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Sabões, Detergentes e Tensoativos

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on 19 February 2014

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Transcript of Sabões, Detergentes e Tensoativos

A produção industrial de sabões
O processo de obtenção industrial do sabão é muito simples, apresentado no esquema abaixo:
A glicerina, o subproduto, é separada do sabão no processo industrial e utilizada tanto por fabricantes de resina e explosivos como pela indústria de cosméticos. Devido a isso, seu preço, depois de purificada, pode superar o do sabão.

Fabricação do sabão em pedra
O detergente, assim como o sabão, é composto por moléculas orgânicas, geralmente sais de ácidos graxos.
Cada uma de suas extremidades apresenta carácter polar diferente, um lado é apolar, e o outro é polar, o que lhe confere a propriedade de baixar a tensão superficial da água, facilitando-lhe a penetração nos tecidos e auxiliando a remover e manter em suspensão as sujeiras.

Sabões, Detergentes e Tensoativos
Detergente
Sabão
O sabão é um produto tensoativo usado em conjunto com água para lavar e limpar. Sua apresentação é variada, desde barras sólidas até líquidos viscosos.
Do ponto de vista químico, é um sal de ácido graxo. Tradicionalmente, é produzido por uma reação entre gordura e hidróxido de sódio (sabão sólido), ou de potássio (sabão pastoso) ou carbonato de sódio, todos álcalis (bases).
A reação química que produz o sabão é conhecida
como saponificação.


A equação abaixo representa genericamente a hidrólise alcalina de um óleo ou de uma gordura:
Sabão: característica polar e apolar
As moléculas que constituem o sabão possuem característica polar e apolar (cadeia carbonada: parte apolar da molécula, extremidade -COO-Na+: parte polar).

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.
Poder de limpeza do sabão
Biodegradabilidade do sabão

Produto Biodegradável
o mesmo é decomposto por microorganismos (geralmente bactérias aeróbicas), aos quais serve de alimento, com facilidade e num curto espaço de tempo.

Problemas Ambientais :

O

eliminamos na água, junto com a sujeira. Este fato gera a
eutrofização
das águas, isto é, torna-as férteis ao aumento de culturas bacterianas anaeróbicas que, ao invés de produzirem CO2 e H 2O como produtos finais, formarão CH4 , H2S e NH3, que são mais tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente.
Quando há formação exagerada de espumas nas superfícies dos rios e lagos, prejudicando aves e seres aquáticos.

São substâncias capazes de reduzir a tensão superficial de um líquido. Isso se deve a realização de interações intermoleculares entre as moléculas do líquido e as do tensoativo, pois essas interações são de naturezas diferentes.
Tensoativos
Tensoativos catiônicos
- Quando dissolvidos em água somente o cátion tem ação detergente. Com propriedades bactericidas, sendo bastante utilizados nos produtos de enxágue e para limpezas especiais. Como exemplo tem-se os sais quaternários de amônio.
Tensoativos Não-Iônicos
- Não apresentam radicais com cargas elétricas. Interagem com as moléculas de água por meio de pontes de hidrogênio. São obtidos a partir de alguns álcoois de cadeia longa ou fenóis alquilados em reações com epóxidos. São mais utilizados em produtos cosméticos devido ao seu elevado custo de produção.
Tensoativos Anfóteros
- São tensoativos que possuem, na mesma molécula, grupos hidrófilos positivo (catiônico) e negativo (aniônico). Estes tensoativos possuem crescente aplicação em xampus e cremes cosméticos.
Tensoativos Aniônicos
- Quando dissolvidos em solução aquosa somente o ânion apresenta propriedade detergente. Dentre eles encontramos os
sabões
e os
detergentes
comuns.
A gordura e as bases são hidrolisadas em água; os gliceróis livres ligam-se com grupos livres de hidroxila para formar glicerina, e as moléculas livres de sódio ligam-se com ácidos graxos para formar o sabão.
Pode ser obtido de gorduras animais (de boi, de porco, de carneiro, etc.) ou de óleos vegetais (de algodão, de vários tipos de palmeiras, de canola, etc.). O mais comum de todos é o sabão de sódio. E o sabão que é praticamente neutro e contém glicerina, óleos, perfumes e corantes, é o sabonete.
Dados mercadológicos
O fator mais importante a se levar em conta no mercado de sabão é a forte concorrência. Pode se levar em conta às propagandas e campanhas publicitárias, que contam com verbas milionárias. Unilever e P&G lideram o mercado quase por completo.
O mercado brasileiro de sabão em pó movimenta anualmente, cerca de R$ 3 bilhões, o que justifica o interesse cada vez maior das empresas em ingressar nesse mercado. O consumo anual médio do produto é entre 3,5kg e 4,0kg.
A América Latina tem números que variam de 6kg a 8kg per capita, a Europa chega até a 12kg per capita, segundo dados da ABIPLA.
E quando o sabão
não limpa?
O sabão apresenta problemas em dois casos:
Quando a água utilizada tem caráter ácido.
Pois desloca o equilíbrio da reação química. Essa reação favorece a formação do ácido graxo, que forma a gordura observada em tanques, pias e banheiras.
Quando a água usada é dura, isto é, contém cátions metálicos, Ca2+ e Mg2+ , que precipitam o sal de sabão.
Os sais de cálcio e/ou magnésio dos ácidos graxos são insolúveis e formam as incrustações nos tanques, pias e banheiras.
Quando apareceram as lavadoras automáticas se criou uma demanda progressiva de substâncias mais ativas e que se comportassem melhor em águas duras, mais ricas em cálcio. Somando com a escassez de produção de sabão durante a 1ª guerra Mundial, levou-se a obtenção de novos tipos de detergentes.
Apareceram então, no mercado doméstico, produtos detergentes não saponáceos de origem industrial.

