Sabões e detergentes

processo de formação de sabões e detergentes

1. Sabões e Detergentes Processos Químicos Industriais Orgânicos Prof.º Luiz Henrique Viana 1

2. História do sabão O sabão comum é o mais antigo produto de limpeza. Os franceses e os alemães foram os primeiros a utilizar o sabão. Conforme escritos encontrados no papiro Ebers , datado de 1550 a.C., os povos orientais e os gregos, embora não conhecessem o sabão, empregavam , na medicina, substâncias químicas semelhantes - obtidas por um método similar ao de obtenção do sabão, utilizadas como bases para a confecção de pomadas. 2

3. Somente no segundo século d.C., o sabão é citado, por escritos árabes, como meio de limpeza. No século XVIII, os sabões finos mais conhecidos na Europa vinham da Espanha ( Alicante ), França (Marselha) e Itália (Nápoles e Bolonha). No Brasil, a difusão e produção do sabão demorou mais tempo, mas em 1860 já existiam fábricas de sabão em todas as cidades importantes. 3

4. Atualmente consumimos uma enorme quantidade de produtos derivados de sabões e detergentes em nosso cotidiano. 4

5. Produção Industrial de Sabão Os produtos utilizados comumente para a fabricação do sabão comum são o hidróxido de sódio ou potássio (soda cáustica ou potássica) além de óleos ou gorduras animais ou vegetais . O processo de obtenção industrial do sabão é muito simples e segue as etapas: Primeiramente coloca-se soda, gordura e água na caldeira com temperatura em torno de 150ºC, deixando-as reagir por algum tempo (± 30minutos ). Após adiciona-se cloreto de sódio - que auxilia na separação da solução em duas fases . Na fase superior (fase apolar) encontra-se o sabão e na inferior (fase aquosa e polar), glicerina, impurezas e possível excesso de soda. 5

6. Realiza-se uma eliminação da fase inferior e, a fim de garantira saponificação da gordura pela soda; adiciona-se água e hidróxido de sódio à fase superior, repetindo esta operação quantas vezes seja necessário. 6

7. Saponificação Os óleos e gorduras são ésteres  s ofrem reação de hidrólise ácida ou básica. Hidrólise ácida  produz o glicerol e os ácidos graxos constituintes. Hidrólise básica  produz o glicerol e os sais desses ácidos graxos. Esses sais são o que chamamos de sabão . Aquecendo gordura em presença de uma base, realizamos uma hidrólise básica de um triéster de ácidos graxos e glicerol  Saponificação . 7

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10. Glicerina A glicerina (ou glicerol) é um subproduto da fabricação do sabão. Por esse motivo toda fábrica de sabão também pode vender glicerina. A glicerina pode ser: Ela é adicionada aos cremes de beleza e sabonetes, pois é um bom umectante(mantém a umidade da pele); Em produtos alimentícios ela também é adicionada com a finalidade de manter a umidade ; Outra aplicação da glicerina é na fabricação do explosivo conhecido como nitroglicerina . 10

11. Os umectantes, como por exemplo a glicerina , interagem com a superfície do material que se deseja umectar ( pele, cabelo , produto alimentício) e também com a água. A interação com a água ocorre por meio de ligações de hidrogênio . 11

12. Prêmio Nobel Alfred Bernhard Nobel nasceu em 1833 na Suécia e dedicou-se ao estudo da nitroglicerina , líquido descoberto em 1847 pelo italiano Ascanio Sobrero . Era o explosivo mais potente conhecido na época, mas possuía o inconveniente de explodir de modo imprevisível. Em 1864 uma explosão destruiu sua fábrica, matando seu irmão. Proibição do uso da nitroglicerina . 12

13. 13 Nitroglicerina estivesse embebida em terra infusória (terra diatomácea, um pó proveniente de algas com alto conteúdo de sílica, Si0), só explodiria caso fosse detonada com um pavio em chamas. Estava inventada a dinamite , com a qual Nobel viria a enriquecer. Em 1895, ele deixou sua fortuna para a Fundação Nobel, que distribuiria anualmente um prêmio para as personalidades que se destacassem na Ciência, na Literatura e no progresso pela paz mundial. Estava criado o Prêmio Nobel, concedido pela primeira vez em 1901.

