ COONa + Ca 2+ → ( R ⎯ COO) 2 Ca ↓ + 2Na + Sal de cálcio Forma sais insolúveis que geram crostas nos tanques, pias e banheiras.

27. A limpeza proporcionada pelo sabão ocorre devido à capacidade que a parte polar  tem de interagir com a água , e a parte apolar tem de interagir com a gordura .   Quando lavamos um prato, essas cadeias interagem e formam uma estrutura esférica (micela), na qual a parte hidrofóbica se volta à gordura e a hidrofílica à água . Essa estrutura é envolvida pela água e carregada, fazendo com que a gordura se desprenda da superfície a ser limpa. Mecanismo de limpeza por sabões ou detergentes Representação esquemática de uma micela contendo óleo em seu interior. óleo

28. Em geral, o sabão comum é um sal de sódio , que é solúvel em água (formando a micela). Ao contrário, os sais de Ca 2+ , Mg 2+ ou Fe 3+ são insolúveis em água. Assim, um sabão possui baixa eficiência em um meio que contenha esses íons, como a água dura* . Essa condição levou ao desenvolvimento de detergentes sintéticos.  Qual a diferença entre sabão e detergente? Embora o sabão seja um detergente, esse termo geralmente é usado para designar os substitutos sintéticos do sabão. O nome genérico para essa classe de compostos é agentes tensoativos. Representação estrutural de detergentes e sabão.

29. Os detergentes sintéticos são derivados do petróleo . Comumente, o mais empregado em limpeza no Brasil é o aniônico , que contém como substância principal o alquilbenzeno -sulfonato de sódio, de cadeia linear . Esses detergentes têm maior eficiência que os sabões comuns, principalmente por não formarem sais insolúveis em água. No Brasil, o dodecilbenzenossulfonato de sódio é estabelecido como padrão de detergente aniônico. A degradação do detergente depende da atividade dos microrganismos do ambiente. Estes possuem dificuldade em degradar cadeias carbônicas ramificadas. Assim, detergentes de cadeias lineares são classificados como biodegradáveis .

30. Para intensificar a ação do detergente , são adicionados agentes quelantes , moléculas cuja finalidade é formar quelatos, ou seja, complexos hidrossolúveis, em que o íon metálico é envolvido por ligações covalentes do agente quelante. Estes compostos evitam que os tensoativos reajam com os íons de cálcio e magnésio que estão presentes na água e que podem reduzir a ação do detergente. Apesar de aumentarem a eficácia, baratearem o custo e serem atóxicos, são, dentre os aditivos utilizados na fabricação dos sabões e detergentes, os que causam maiores problemas ao meio ambiente . Por isso, é importante que todo produto seja usado com moderação, independentemente de descrições como “biodegradável, sustentável, verde...” em seus rótulos. Detergente biodegradável também pode impactar o ambiente?

31. A água micelar foi desenvolvida na França. Acredita-se que tal criação foi estimulada pela dureza da água dura parisiense, que dificultava a limpeza facial. Para contornar esse problema, especialistas desenvolveram a água micelar que não precisa de enxágue para limpar e remover sujeira e maquiagem do rosto.  Semelhante ao detergente, os surfactantes , presentes nesse produt o, permitem a limpeza da pele , removendo impurezas , inclusive substâncias oleosas , com facilidade e eficiência. Em ambos os casos, a formação de micelas só ocorre ao atingir a concentração específica mínima, chamada de concentração micelar crítica . O detergente e a água micelar

32. Assista ao vídeo: “Mais FÁCIL e mais seguro: SABÃO CASEIRO na garrafa” https://youtu.be/UT6phnEMkfs

33. (Enem/2021) A simples atitude de não jogar direto no lixo ou no ralo da pia o óleo de cozinha usado pode contribuir para a redução da poluição ambiental. Mas o que fazer com o óleo vegetal que não será mais usado? Não existe um modelo ideal de descarte, mas uma alternativa simples tem sido reaproveitá-lo para fazer sabão. Para isso, são necessários, além do próprio óleo, água e soda cáustica. LOBO, I. Sabão feito com óleo de cozinha. Disponível em: http://pga.pgr.mpf.gov.br. Acesso em: 29 fev. 2012 (adaptado). Com base no texto, a reação química que permite o reaproveitamento do óleo vegetal é denominada: (A) redução (B) epoxidação (C) substituição (D) esterificação (E) saponificação

