Saponificación: Obtención de un jabónReporte de la práctica IV

Laboratorio de Química Aromática

Docentes:M en C. Isaac Espinosa Santana y Lic. en Q. Tzarina Salomon

Shehin

Alumno:Ibal Rodríguez Carlos Alexis

Cuarto Semestre Grupo: 4° B

Turno Matutino 25 de febrero de 2014

Universidad Autónoma de Nayarit Unidad Académica de Ciencias Químico Biológicas y Farmacéuticas

Saponificación: Obtención de un jabón

Objetivo general

Obtener un jabón mediante la reacción de una base fuerte, como el hidróxido de sodio, con una grasa animal o un aceite vegetal.

Objetivo particular

Analizar las reacciones y mecanismos para su aplicación en la industria.

Fundamentos y antecedentes

Las grasas y aceites son ésteres conformados por un alcohol más un ácido. Las sustancias grasas se descomponen al tratarlas con una disolución acuosa de álcalisis (NaOH o llamada sosa sódica), produciendo una reacción química llamada saponificación.

La saponificación es una reacción causada por la disociación de las grasas en un medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos o jabón como se le conoce comercialmente. La

Su preparación es una de las más antiguas reacciones conocidas. Los jabones son sales sódicas o potásicas de ácidos grasos superiones (que suelen contener 12 o más átomos de carbono). Sus moléculas están constituidas por una parte apolar, formada por una cadena larga carbonada, es neutra y repele el agua (hidrófoba) pero atrae grasa (es liposoluble). Tiene cabeza polar y está formada por un extremo iónico cargado eléctricamente, es afín al agua (hidrófila). Debido a esta característica, los jabones ejercen su acción limpiadora.

Los jabones ayudan a solubilizar o dispersar materiales insolubles en agua, formando agregados microscópicos o micelas.

Cuando el jabón se pone en contacto con el agua se dispersa, formando micelas,

Interacción del jabón

donde las partes no polares del jabón se orientan hacia el interior de la micela, en tanto que las partes iónicas se orientan hacia afuera para interactuar con las moléculas polares de agua. El jabón disuelve a la grasa llevando las moléculas de la misa hacia el interior no polar de la micela para que pueda ser arrastrada por el agua.

GRASA O ACEITE COMPOSICIONGrasa humana Tripalmitina, dioleoestearinaGrasa de buey Dipalmito-oleína, dipalmito-diestearina

oleopalmito-estearina y palmito-diestearinaGrasa de puerco Ácidos: oleico, esteárico, palmítico, láurico,

miristico y linoleico.Aceite de tortuga Ácidos: oleico, esteárico, palmítico y

clupanodónico.Aceite de ballena Oleico, palmítico, palmito-oleico, araquidónico

y clupanodónico.Aceite de oliva Oleína, linoleína y palmitina.Aceite de lino Oleína, linoleína y linolenina.Aceite de ricino Ricinoleína, estearina y dioxiestearina.Aceite de algodón Palmitina, oleína, linoleína, araquidina y

estearina.Aceite de palma Laurina, oleína, miristina y palmitina.Mante de coco Laurina, miristina y palmitina.

Material

1-vaso de precipitado de 100mL. 1-balanza.

1-vaso de precipitado de 250mL. 1-parrilla.

1-vaso de precipitado de 400mL. 1-bomba de vacío.

1-matraz kitazato de 250mL. 1-soporte universal.

1-embudo Buchner. 1-anillo.

2-pipetas graduadas de 10mL. 1-tela de asbesto.

1-probeta graduada de 100mL.

1-agitador de vidrio.

1-cristalizador.

1-espatula.

Reactivos Grasa animal o aceite vegetal.

Hidróxido de sodio (NaOH tec.) 1.2 gr

Punto de fusión: 318 °C

Punto de ebullición: 1388 °C

Densidad: 2.13 gr/ml

Prop. Físicas: Sólido blanco cristalino sin olor que absorbe la humedad del aire. Es estable a temperatura ambiente.

Prof. Químicas: Es muy corrosivo. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor para encender materilaes combustibles.

Toxicidad y riesgos:No es inflamable pero provoca fuego si está en contacto con materiales combustibles, es irritante y corrosivo en los tejidos, piel y ojos, su inhalación provoca irritación en el tracto respiratorio.

Usos: Es usado para la fabricación de jabones, crayones, papel, explosivos, pinturas y productos del petróleo.

Cloruro de Sodio industrial (NaCl) 20 gr

Punto de fusión: 801 °C

Punto de ebullición: 1465 °C

Densidad: 2.165 gr/ml

Prop. Físicas: A temperatura estable es un sólido incoloro con transparencia blanquesina, es frágil en pequeñas proporciones.