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15. A atuação de sabões e detergentes na limpeza 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 interagir tanto com substâncias polares quanto com substâncias apoiares 15

16. A cadeia apolar de um sabão é hidrófoba (possui aversão pela água) e que a extremidade polar é hidrófila (possui afinidade pela água). 16

17. Ao lavarmos um prato sujo de óleo, forma-se a micela , uma gotícula microscópica de gordura envolvida 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 ). Esse processo de formação de micelas é denominado emulsificação . 17

18. Detergentes Os detergentes sintéticos atuam da mesma maneira que os sabões, porém diferem deles na estrutura da molécula. Sabões são sais de ácido carboxílico de cadeia longa, e detergentes sintéticos, na grande maioria, são sais de ácidos sulfônicos de cadeia longa. Atualmente existem muitos outros tipos de detergentes com estruturas diferentes, mas que, invariavelmente, possuem uma longa cadeia apolar e uma extremidade polar. 18

19. Os detergentes sintéticos podem ser aniônicos ou catiônicos, dependendo da carga do íon orgânico responsável pela limpeza. Há também, no mercado, alguns produtos que contêm detergentes não-iônicos . 19

20. A PRODUÇÃO DE DETERGENTES O s detergentes podem ser produzidos por reações de sulfonação de alcanos de cadeia longa; 20

21. Outra forma de obtenção detergentes é através de reações a partir de alcenos e álcoois de cadeia longa. 21

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23. Fabricação de detergentes em pó Principal reação  Sulfonação de um alquilbenzeno 23

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25. Ação tensoativa As moléculas que constituem o sabão possuem característica polar e apolar ,estas moléculas, quando entram em contato com líquidos, polares ou apolares , dissolvem-se, interagindo com as moléculas deste líquido. Ocorre , então, uma redução do número de interações entre as moléculas do líquido dissolvente e, como conseqüência , reduz-se amplamente sua tensão superficial. Por esse motivo, sabões e detergentes são chamados de substâncias tensoativas . Como efeito, observa-se que quando colocamos sabão em água e agitamos a solução, forma-se espuma em sua superfície. 25

26. DIFERENÇAS ENTRE SABÕES E DETERGENTES F orma de atuar em águas duras e águas ácidas ; Os detergentes não perdem sua ação tensoativa, enquanto que os sabões , nesses casos, reduzem grandemente e até podem perder seu poder de limpeza. 26 Nessas águas ocorre uma interação entre a molécula do sabão e os sais de cálcio ou magnésio. O produto desta reação precipita como um sal insolúvel . É este o fato que o impossibilita de exercer a função de limpeza.

27. Em águas duras os sais formados pelas reações dos detergentes com os íons cálcio e magnésio, encontrados em águas duras, não são completamente insolúveis em água, o que permite ao tensoativo sua permanência na solução e sua possibilidade de ação. 27

28. Em águas ácidas, os detergentes são menos afetados pois possuem também caráter ácido, formando um produto que não é completamente insolúvel em água, permanecendo, em solução e mantendo sua ação de limpeza 28

29. ADITIVOS EM SABÕES E DETERGENTES Aditivos : melhoram a eficácia ou reduzem seu custo. Agentes quelantes , como os fosfatos, aparecem praticamente em todas as fórmulas de produtos de limpeza. Retiram íons de metais que estão presentes na água e que podem reduzir a ação do sabão ou detergente como os íons cálcio e magnésio, componentes que tornam a água dura e prejudicam a ação dos tensoativos aniônicos. 29

30. O carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ) e o bicarbonato de sódio ( NaHCO 3 ) corrigem o pH dos detergentes neutralizando sua acidez natural . Fosfatos como o trifosfato de sódio (Na 5 P 3 O 10 ) também auxiliam na redução da acidez da água . Aditivos para eliminar odores desagradáveis e anti-sépticos são o bórax (tetraborato de sódio hidratado -Na 2 B 4 O 7 .H 2 O ) e o óxido de zinco ( ZnO ). 30

