Jabones

El jabón es un agente limpiador o detergente que se fabrica utilizando grasas vegetales y animales y aceites. Químicamente, es la sal de sodio o potasio de un acido graso que se forma por la reacción de grasas y aceites con alcali.
Hay distintas clasificaciones de jabones y esto depende de los compuestos que tenga en sí. Los de mejor calidad son los jabones de tocador, que contienen muy poco alcali y se utilizan grasas y aceites de color mucho mas claro. Los que le siguen en calidad son los jabones de servicio ligero, que se prestan en forma de pastillas, polvos, granulos y escamas. Se usan para lavar la vajilla, tejidos de lana, etc. Aquí se usan grasas con un color un tanto mas oscuras.
Las grasas mas oscuras se emplean en la fabricación de jabones para el lavado de ropa en el hogar doméstico. Existen también los jabones industriales que se fabrican para fines específicos.

El jabón generalmente es el resultado de la reacción química entre un alcali (generalmente hidróxido de sodio o de potasio) y algún acido graso; esta reacción se denomina saponificación. El jabón es soluble en agua y, por sus propiedades detersivas, sirve comúnmente para lavar.
Tradicionalmente es un material sólido, lo que hace un contraste entre ellos aunque también es habitual verlo en forma líquida o en polvo. En realidad la forma sólida es el compuesto 'seco' o sin el agua que esta involucrada durante la reacción mediante la cual se obtiene el jabón, y la forma líquida es el jabón 'disuelto' en agua, en este caso su consistencia puede ser muy viscosa o muy fluida. El jabón esta hecho con las grasas de distintos animales y plantas.

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.
El componenteliposoluble 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 hidrofóbicos 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 estan cargadas y se repelen mutuamente, presentan una gran estabilidad

El proceso de obtención del jabón, consta de tres fases: saponificación, sangrado y moldeado.

Saponificación
Se hierve la grasa en grandes calderas, se añade lentamente soda caustica (NaOH) y se agita continuamente la mezcla hasta que comienza a ponerse pastosa. La reacción que ha tenido lugar recibe el nombre de saponificación.

Sangrado
El jabón obtenido se deposita en la superficie en forma de granulos. Para que cuaje de una manera completa se le añade sal común (NaCl). Esta operación recibe el nombre de sangrado y con ella se consigue la separación total del jabón que flotara sobre la disolución de glicerina, de sosa que no ha reaccionado y de agua.

Moldeado
Ya habiendo realizado el sangrado, el jabón se pasa a otro recipiente o vasija donde se le pueden añadir perfumes, colorantes, productos medicinales, etc. Entonces todavía caliente, se vierte en moldes, se deja enfriar y se corta en pedazos.

En la actualidad hay dos métodos de obtención del jabón, ambos basados en lasaponificación

Primer método:
En el primer método se produce la saponificación directamente sobre el aceite, se hace reaccionar el alcali con la grasa, y se obtiene el jabón y glicerina. Este método tiene como desventaja que es mas difícil la separación de la glicerina y el jabón.

Segundo método
En este método primero se produce la ruptura química de la grasa, y se obtiene la glicerina y los acidos grasos; éstos se separan facilmente. Luego se produce la sal del acido graso y el alcali.

Saponificación

La saponificación es una reacción química entre un acido graso y un alcalino, el cual su principal producto es la sal del acido graso y del alcalino. Estos compuestos tienen la particularidad de tener una parte polar y otra no polar, con lo cual pueden interactuar con sustancias de propiedades diferentes. Los jabones son sales de acidos grasos y metales alcalinos que se obtienen mediante este proceso.

El método de saponificación en el aspecto industrial consiste en hervir la grasa en grandes calderas, añadiendo lentamente soda caustica (NaOH), agitandose continuamente la mezcla hasta que comienza esta a ponerse pastosa.

La saponificación consiste en la hidrólisis alcalina de un éster. El alcohol monohidroxilado produce en la saponificación de la cera, y el glicerol en el caso de una grasa, se recuperan de las aguas madres por destilación en vacío. En la preparación de jabones solubles si se emplea KOH se obtienen los llamados “jabones blandos” y con NAOH “jabones duros”. Algunas veces emplean hidróxido de amonio.

Cuando se saponifica con hidróxidos de hierro, calcio, magnesio, plomo, cobre y otros metales, se obtienen jabones insolubles que no tienen acción detergente.

La reacción que tiene lugar es la saponificación y los productos son el jabón y la glicerina

Grasa + solución alcalina jabón +glicerina

La principal causa de la saponificación la disociación de las grasas en un medio alcalino, separandose glicerina y acidos grasos. Estos últimos se asocian inmediatamente con los alcalis constituyendo las sales sódicas de los acidos grasos, mejor conocido como jabón. Esta reacción se denomina también desdoblamiento hidrolítico y es una reacción exotérmica.