Prof. Químicas: Es un compuesto iónico conformado por un catión y un anión. Precipita cloruros insolubles cuando es agregado a una solución de sal metálica .

Toxicidad y riesgos:No genera riesgos al organismo, pero si es consumido de manera irregular, puede causar padecimientos cardiacos.

Usos: Es producido en masa por la evaporación de agua de mar o salmuera de otros recursos. Es usado para el tratamiento de aguas, industria química y procesado de metales.

Etanol (C2H6O) 90°, 5 mL

Punto de fusión: -114 °C

Punto de ebullición: 78.37 °C

Densidad: 789.00 Kg/L

Prop. Físicas: En condiciones normales es un líquido incoloro e inflamable. Es mezclable con agua a cualquier proporción.

Prof. Químicas: Es un líquido volátil, y es obtenido por fermentación anaeróbica.

Toxicidad y riesgos:Su consumo afecta al sistema nervioso central, provocando estados de euforia, mareos, confusión e ilusiones. Es muy inflamable

Usos: Es el principal producto de las bebidas alcohólicas como vino, cerveza u otros licores.

Procedimiento

Se disuelve 9 g de hidróxido de sodio en una mezcla de 9 mL de etanol absoluto y 9mL de agua contenida en un vaso de precipitado de 100 mL

En otro vaso de precipitado de 250 mL se colocan 10 g de grasa o aceite y se agrega la disolución que contiene sosa, la mezcla se calienta agitando constantemente en un baño de vapor por 30 minutos, durante este tiempo se agrega la disolución de agua-etanol, siempre que sea necesario para evitar la formación excesiva de espuma, la mezcla anterior se vierte, con agitación vigorosa en una disolución fría de 25 g de cloruro de sodio en 75 mL de agua (disolución

que debe calentarse si la sal no se disuelve). Para enfriar primero se hace a temperatura ambiente y después con un baño de hielo, el jabón o éster metálico se precipita al enfriar, se filtra a vacío y se lava con agua helada, se seca al aire dejando reposar durante 24 horas el sólido obtenido, la calidad lograda se pesa y se comprueba que el producto se comporta como un jabón.

Blbliografía

Calvo-Flores, F., & Dobado, J. (2002). Universidad de Granada. Recuperado el 21 de febrero de 2014, de http://www.ugr.es/~quiored/doc/p8.pdf

Macy, R. (2005). Química orgánica simplificada. España: Editorial Reverté.

Usón, R. (1987). Química, una ciencia experimental. España: Editorial Reverté.

Observaciones

Al inicio de la práctica, lo primero que se realizo fue conseguir los 10 g de grasa animal (manteca de puerco), una vez se obtuvo esto, se colocó a baño María, con el fin de obtener un producto líquido, y, una vez se consiguió este, se mezcló con 15 ml de NaOH (al 15%) mientras aún se encontraba en el baño María, se elevó la temperatura del baño a unos 80ºC y se mantuvo a agitación constante durante 30 minutos.

Después de unos minutos en el baño María, la solución mostro la existencia de un precipitado (dividido en 2 capas), en la parte inferior se logró apreciar un líquido con aspecto soluble, mientras que en la parte superior logro apreciarse un coloide con apariencia espesa burbujeante. Al preparado se le agrego 30 ml de una disolución fría de cloruro de sodio (25g) y agua (75ml), la cual se calentó previamente, con el fin de solubilizar a la sal por completo.

Después, a la solución se le coloco a temperatura ambiente y posteriormente a enfriamiento en un baño de hielo, obteniéndose una solución espesa, la cual tenía las características de la grasa animal agregada al inicio de esta práctica, por lo que se eliminó la solución que la contenía y se conservó la grasa, la cual se volvió a calentar en baño María pero esta vez agregando 5gr de NaOH en 10ml de agua, al pasar 10 minutos se sacó la solución del baño María y se le agrego la misma cantidad de disolución de agua y sal, sin embargo se volvió a obtener el mismo resultado, al final se extrajo la grasa y se pesó, obteniendo 7.6093 gr de la misma (se obtuvo mediante la simple resta del peso total del producto, 8.58, y el peso del papel filtro, 0.9707).

Resultados

Para esta práctica, el objetivo era la obtención de un jabón, el cual se obtiene, al hacer reaccionar a un triacilglicerido con NaOH generando 3 moléculas de jabón más glicerina, mediante la siguiente reacción

Esta es una reacción endotérmica, es decir requieren energía para llevarse acabo por lo que la solución se colocó en un baño María a 80 ºC, además es indispensable se realice la agitación, ya que esto hará que las moléculas de ambos compuestos (triglicérido y NaOH) tengan contacto entre sí, formándose así el jabón.