A produção dos detergentes
Entre outros métodos os detergentes podem ser produzidos por reações de sulfonação de alcanos de cadeia longa.
Outra forma de obtenção de detergentes é através de reações a partir de alcenos e álcoois de cadeia longa.

Similaridades entre sabões e detergentes
Semelhanças de ordem funcional
Diferença entre sabões e detergentes
Em águas duras e ácidas

Aditivos comuns
Biodegradabilidade do detergente
Os primeiros detergentes produzidos apresentavam problemas com relação à degradação pelo meio ambiente, tornando-se altamente poluidores, pois permaneciam nas águas de rios, lagos, por um período muito grande.
Nesse período, a base para a fabricação dos detergentes era o propeno. A utilização desse composto na fabricação de detergentes originava tensoativos com cadeias ramificadas, de difícil degradação pelas bactérias. Os problemas causados por estes detergentes estavam relacionados às estruturas de suas moléculas.
Abaixo o fluxograma mostra a fabricação do detergente:
Devido a esse fato, esse tipo de detergente foi, com o passar do tempo, sendo substituído por outros que possuíam maior degradabilidade.
Detergentes, com cadeia carbônica linear similar aos tipos de cadeias encontradas nas moléculas dos sabões , começaram a ser produzidos a partir de 1960 e atualmente são utilizados no mundo inteiro. Nesse tipo de detergente não aparecem ramificações, o que facilita a degradação da molécula por microorganismos.

Ambos são tensoativos redutores de tensão superficial

usados na limpeza produzem espuma

Semelhanças de ordem estrutural da molécula
Ambos são sais característica polar e apolar na mesma molécula


parte apolar: grandes cadeias carbonadas


cadeia carbônica linear: facilidade de degradação

Forma de atuação
Ambos são tensoativos aniônicos atuam de forma similar


A maioria dos produtos de limpeza possui aditivos que melhoram sua eficácia ou reduzem seu custo.

Alguns aditivos auxiliam na
eliminação da dureza das águas
. 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. Os mais comuns são: os
quelantes
(trifosfatos e boratos) e
precipitantes
(carbonatos, silicatos e metassilicatos).

O
carbonato
, o
bicarbonato
e o

trifosfato de sódio
podem ser utilizados para
corrigir o pH
dos detergentes neutralizando sua acidez.

Produtos muito utilizados como aditivos para
eliminar odores
desagradáveis e como
anti-sépticos
são o
bórax
(tetraborato de sódio hidratado) e o

óxido de zinco
.

Os
fosfatos
são os aditivos presentes em maior percentual na composição dos detergentes. Estes compostos, apesar de
aumentarem a eficácia
,
baratearem o custo do produto final
e serem
atóxicos,
são, dentre os aditivos utilizados na fabricação dos sabões e detergentes, os que
causam maiores problemas ao meio ambiente
.



+
Detergentes

Sabões
-
Poder tensoativo
Detergentes

Saboes
+
-
Agressão à pele
Detergentes

Sabões
+
+
-
Biodegradabilidade
Detergentes

Sabões
-
+
Curiosidade
Os xampus contêm detergentes geralmente dotados de cargas negativas. Assim, removem as gorduras dos cabelos, mas também o carregam negativamente. Isso faz com que eles adquiram o aspecto de "cabeleira espetada". Para resolver este problema foram criados os condicionadores, pois são dotados de cargas positivas. As cargas positivas do condicionador neutralizam as negativas deixadas pelo xampu. Assim, os cabelos "assentam" e ficam com aparência sedosa.
Bibliografia
Fabricação de Sabão e Detergente (Marco Aurelio Domezio - Arquivado no curso de Engenharia Química na UNAERP - www.ebah.com.br
www.crq4.org.br
www.iq.unesp.br
www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/sabao
www.youtube.com - canal "Como se faz"
Possíveis Soluções:
Um detergente que funcione bem com água fria. Na média, entre 80% e 85% da energia usada em uma lavagem de roupa vai para o aquecimento da água.
O uso de fórmulas concentradas, que reduzem a necessidade de embalagem e o volume de água necessário à produção do detergente.
Possibilidade de obtenção de um tensoativo não-iônico a partir do farelo de soja, reaproveitando assim, o óleo e o farelo da soja.
Um outro problema relacionado, é o descarte do óleo de cozinha já utilizado, que pode ser solucionado através da produção caseira de sabão de pedra.
Processo de produção industrial
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