Jabones y Detergentes II

DETERGENTES
Los detergentes son sales orgánicas sulfonadas de sodio. Los más comunes son:

R- O -SO3Na R - C6H12 - SO3Na
Alquilsulfato de sodio Alquilbencenosulfonato de sodio

Si el grupo hidrocarbonato (R-) es lineal, el detergente es biodegradable y si es ramificado es no biodegradable.

Los Alquilbencenosulfonatos de sodio son los más utilizados como agente de limpieza; uno de los detergentes más comunes es el 4-dodecilbencenosulfonato de sodio. Para preparar este detergente, se trata el dodecilbenceno con ácido sulfúrico para formar un ácido posteriormente se neutraliza con NaOH.

H2SO4

CH3 – (CH2)10 – CH2- C6H11 ------------>

NaOH

CH3 – (CH2)10 – CH2 - C6H11 - SO3 – Na+

Dodecilbenceno 4 --> Dodecilbencenosulfonato de sodio

El producto de esta reacción se mezcla con sustancias que dan cuerpo, tales como el silicato de sodio y luego se seca por aspersión para obtener un polvo suave y fluido. Los detergentes comerciales actuales contienen muchos aditivos que sirven para mejorar sus propiedades, así por ejemplo:

· Tripolifosfato de sodio (Na5P3O11) para eliminar los iones Mg2+ y Ca2+ de las aguas duras.
Emulsificantes, como la carboxicelulosa.
· Blanqueadores, como el hipoclorito de sodio, NaClO3, o hipoclorito de calcio, Ca(ClO)2 para abrillantar la ropa.
· Inhibidores de la corrosión como el silicato de sodio, Na2SiO3, para proteger las máquinas de lavar.
· Los detergentes sintéticos al igual que los jabones tiene dos extremos (polar y apolar), el extremo alquilbencénico es apolar (hidrofóbico) por lo que es atraído hacia la grasa aceite de la suciedad mientras que el extremo sulfonato aniónico (SO3 – Na+) es polar por ello es atraído por el agua. Los detergentes al interactuar con el agua forman sales solubles del calcio y magnesio, por lo tanto siguen formando espuma, esto hace que los detergentes sean más eficaces que los jabones en el agua dura.

EJEMPLO ILUSTRATIVO: interacción del detergente con la suciedad

La suciedad procede de diferentes fuentes, pero la mayor parte proviene de nuestro cuerpo. Más del 60% de la suciedad que se genera en los hogares ha estado en contacto directo con el cuerpo.Cada día una persona genera más de mil millones de escamas de piel, alrededor de medio litro de sudor y varias docenas de gramos de "sebo", una mezcla de triglicéridos, ácidos grasos, ésteres y colesterol. La microflora de la piel humana (hasta 1,5 millones de bacterias viven en 1cm cuadrado) se alimenta de esta suciedad orgánica y produce compuestos adicionales que con frecuencia despiden un fuerte olor. Eliminar toda esa suciedad en un único ciclo de lavado sigue siendo un reto para los fabricantes de detergentes y de lavadoras.

Los detergentes modernos también son mezclas complejas de sustancias químicas DISOLVENTES, muchas de las cuales han sido diseñadas específicamente para combatir determinados tipos de manchas.

PARTICULARIDADES DE LOS DETERGENTES:

Los detergentes se diferencian de los jabones porque estos no se precipitan en forma de espuma de agua dura (los jabones precipitan en agua dura o rica en calcio debido a las propiedades del carboxilato) debido a las sales de sodio de los ácidos sulfónicos, es por eso que:

Nivel de ácidez:

Ácido Sulfónico >> Ácido carboxílico

Las sales de ácido sulfónico no se protonan, incluso en agua de lavado fuertemente ácida. Las sales de calcio, magnesio y hierro de los ácidos sulfónicos son solubles en agua, por lo que los sulfonatos se pueden utilizar en agua dura sin formar precipitados.

El detergente posee los siguientes disolventes en mayor proporción (más del 90%):

- Tripolifosfato de sodio.
- Dodecilbenceno sulfonato de sodio.
- Cloruro de benzalconio.

A continuación mostraremos las moléculas de SEBO (COLOR ROJO) interactuando con las moléculas de DETERGENTE (COLOR NEGRO) y nos damos cuenta que las interracciones son buena debido a que las zonas apolares de las moléculas de detergente están totalmente aptas para lidiar con las zonas apolares del SEBO, y también vemos que las zonas polares de las moléculas de detergente pueden formar puente de hidrógeno con el agua, con la particularidad que no precipita en forma de espuma de agua dura ya que su grupo SULFONATO es más ácido que el grupo CARBOXILATO, que se encuentra en los jabones:

Y para que no piensen que es floro, estos compuesto del detergente los saqué de la envoltura de el detergente de mi casa, adjuntaré la foto para que lo vean:

Entonces el disolvente (detergente) se eligió en base a lo siguiente:

- Disminuye la tensión superficial en la solución, debido a que el puente de hidrógeno que forma la zona polar SULFONATO es muy fuerte y rompe la película que se forma en la superficie.