Desafortunadamente, en esta práctica, no pudo obtenerse el producto deseado, en el primer intento se debió a que la reacción se hizo reversible, es decir, la reacción fluye en dos sentidos, primero hacia la formación de los productos, como lo era el jabón, y después hacia la formación de los reactivos originales, esto con el fin de alcanzar un equilibrio, sin embargo, nuestro objetivo es detenerla una vez alcanzo el producto deseado, pero, en esta ocasión, el producto volvió a convertirse en grasa animal y NaOH, un factor que pudo haber afectado es la concentración de NaOH, ya que, al no existir el suficiente reactivo, este vuelve a su estado original por no poder reaccionar en su mayoría.

Para la segunda reacción, no fue la reversibilidad lo que afecto a la reacción, sino la salinidad, es decir, al agregar otra vez NaCl, el sistema se saturo de este, haciendo que la reacción no pudiera darse, ya que la sal se interponía en los sitios de acción de la grasa y el NaOH.

Conclusión

Una vez realizada la practica pudimos entender, como es que se forma y reacciona los triacilgliceridos para formar jabones los cuales son usados en la vida diaria, ya que para su obtención se requiere la manipulación de la materia a nuestro alrededor, y así conseguir productos deseados por nosotros, y que al mismo tiempo son utilizados dentro de la industria, y a pesar de no obtener el producto deseado, ahora ya conocemos las razones, lo cual nos ayudara en un futuro para evitar cometer los mismos errores.

Cuestionario1. ¿Qué es un ácido graso?

R= Son biomoléculas que contienen en su estructura un grupo carboxilo como grupo funcional. Su estructura está formada por una cadena de carbonos que varía entre 16 a 22 átomos de carbono, que son los más abundantes. En la parte que contiene su grupo carboxilo manifiesta carga negativa en contacto con el agua, presentando un carácter ácido, y el resto de la molécula no presenta polaridad y es una estructura hidrófoba. Debido a la cadena apolar que es más grande que la parte polar, esta molécula no se disuelve.

2. ¿Qué es un jabón?

R= Es una estructura sólida, derivado de la grasa de origen animal o vegetal. Es empleado como agente limpiador o detergente, hablando estructuralmente es una sal de sodio o potasio de un ácido graso que se forma por la reacción de estas grasas (como en el caso de esta práctica la manteca de puerco) o aceites con álcali.

3. ¿explique por qué los jabones limpian?

R= como se mencionó en la pregunta uno, es utilizado como agente limpiador debido a su estructura bipolar. Sus moléculas se orientan al disolverse en el agua, la parte hidrofóbica se une a la grasa, removiéndolas de la superficie donde estaban localizadas (tejidos, piel, tela, etc.), quedando estas impurezas suspendidas en agua, después se forman micelas que son partículas cargadas eléctricamente que contienen estas impurezas. El extremo hidofílico orienta a las micelas hacia el agua para que estas queden flotando y no regresen a su lugar de aderencia original.

4. ¿para qué se adiciona cloruro de sodio a la mezcla saponificante?

R= Se utiliza para la separación del jabón de la glicerina y del exceso de NaOH. El NaCl actúa por efecto salino, aumentando la concentración iónica de la solución, y por esto se separa el jabón debido a que su estructura es orgánica y es el que queda flotando en la solución.

5. ¿Por qué la disolución jabonosa es básica?

R= Se obtiene un ácido totalmente disociado con cationes de sodio. En agua, se encuentra totalmente disociado, con lo que el jabón busca constantemente, protones para neutralizarse. Además hay la formación de glicerina y de hipoclorito de sodio que se encuentran en la solución de forma alcalina.

Por esto, podemos afirmar que tenemos una disolución básica, ya que tenemos mayor cantidad en disolución de iones OH- que de iones H+

Diagrama de flujo

Se disuelven 9 gr de NaOH en una mezcla de etanol abs. y 9 mL de agua contenida en un vaso de precipitado de 100 mL.

En otro v.p. de 250 mL se coloca 10 gr de grasa o aceite, se agrega la disolución que contiene sosa, se calienta agitando constantemente en un baño de vapor por 30 min, se agrega por ese tiempo la disolución agua-etanol, evite la formación de espuma,.

Pase a verterse con agitación vigorosa en una disol. fría de 25 gr de NaCl en 75 ml de agua (disol. previamente calentada si la sal no se disuelve).

Enfríe a temperatura ambiente y luego en baño de hielo, el jabón o éster metálico se precipita al enfriar, se filtra al vacio y se lava con agua helada.

Se seca al aire, reposando el sólido por 24 horas, la cantidad obtenida se pesa y se comprueba que el producto se comporta con su jabón.