Reporte P4 Agentes Tensoactivos

OBJETIVOS Comprender que es un agente tensoactivo o surfactante y que conozca sus propiedades en forma general. Identificar agentes tensoactivos en diferentes productos comerciales y que los clasifique en función del tipo de carga que presenten. Comprender sus usos y aplicabilidad en diferentes áreas industriales. ●

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INTRODUCCIÓN Un agente tensoactivo o surfactante es una sustancia que presenta actividad en la superficie la cual es capaz de romper o modificar la tensión superficial de un líquido. Estas sustancias poseen en su estructura dos grupos: ●

        

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No polar: grupo hidrofóbico (no se asocia con el agua)

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Los tensoactivos se clasifican en función de su carga en disolución acuosa como: Aniónicos: en solución acuosa se ioniza el grupo hidrofóbico cargado negativamente. negativamente. Catiónicos: en solución forma forma iones, el grupo hidrofóbico esta cargado positivamente. positivamente. No iónico: sin ionizarse, se solubilizan mediante un efecto combinado de grupos solubilizantes débiles (hidrofilicos) éter y OH. Anfóteros.

Los surfactantes se aplican en la industria petrolera en donde se añaden surfactantes surfactantes a las gasolinas por sus propiedades detergentes, dispersantes y como inhibidores de corrosión; los surfactantes poliméricos tienen la propiedad de mejorar el índice de viscosidad del d el aceite lubricante, es decir, de reducir la variación de su viscosidad con la temperatura. También los agentes surfactantes son aplicados en otras industrias como : farmacéutica, alimentos, cosmética y textil. En función del valor de BHL será su aplicación. En este proyecto se abordan a los agentes surfactantes con muestras comerciales de shampoos de diferentes marcas para observar si presenta comportamiento iónico, catiónico o no iónico. El shampoos es un producto para el cuidado del cabello, usado para la limpieza limpieza de la suciedad, la grasa formada por las glándulas sebáceas, escamas de piel y en general partículas contaminantes que gradualmente se acumulan en el cabello.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

RESULTADOS

Tensoactivos

Aniónicos

Catiónicos

 Arkopal N-100 Cloruro de benzalconio Lauril sulfato de sodio Muestra comercial 1

X X X X

“Ricitos de oro”

Muestra comercial 2

X

“Palmolive”

Muestra comercial

X

3 “Pantene”

Muestra comercial 4

X

“Dove”

Muestra comercial 5 “Loreal”

Fotografías

No iónicos

X

 Análisis de resultados ●

Como se explicó en la parte experimental para identificar el tipo de agente tensoactivo que tiene cada muestra lo observamos de la siguiente forma:

Aó → Cmb   m jz   t Ctó → Cmb   z vt  z  → Cmb   j  m N ó → Cmb    z vt  v

Los agentes tensoactivos como sabemos teóricamente tienen una parte hidrofílica y otra hidrofóbica, para la identificación de estos lo realizamos a partir de una valoración ácido-base y un indicador. El indicador nos da un cambio de color debido a un cambio estructural inducido por l a protonación o desprotonación de la especie. Experimentalmente los cambios de color ocurren en los tensoactivos aniónicos ya que estos presentan una carga negativa y son orgánicos, el cambio de color en este tipo de agentes tensoactivos se debe a que al bajar el pH con una solución ácida se podrá observar el rango de vire del indicador ya que tratará de contrarrestar el cambio de pH de la solución ácida a un pH más básico. En cuanto a los agentes tensoactivos catiónicos al tener una carga positiva estos no tendrán una reacción fuerte en medios ácidos, haciendo que predomine el estado ácido en la solución; en cuanto a los no iónicos establecerán un balance neutro, haciendo estable el indicador en un pH medio de su rango de vire. Forma en que puede influir la adición de otros compuestos mezclados con el tensoactivo: Si se adiciona otro compuesto a una solución y esa solución no contiene tensoactivo, la solución no cambiará de color, pero si se presenta el caso en el que la sustancia agregada contiene tensoactivos nuestra solución puede llegar a neutralizarse, y no será posible la identificación del tensoactivo.

