Práctica 3 - Elaboración de Jabón

Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ciencias Área de Química General Laboratorio de Química General

Práctica No. “3” “Elaboración de jabón”

Nombre: Skryptor

Carné: 2010xxxx

Instructora: xx

Sección de Laboratorio: x1

Fecha de realización: xx/02/2010

Fecha de entrega: xx/03/2010

Resumen Se realizó un experimento para producir jabón, por medio de saponificación. El experimento fue realizado según las indicaciones de la instructora y el procedimiento en el instructivo. Se realizo a temperatura ambiente. Los objetivos del experimento: 1. Conocer y aprender uno de los procesos más antiguos en la elaboración de jabón. 2. Estudiar algunos términos químicos involucrados en la elaboración del jabón por el método de saponificación. El proceso de saponificación empleado es muy sencillo, siendo similar al que es utilizado en la industria. Además un proceso similar al que fue utilizado en la antigüedad para producir jabón a partir de otras materias primas.

Resultados El rendimiento del jabón producido en el experimento fue: 19gr, empleando 10 gr de margarina, 10ml de alcohol y 25ml de hidróxido de sodio. El proceso de saponificación empleado es un proceso sencillo, que produce buenos resultados. Además es posible observar fácilmente los cambios físicos que se producen durante esta reacción química y el resultado de una nueva sustancia.

Interpretación de Resultados Jabón “El jabón generalmente es el resultado de la reacción química entre un álcali (generalmente hidróxido de sodio o de potasio) y algún ácido graso; esta reacción se denomina saponificación. El ácido graso puede ser, por ejemplo, la manteca de cerdo o el aceite de coco. El jabón es soluble en agua y, por sus propiedades detersivas, sirve comúnmente para lavar. Los jabones ejercen su acción limpiadora sobre las grasas en presencia del agua debido a la estructura de sus moléculas. Éstas tienen una parte liposoluble y otra hidrosoluble.

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El componente liposoluble hace que el jabón moje la grasa disolviéndola y el componente hidrosoluble hace que el jabón se disuelva a su vez en el agua. Las manchas de grasa no se pueden eliminar sólo con agua por ser insolubles en ella. El jabón en cambio, que es soluble en ambas, permite que la grasa pase a la disolución desapareciendo la mancha de grasa. Cuando un jabón se disuelve en agua disminuye la tensión superficial de esta, con lo que favorece su penetración en los intersticios de la sustancia a lavar. Por otra parte, los grupos hidrófobicos del jabón se disuelven unos de otros, mientras que los grupos hidrofílicos se orientan hacia el agua generando un coloide, es decir, un agregado de muchas moléculas convenientemente orientadas. Como las micelas coloidales están cargadas y se repelen mutuamente, presentan una gran estabilidad.”(Ref. 1)

Saponificación “La saponificación es una reacción química entre un ácido graso (o un lípido saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y una base o álcali, en la que se obtiene como principal producto la sal de dicho ácido y de dicha base. Estos compuestos tienen la particularidad de ser anfipáticos, es decir tienen una parte polar y otra apolar (o no polar), con lo cual pueden interactuar con sustancias de propiedades dispares. Por ejemplo, los jabones son sales de ácidos grasos y metales alcalinos que se obtienen mediante este proceso. La reacción que tiene lugar es la saponificación y los productos son el jabón y la glicerina: grasa + sosa cáustica → jabón + glicerina La acción limpiadora del jabón se debe a su poder emulsionante, esto es, su habilidad para suspender en agua sustancias que normalmente no se disuelven en agua pura. La cadena hidrocarbonada (parte hidrofóbica) de la sal (el jabón), tiene afinidad por sustancias no polares, tales como las grasas de los alimentos. El grupo carboxilato (parte hidrofílica) de la molécula tiene afinidad por el agua. En la solución de jabón, los iones carboxilato rodean a las gotas de grasa: sus partes no polares se ubican (disuelven) hacia adentro, mientras que los grupos carboxilatos se ordenan sobre la superficie externa. Así, reducidas a volúmenes muy pequeños, las gotas pueden asociarse con las moléculas de agua y se facilita la dispersión de la grasa. Estas pequeñas gotas que contienen las partículas no polares rodeadas de aniones carboxilato se denominan micelas. Es la presencia de estos aniones carboxilato la que hace que las superficies de las micelas estén cargadas negativamente y se repelan entre sí, impidiendo la coalescencia y manteniendo la emulsión, es decir la dispersión en gotas muy finas.”(Ref. 3) 2

“El agua jabonosa obra un poco como solución diluida de sosa cáustica. Esto explica la operación del desengrase y lavado por una saponificación de grasas; hay formación de glicerina y de sales solubles que son arrastradas por el agua (un enjuagado con abundante agua es, por tanto, indispensable). Debe tenerse en cuenta que el agua del mar y el agua selenitosa son impropias para el enjabonado.” (Ref. 4, pág. 91) Durante la ejecución del experimento se pudo observar lo siguiente: •

Cuando la margarina fundió se agregó etanol, con lo cual se formo una mezcla heterogénea. Se formó una emulsión de margarina y alcohol con fragancia.