- No precipita en forma de espuma dura debido a que el ion sulfonato es RECONTRA ÁCIDO y sus sales no protonan.

- El cloruro de benzalconio no es tóxico y es biodegradable.

- El trifosfato de sodio puede forma un iones complejos con el calcio al interactuar con el agua dura.

Entonces vemos que los disolventes del detergente no están ahí por gusto sino que los utilizan de acuerdo al tipo de uso que se le quiera dar, y en este caso es para quitar manchas.

Jabones y Detergentes I

Mantenerse limpio implica varias tareas: eliminar la suciedad y la grasa que recogemos de fuentes externas, retirar el sudor y el exceso de grasa de la piel. Por experiencia se sabe que el agua sola no elimina el aceite ni la grasa ya que estos materiales son insolubles en agua, por ello se hace uso de los jabones o detergentes como agentes de limpieza personal y de nuestras vestimentas, respectivamente.

La suciedad se divide en dos grupos:
- Manchas: suciedad visible.

- Suciedad general: dispersa en todo el cuerpo, ropa, pisos, etc. Es menos perceptible.

Las principales fuentes de la suciedad oculta son cuatro:

- Suciedad que genera el cuerpo y las bacterias que viven en la piel humana

- Suciedad que se deriva de productos de higiene personal como lociones, cremas, desodorantes, maquillaje y lacas.

- Suciedad procedente de nuestro entorno.

- Acabados de los tejidos (suavizantes, fijadores de tintes, etc.)

JABONES
La preparación del jabón se inicia llevando a ebullición los triglicéridos (grasas o aceites) con una disolución acuosa del hidróxido de sodio o de potasio. La reacción que ocurre se llama saponificación (del latín saponem, jabón). A nivel molecular, la saponificación es una hidrólisis de los grupos éster de los triglicéridos promovida por una base. Los productos resultantes contienen principalmente las sales orgánicas de sodio o potasio de los ácidos palmítico, esteárico, oleico, láurico y mirístico.

Veamos la saponificación de la grasa triestearina

El estearato de sodio es una sal orgánica conocida como jabón, está consituida por una sola apolar que es una larga cadena carbonada y por una cabeza polar dada por –COONa.

Existen dos tipos de jabones. Las sales de sodio son jabones duros y las de potasio son jabones blandos

R - COONa --> Jabones Duros
R – COOK --> Jabones Blandos

Donde:
R - : Grupo alquilo con más de 11 átomos de carbono.
En general, la reacción de saponificación podemos representarla así:

1 Triglicérido + 3 Base --> 3 jabón + 1 glicerina

¿Cómo limpian la suciedad los jabones?
Se sabe que el jabón tiene una parte hidrofòbica (rechaza el agua) la cual está constituida por una larga cadena hidrocarbonada y el ion carboxilato que es la parte hidrofílica (afinidad al agua). Cuando la mezcla de jabón y agua entran en contacto en la suciedad de la ropa, la parte hidrofóbica (-R) atrae y disuelve la suciedad, mientras que el carboxilato (-COONa) que es polar permite la solubilidad del jabón en el agua. Cuando las partículas de grasa o aceite están rodeadas por el jabón, las unidades resultantes, con la forma de racimo, se denominan micelas, las cuales son partículas coloidales de la espuma del jabón, que por su menor densidad flotan sobre el agua y son arrastradas por el agua de enjuague. De ese modo se elimina la grasa o aceite, cuyas moléculas son apolares.

La acción mecánica de frotar, girar una lavadora o escobillar la ropa sucia hace que el aceite o la grasa se desintegre en pequeñas porciones, de modo que se forman mayor cantidad de micelas que se pueden eliminar con mucha facilidad.

La principal desventaja del uso del jabón para el lavado de la ropa surge cuando se emplea agua dura (agua de pozos, ríos), ya que contiene alta concentración de iones Ca2+ y Mg2+. Estos iones forman sales insolubles en el agua, por lo que reducen el poder limpiador del jabón; esto se detecta por la poca formación de espumas y por la aparición del anillo de nata que se forma alrededor de la tina de lavar ropa. El hombre ha resuelto en forma parcial esta dificultad con la producción de detergentes.