Detergentes. Los detergentes son agentes tensoactivos que se emplean para separar la suciedad de cualquier tipo de superficie. La detergencia es un proceso complejo, por el cual se separan las sustancias extrañas de las superficies, en el que están incluidas muchas de las acciones características de los agentes tensoactivos específicos, como el mojar, inicialmente, la suciedad y la superficie que va a ser limpiada, la de floculación y suspensión, la emulsificación o solubilización de las partículas de suciedad y, algunas veces, la formación de la espuma para extraer y eliminar las partículas extrañas. Teniendo en cuenta que un detergente posee una combinación de diversas propiedades, su eficacia se comprueba mejor mediante ensayos reales practicados sobre los materiales que se desean limpiar. ●

 Antiespumante Los antiespumantes son agentes tensoactivos que actúan por medio de tensiones superficiales intermedias para lograr desestabilizar la espuma y liberar el aire retenido en la emulsión. Por esta razón los antiespumantes deben tener una tensión superficial inferior a la del agente surfactante utilizado de forma inicial (como humectante) para así lograr adelgazar rápidamente la lamela y romperla. Existen antiespumantes de diferentes composiciones químicas que permiten la adaptación a la diversidad de sistemas que existen en el mercado y atacar los tipos de espuma que puedan generarse. Dentro de estos tipos de antiespumantes encontramos a los antiespumantes orgánicos (base en aceites minerales) que proporcionan un excelente desempeño y son de bajo costo; los antiespumantes siliconados que son altamente efectivos a bajos niveles de dosificación y por último los antiespumantes moleculares que ofrecen una excelente compatibilidad con la mayoría de los sistemas. Usos y aplicaciones de los antiespumantes Algunas de las principales aplicaciones de los antiespumantes, son: ● ● ● ● ● ●

Fabricación de recubrimientos Aplicación de tintas Fabricación de plásticos Fabricación de lubricantes Adhesivos Obtención de resinas

Textil Probablemente el mayor consumidor de agentes humectantes es la industria textil, que emplea grandes cantidades de aceites sulfonados y otros detergentes no jabonosos, como auxiliares de la fabricación de tejidos para hacer el colorante sea mas fácil y rápidamente absorbido por la fibra textil. Los agentes tensoactivos son eficaces como agentes igualadores en tintorería, dada su tendencia a ser fuertemente absorbidos por las fibras textiles, en las que evitan la absorción demasiado rápida del tinte y en consecuencia, una desigual coloración. Los humectadores se usan también en la mercerización y en otros tratamientos químicos de acabado, que se aplican en los tejidos para promover una acción rápida y uniforme sobre las diferentes partes de los agentes de acabado. En realidad los agentes tensoactivos actúan con varias funciones distintas de la de humectadores, en la fabricación de tejidos: como actúan como detergentes en el tratamiento de las fibras crudas y en el desencolado y desaceitado y los aceites sulfonados se usan, en muchos casos como lubricantes en las fibras.

La disolución de un electrolito coloidal tiene una carga eléctrica debida a la disociación y no a la adsorción como muchos coloides liofilicos; por lo tanto es el electrolito que da iones, de los cuales uno al menos es de tamaño coloidal. Puede ser un solo hidrófilo, un coloide de asociación iónica y un polielectrolito. En cuanto a los jabones y detergentes, se componen de moléculas que contienen grupos hidrocarbonados grandes, el grupo hidrófobo y uno o mas grupos polares, grupos hidrófilos. ●

Al tener una mezcla de distintos compuestos modifica las propiedades que puede poseer el tensoactivo dando como resultado una sustancia jabonosa más ácida o básica y de tal manera llega a modificar los resultados experimentales que se realizaron.

La producción mundial de tensoactivos es del orden de 16 millones de toneladas, de los que el 56% son jabones. El jabón sin ser el mejor tensoactivo, si es el más económico de fabricar, por lo que su consumo y producción se centra en los países de bajo PBI. Los tensoactivos no iónicos son los agentes antibacterianos menos eficaces, ya que, en realidad, éstos favorecen, en lugar de inhibir, el crecimiento de las bacterias, posiblemente por proporcionar los ácidos grasos de cadena larga en una forma tal que son metabolizados con facilidad por el microorganismo. ●

En general, se admite que: -

Entre los detergentes aniónicos, los derivados del alcohol láurico son menos tóxicos que los

compuestos a base de alquilarilos. -

La diversidad de los detergentes no iónicos determina una gran variedad en el aspecto

toxicológico. Los menos tóxicos son los ésteres oxietilénicos, los ácidos oleicos y los condensados mixtos de óxido de propileno y óxido de etileno. Éteres y aminas grasas son tóxicas y a unas concentraciones susceptibles de encontrarse en el medio natural.