Este es el método por el cual al mezclar los acidos grasos (componen las grasas animales y aceites vegetales) con una solución alcalina (mezcla de agua y un alcali), se obtiene el jabón. La suavidad el mismo se debe a que ademas de el producto que la saponificación genera, se obtiene un subproducto llamado glicerina. La glicerina es un líquido viscoso incoloro, inodoro, higroscópico y dulce. El compuesto según I.U.P.A.C se llama propano -1 -trio. La misma esta compuesta de tres carbonos, ocho hidrógenos y tres oxígenos. Su estructura, tiene enlaces simples y es tetravalente.

El alcali es imprescindible para que se produzca esa reacción, pero hay que tener en cuenta que por sí solo es un elemento caustico muy peligroso, para su manejo se deben tomar medidas de precaución debido a su peligrosidad ya mencionada anteriormente. Los alcalis mas utilizados en la fabricación del jabón son la sosa (hidróxido sódico, NaOH) y el hidróxido potasico (KOH).

Si en la reacción hay un exceso de sosa, el producto resultante sera una masa caustica inservible; mientras que si por el contrario, la cantidad de sosa es insuficiente, el producto resultante sera una mezcla grumosa de aceites, que en nada se parecera tampoco al jabón. Es por esto que antes de realizar un jabón se debe conocer el índice de saponificación para evitar, a su vez, que el mismo dañe la piel. El índice de saponificación muestra la cantidad en miligramos de hidróxido de sodio, que necesitas parasaponificar cada grasa o aceite, con la que vayas a fabricar jabones.

Tabla de índice de saponificación: mg. de hidróxido de sodio por gr. de grasa

0,134 Aceite de oliva
0,190 Aceite de coco
0,141 Aceite de palma
0,134 Aceite de girasol
0,128 Aceite de ricino
0,136 Aceite de almendras
0,133 Aceite de aguacate
0,135 Aceite de soja
0,136 Aceite de maiz
0,133 Aceite de sésamo
0,069 Aceite de jojoba
0,156 Aceite de palmiste
0,132 Aceite de germen de trigo
0,069 Cera de abeja
0,137 Manteca de cacao
0,128 Manteca de karité

Dentro de los lípidos que estos representan hay lípidos saponificables e insaponificable. Un lípido saponificable es todo aquel que esté compuesto por un alcohol unido a uno o mas acidos grasos . Esta unión se realiza mediante un enlace éster, muy difícil de hidrolizar. Pero puede romperse facilmente si el lípido se encuentra en un medio basico. En este caso se produce la saponificación alcalina. A su vez estos se dividen en

A. Simples

Acilglicéridos
Céridos

B. Complejos

Fosfolípidos
Glucolípidos

A su vez, los lípidos insaponificables se dividen en:

Lípidos insaponificables
Terpenos
Esteroides
Prostaglandinas

Detergentes

Los detergentes son una mezcla de muchas sustancias. El componente activo de un detergente es similar al de un jabón, su molécula tiene también una larga cadena lipófila y una terminación hidrófila. Suele ser un producto sintético normalmente derivado del petróleo.

El agente tenso activo o 'surfactante' de un detergente es el componente que realiza un papel similar al del jabón. Facilita la tarea del agua al conseguir que esta moje mejor los tejidos. Separa la suciedad de los tejidos e impide que esta se deposite de nuevo.

Los jabones presentan la desventaja de que si se usan en agua dura, tienden a formar sales con los cationes de losmetales formando 'natas' que neutralizan su acción. Una alternativa a este problema, surgió cuando se empezaron a sintetizar otros compuestos organicos a partir de compuestos químicos del petróleo, que tienen acción detergente por lo que se les denomina en forma genérica como detergentes. La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno substituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (las), hay otros que son los alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (abs) que se degradan mas lentamente que los las. El extremo sulfato es soluble en agua y el extremo del hidrocarburo es soluble en aceite, cumpliendo con ésto las características de los jabones antes mencionadas. Por su amplia utilidad los detergentes se usan tanto en la industria como en los hogares, sin embargo, puesto que se emplean en grandes cantidades constituyen una fuente de contaminación del agua. En cuanto a la biodegradabilidad, tanto los detergentes como los jabones son biodegradables, pero la biodegradabilidad se ve limitada si estos compuestos se encuentran en exceso en un cuerpo de agua.

Los jabones son inefectivos para la limpieza en agua dura (agua que contiene sales de metales pesados, especialmente hierro y calcio), éstos precipitan en forma de sales insolubles (costra de las bañeras). En cambio, las sales de hierro y calcio de los sulfatos acidos de alquilo son solubles en agua y las sales sódicas de estos materiales, conocidas como detergentes (agentes limpiadores), son efectivas incluso en aguas duras.