34. (Enem/2021) A simples atitude de não jogar direto no lixo ou no ralo da pia o óleo de cozinha usado pode contribuir para a redução da poluição ambiental. Mas o que fazer com o óleo vegetal que não será mais usado? Não existe um modelo ideal de descarte, mas uma alternativa simples tem sido reaproveitá-lo para fazer sabão. Para isso, são necessários, além do próprio óleo, água e soda cáustica . LOBO, I. Sabão feito com óleo de cozinha. Disponível em: http://pga.pgr.mpf.gov.br. Acesso em: 29 fev. 2012 (adaptado). Com base no texto, a reação química que permite o reaproveitamento do óleo vegetal é denominada: (A) redução (B) epoxidação (C) substituição (D) esterificação (E) saponificação Correção

35. Verifique o preço médio dos reagentes utilizados na produção do sabão casei ro e calcule o custo de produção de 1 kg de sabão. Em seguida, presuma o lucro com a venda do sabão , comparando o custo de produção com o valor médio desse produto no comércio. Obs.: Ao determinar o custo de produção do sabão, é importante que a sua massa seja determinada após o período de maturação (pelo menos 7 dias), pois pode ocorrer variação. Considerando que 1 litro de óleo pode contaminar até 25 mil litros de água , a o final , elabore um gráfico , estimando o lucro a partir da relação entre custo e valor do produto comercial, e a quantidade de água que poderia ser preservada após 1 mês de descarte inadequado em sua residência. Sistematizando Anotem em seus diários de bordo Todo mundo escreve

36. Detergentes Quando o sabão falha pode-se usar os detergentes. São sais de sódio de sulfatos de alquilas de cadeia longa ou de ácidos sulfônicos também de cadeia longa. Detergente aniônico Lauril -sulfato de sódio Detergentes catiônicos Brometo de dimetil-etil- hexadecil -amônio

37. Agem de forma parecida com o sabão Dodecil sulfato de sódio Polar Apolar Como o detergente limpa? Fosfatos (Na 5 P 3 O 10 ); Bórax (Na 2 B 4 O 7 .10 H 2 O); Descorantes ( NaClO ) Entre outros... Os detergentes comercializados são misturas de substâncias:

38. Eram fabricados com compostos orgânicos de cadeia ramificada Desvantagens dos detergentes não são biodegradáveis não são consumidas pelos micro-organismos existentes na água, porém os sabões são. Passou-se a usar os detergentes biodegradáveis Cadeia linear

39. Desvantagens dos detergentes Porém os fosfatos existentes na formulação dos detergentes são um problema. São adubos e fertilizantes que quando atingem as águas provocam o crescimento exagerado de algas. Fosfatos

40. Sintética Natural óleos e gorduras animais e vegetais processamento do petróleo Origem dos tensoativos Derivados de petróleo não são facilmente degradados tensoativos não biodegradáveis, como os fosfatados, podem ser prejudiciais ao meio ambiente. CONAMA 359/05: os detergentes devem ter, no máximo, 4,80% de fósforo na composição. reduz a disponibilidade de oxigênio e luz na água proliferação de algas Poluição e tensoativos sintéticos

41. Exercício a)  etanol e propanoato de sódio. b)  ácido acético e propóxido de sódio. c) acetato de sódio e propanol. d)  etóxido de sódio e ácido propanoico. e)  ácido acético e propanol. (URCA) Observe a equação de saponificação CH 3 COOCH 2 CH 2 CH 3  + NaOH → X + Y os produtos X e Y são:

42. Exercício (UNIFOR) Se fossemos usar somente água para remover certos tipos de sujeira, por exemplo, manchas de óleos ou gorduras, certamente a limpeza não seria tão eficiente. No entanto, os sabões e detergentes apresentam melhor eficiência na limpeza porque possuem substâncias cujas estruturas apresentam: a) Grupos apolares que se ligam a sujeira (óleo), facilitando sua remoção. b) Grupos polares que se ligam a sujeira (óleo), facilitando sua remoção. c) Grupos polares capazes de reagirem com a água e apolares que se ligam a sujeira, facilitando sua remoção. d) Grupos apolares capazes de reagirem com a água e polares que se ligam a sujeira (óleo), facilitando sua remoção e) Grupos iônicos, nas extremidades, capazes de reagirem com a água e a sujeira, facilitando sua remoção.

43. CANTO, Eduardo Leite do e PERUZZO, Francisco Miragaia. Química: na abordagem do cotidiano . v. 3, 5ª ed. Ed Moderna, São Paulo, 2009. REIS, Martha. Química: meio ambiente, cidadania e tecnologia . v. 3, 1ª ed. Ed FTD, São Paulo, 2010. CANTO, Eduardo Leite do e PERUZZO, Francisco Miragaia. Química: na abordagem do cotidiano . v. 3, 4ª ed. Ed Moderna, São Paulo, 2010. FELTRE, Ricardo. Química Orgânica. v. 3, 6.ed. São Paulo: Moderna, 2004. SANTOS, W.; MOL, G. Química cidadã. Vol 3, 2ª ed. Ed Nova Geração, São Paulo, 2013. REFERÊNCIAS