La degradación de los tensoactivos se puede dividir en tres etapas. 1. Degradación primaria: Se consigue cuando la sustancia química pierde sus propiedades ●

tensoactivas o capacidad de formar espuma. 2. Degradación avanzada: Cuando la molécula del tensoactivo es transformada sucesivamente en fragmentos cada vez menores. 3. Degradación completa: Cuando la molécula es transformada totalmente en C02 y H20. Este proceso también se conoce como desmineralización. Una molécula de tensoactivo se degrada más cuando el número de ramificaciones es menor, es decir cuánto más cortos sean los grupos alquilo situados en dichas ramificaciones. Como regla a mayor hidrofobicidad, menor es la solubilidad, independientemente del carácter iónico. Los agentes tensoactivos o surfactantes, Son moléculas orgánicas grandes ligeramente solubles en agua y con la capacidad de formar espuma en plantas de tratamiento y/o en la superficie del agua donde se realice la descarga que contenga .Durante la aireación del agua residual, estos compuestos se depositan sobre la superficie de las burbujas de aire, creando una espuma bastante estable. los detergentes sintéticos generalmente tensoactivos típicos como: ALQUILBENCEN SULFONATO (ABS) , ocasionan problemas por su alta resistencia a la degradación biológica. Sustituyéndose por SULFONATOS DE ALQUILO LINEALES lo cuales son biodegradables. La toxicidad de los tenso activos representa un serio peligro a la flora y fauna acuáticas; aun cuando estas aguas no sean utilizadas para riego, pueden contaminar el suelo y , por consiguiente, afectar los cultivos. otro problema que resulta de la formación de espuma en las corrientes de agua es que esta dificulta la transferencia de oxigeno atmosférico al agua, lo cual también afecta las unidades de aireación de las plantas de tratamiento. ●

Para prevenir daños al medio ambiente se puede ver la alternativa de crear o mas bien

dicho encontrar nuevos surfactantes con menos impacto al ambiente, así como su uso restringido o moderado. Existen restricciones en algunos países europeos debido a la toxicidad que concierne. El nonilfenoletoxilato podría convertirse en un objetivo para prevenir efectos extrogénicos Tambien la tecnología nos ayuda creando nuevas lavadoras que buscan nuevas fórmulas como en  1996 Frigidaire de Dublín, Ohio introdujo su lavadora de gran capacidad, baja energía y gran carga de ropa. El nuevo modelo utiliza un 43% menos de agua y los costes son de 90$ por año. Frigidaire tiene un acuerdo con Lever Brothers , New York City de manera que tiene que incluir un tambor de detergente Wisk  con cada lavadora -se trata de un detergente poco espumante-. En el medio ambiente la espuma puede ser un gran problema. La nueva fórmula limpiará mejor la ropa en la nueva lavadora y limitará las espumas. La fórmula puede ser utilizada en todas las máquinas de lavar y los que la utilizan se sorprenderán al ver que no hay espuma. Los ingredientes básicos no son significativamente diferentes. A pesar de todo, los productores de materia cruda ven el incremento de la demanda de determinados ingredientes en las fórmulas de bajo contenido espumante. Otro lema sería "Puedes usar un detergente normal, pero usa menos" 

Existen muchos métodos para calcular BHL como: El método de Griffin Método de Davies Método de Little (solo para tensoactivos aniónicos y no iónicos) El mas conocido es el método de Griffin el cual es representada con la siguiente ecuación: ● ● ● ●

 jm        m tt      m           v t o por 5, obtenemos 9.0 para el HLB de

alcohol oleil.

CONCLUSIONES Los agentes tensoactivo son muy importantes en industria y en Y en el uso cotidiano debido a que por medio de ellos podemos obtener productos como detergentes, farmacéuticos de uso externo, shampoos, de uso cosmético, entre otras aplicaciones. Como pudimos comprobar en la práctica muchos shampoos contienen Lauril sulfato de sodio, el cual no es dañino para la salud humana pero si para el medio ambiente, por eso es que debemos optar de igual forma por surfactante es más amigables con el medio ambiente. Es importante ver la diferencia de cada uno de los tensoactivo ya que los aniónicos son los que tienen mayor afinidad en la piel y por lo tanto son más utilizados.

BIBLIOGRAFIA ht t p://www.quiminet.com/articulos/los-antiespumantes-agentes-tensoactivosdesestabilizadores-de-espuma-63146.htm ●

http://books.google.com.mx/books?id=xFjGDCmLuKQC&pg=PA317&lpg=PA317&d q=agenensoactivos+en+farmacia&source=bl&ots=HxNFoV4XR_&sig=qQjd_X4nsqo5OJ0cDt3 qr2BXpQ&hl=es&sa=X&ei=K6MTU9XAB8X02QXgm4HYDg&sqi=2&ved=0CGMQ6AEwCA#v =onepage&q=agentes%20tensoactivos%20en%20farmacia&f=false ●

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http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Emulsiones_5452.pdf

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http://www.zenitech.com/documents/hlb_spanish.pdf

http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/1446/HILGER T_VALDERRAMA_EDUARDO_FORMULACION_PRODUCTOS_HIGIENE.pdf?sequence=1 ●