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Conforme al aumento de la temperatura la mezcla cambio de aspecto, se distinguían claramente tres capas de sustancias (todas en estado líquido).

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Cuando la mezcla tomó un aspecto homogéneo se empezó a titular la solución de hidróxido de sodio (al principio no hubo un gran cambio).

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Se formaron películas de aspecto gelatinoso.

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Aproximadamente al terminarse la solución de hidróxido de sodio, la mezcla empezó a solidificar en forma de pasta (con aspecto de cera y fibroso).

De acuerdo con la bibliografía consultada, los cambios en la mezcla se deben al proceso de saponificación. La mezcla de alcohol y margarina reacciona con el hidróxido de sodio, produciendo el jabón y residuos, los cuales fueron separados por medio de enjuague con solución de cloruro de sodio.

Conclusiones •

La reacción que tiene lugar para la producción de jabón es: grasa + base → jabón + glicerina En la cual la grasa es la margarina, la base es el hidróxido de sodio y los productos son jabón y el residuo que es lavado para separar la mezcla.

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El jabón limpia, porque sus moléculas forman una emulsión con las sustancias no solubles en agua, con lo cual es posible removerlas simplemente enjuagando.

•

El proceso de saponificación es sencillo. Dependiendo de los resultados deseados, se utilizaran diferentes materias primas y variaciones en dicho proceso, que esencialmente es el mismo.

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A p én di ce Procedimiento Material y equipo: Termómetro

Varilla de agitación

Soporte

Espátula

Beacker de 250 ml

Balón aforado 100 ml

Prensa buretas

Embudo

Beacker de 100 ml

Bureta 50 ml

Anillo con rejilla

Pipeta 100 ml

Beacker de 50 ml

Probeta 10 ml

Mechero de alcohol

Molde

Beacker de 500 ml

Vidrio de reloj

Balanza

Manta

Reactivos: 10 gramos de grasa (margarina)

250 ml de solución saturada de NaCl

40 gramos de NaOH aforados con agua

10 ml de etanol anhidro.

Procedimiento: 1. Tomar 50 ml de solución de NaOH y colocarla en un beacker de 100 ml. Introducir en la bureta de 50 ml. 2. Preparar solución de NaCl con 150 gr de NaCl con 300 ml de agua en el beaker de 500 ml. 3. Medir 10 ml de etanol en la probeta. 4. Medir 10 gr de grasa en la balanza usando el vidrio de reloj y la espátula. 5. Colocar la grasa en el beacker de 250 ml. 6. Calentar la grasa pero sin llevar a la ebullición. 7. Agregar 10 ml de alcohol. 8. Agregar gota a gota la solución de NaOH agitando constantemente con la varilla de agitación bajo calentamiento, hasta la saponificación. 9. Suspender el calentamiento. 10. Colar la masa saponificada con una manta utilizando el embudo. Colocar la solución en el recipiente identificad para ello. 11. Identificar un molde. Colocar la masa en el molde y dejar secar.

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Muestra de Cálculo Masas del equipo utilizado (Tabla 1) Equipo

Masa (en gr)

Beacker 50ml

32.3

Beacker 100ml 54.4 Beacker 250ml 101.4 Beacker 500ml 184.5 Molde

55.6

Vidrio de reloj

21.8

Análisis de Error Incerteza de los instrumentos (Tabla 2) Equipo

Incerteza

Balanza

±0.1gr

Probeta

±0.1ml

Bureta

±0.01ml

Datos Calculados (Masa del beacker+ masa del jabón)- Masa del beacker = Masa neto del jabón *El beacker es el de 100ml 73.4-54.4=19.0

Masa del jabón = 19.0 gr

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Bibliografía Jabón - Wikipedia, la enciclopedia libre. http://es.wikipedia.org/wiki/Jab%C3%B3n (último acceso: 18 de Febrero de 2010). Nueva Enciclopedia Autodidacta Quillet. Decimonovena edición. Vol. III. IV vols. Editorial Cumbre, S. A., 1980. Saponificación - Wikipedia, la enciclopedia libre. http://es.wikipedia.org/wiki/Saponificaci%C3%B3n (último acceso: 18 de Febrero de 2010).

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