31. Outros boratos como o perborato de sódio são utilizados como alvejantes. A ação alvejante é causada pela formação do oxigênio ativo, que o perborato libera em soluções alcalinas ou em presença de ativadores. Enzimas: são proteínas que catalisam reações específicas, auxiliando assim a eliminação de substâncias indesejáveis que causam as manchas (gorduras, corantes orgânicos, etc.) 31

32. Sabões são fabricados a partir de substâncias presentes na natureza viva (os óleos e as gorduras) e existem muitos microrganismos capazes de degradá-los. Todo sabão é biodegradável . Já os detergentes sintéticos podem ou não ser biodegradáveis. Experiências mostram que os detergentes de cadeia carbônica não-ramificada são biodegradáveis, ao passo que os de cadeia ramificada não são. 32 Impacto ambiental de sabões e detergentes

33. S abões e detergentes usados nas residências atingem o sistema de esgotos e acabam indo parar em rios e lagos . Movimento das águas dos rios e lagos  formação de uma camada de espuma na superfície,que impede a entrada de oxigênio, essencial para a vida dos peixes . 33

34. As aves aquáticas possuem um revestimento de óleo em suas penas e boiam na água graças à camada de ar que fica presa debaixo delas. Quando esse revestimento é removido, essas aves não conseguem mais boiar e se afogam. 34

35. Em regiões onde há água dura, os fabricantes adicionam ao produto agente sequestrante , cuja função é precipitar os íons Ca 2+ e Mg 2+ antes que eles precipitem o sabão. Um dos mais usados é o tripolifosfato de sódio Na 5 P 3 O 10 . Esses agentes são nutrientes de algas e, quando vão parar num lago , favorecem a proliferação delas. Esse crescimento exagerado impede a entrada de luz solar; assim, as algas do fundo morrem e começam a apodrecer.Esse apodrecimento consome oxigênio da água, o que, por sua vez, acarreta a morte dos peixes. Esse processo é chamado de eutrofização do lago. 35

36. Mercado Sabão em barras : Segundo informações da Associação Brasileira das Indústrias de Produtos de Limpeza e Afins ( Abipla ), os sabões em barra mantêm uma queda em se tratando de volume. No acumulado dos últimos cinco anos, cerca de 70 mil toneladas deixaram de ser comercializadas, sendo 30 mil toneladas só em 2011.    O consumo por pessoa de sabão em barra no Brasil é de 1,28 quilo/ano, 36

37. Detergente: Com faturamento de R$ 651 milhões em 2006, os detergentes apresentaram um crescimento de 5,7% de vendas em relação a 2005. 37

38. Detergente em pó: O mercado brasileiro de sabão em pó movimenta anualmente, cerca de R$ 3 bilhões. O consumo anual médio do produto é entre 3,5kg e 4,0kg per capita, segundo dados da ABIPLA; 38

39. Produtos de limpeza Segundo a ABIPLA, em 2012 houve alta de 8,1% nesses gastos com produtos de limpeza em relação a 2011 . A região do Brasil que mais consome produtos de limpeza é o Centro-Oeste. O Brasil é o quarto maior mercado mundial de produtos de limpeza, com vendas que totalizaram R$ 15 bilhões em 2012. Apenas EUA, China e Japão possuem mercados maiores. Os produtos de papel para uso doméstico foram os itens mais produzidos com 48,09% de representação no total de produtos de limpeza, seguido por detergentes/lava louças em segundo (16,03%), produtos para banheiro em terceiro (14,47%), sabão/lava roupas em quarto (13,03%) e purificadores de ar em quinto (2,55%). 39

40. Referências Bibliográficas FELTRE, R. Química. São Paulo, Moderna, 1992. vol. 3 FREIRE, L.; Associados ABRA na Mídia: A indústria brasileira de sabão ;  Revista Graxaria Brasileira, 2012. NETO, O. G. Z.; PINO, J. C. D.; Trabalhando a química dos sabões e detergentes ; Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Química. PERUZZI, F. M.; CANTO, E. L. do; Sabões e detergentes ; Química na abordagem do cotidiano - Editora Moderna,2003. 40

41. Obrigada!!! 41