Tales detergentes contienen cadenas carbonadas rectas, analogas a las de las grasas naturales. Se metabolizan mediante bacterias en plantas de tratamiento de aguas residuales y se conocen con el nombre de “detergentes biodegradables”.

Aunque los detergentes sintéticos varían considerablemente en cuanto a susestructuras, sus moléculas tienen una característica común que comparten con el jabón ordinario: tienen una cadena polar muy larga, soluble en grasas, y un extremo polar, soluble en agua.

Los detergentes actuales contienen diferentes aditivos, fosfatos que exaltan la limpieza, agentes espumantes, blanqueantes, etc. siempre intentando satisfacer la demanda de los consumidores.

Los detergentes tienen una excelente resistencia a la dureza del agua, ya que contienen una combinación de agentes limpiadores y bloqueadores que aumentan significativamente el desempeño del detergente.

En 1913 un aleman llamado Otto Roohm observó que una enzima extraída del pancreas de animales era capaz de digerir proteínas y que podía optimizar el proceso de lavado de ropa. A mediados del siglo XX comenzó la producción masiva de enzimas provenientes de bacterias en fermentadores, que fueron aplicadas en los detergentes enzimaticos. Las enzimas usadas en los detergentes de lavado de ropa actúan sobre los materiales que constituyen las manchas, facilitando la remoción de estos materiales y de forma mas efectiva que los detergentes convencionales.

Los detergentes enzimaticos son utilizados no sólo en el lavado de ropa sino también en las siguientes actividades

• Lavado de vajilla: proteasas y amilasas son las enzimas que han encontrado mayor aplicación en estos detergentes.

• Industria textil: la producción de jeans prelavados involucra el tratamiento de las ropas con amilasas, en un proceso conocido como biolavado, o bioblanqueado o prelavado.

• Óptica y medicina: las enzimas se usan en las formulaciones ópticas para la limpieza de lentes de contacto o en formulaciones médicas para limpieza de instrumental quirúrgico o de diagnóstico.

Las formas de presentación pueden ser líquida, granular o en spray. Contienen surfactantes,los cuales disminuyen la tensión superficial y permiten una mayor penetración en la superficie. Los surfactantes se pueden clasificar como aniónicos, no iónicos, catiónicos y anfotéricos basados en la carga eléctrica. Suelen contener sales inorganicas como constituyentes, para mantener un pH y combinarse con calcio y otros minerales en aguas duras que interfieren con la limpieza. La principal diferencia con los jabones se encuentra en los grupos polares, en los jabones es el grupo carboxilato (O=C-O-Na) en cambio en los detergentes es el grupo SO3 Na.

Se clasifican en

Aniónicos: tienen carga negativa y son económicos, ademas pueden ser un poco irritantes, es común encontrarlos en los champuses. Al grupo de los detergentes aniónicos pertenecen los jabones, las sales de sodio y de potasio de los acidos grasos mas grandes, alquilsulfatos como lauril-sulfato sódico, y los alquilbencenosulfonatos. Éstos son los mas utilizados a nivel doméstico.

Catiónicos: El grupo de los detergentes catiónicos esta constituido por compuestos de amonio cuaternario. Son compuestos cuyas moléculas en disolución se disocian, quedando el grupo activo cargado positivamente (catión), utilizandose mayoritariamente en los suavizantes para la ropa. Éstos tienen propiedades desinfectantes, aunque no lavan tan bien.

No iónicos: no poseen carga, se emplean como auxiliares de los tensoactivos en general y son muy buenos emulsionantes y desengrasantes. El grupo de los detergentes no iónico incluye poliéteres y ésteres de poliglicerol. Alguno de estos compuestos posee actividad antibacteriana. Son empleados con frecuencia para vajillas, no forman mucha espuma.

La etoxilación es un proceso químico en el cual óxido de etileno (Nombre IUPAC -epoxietano) es añadido a alcoholes grasos en orden de hacerlos mas solubles en el agua. Un ejemploes la etoxilación del alcohol laurico con 7 mol óxido de ethyleno qué resulta en lauril alcohol etoxilado (7) un detergente y surfactante ampliamente usado como agente activo en lava ropa en polvo y líquido. La etoxilación de los alcoholes grasos y los alquil-fenoles tienen lugar bajo presión y calentamiento y con catalisis basica. Da lugar a mezclas de compuestos con distintas longitudes de cadena de polietilenglicol. Ademas, suelen quedar impurezas de alcohol o alquil-fenol sin reaccionar.

Diferencias y similitudes entre jabones y detergentes

Jabones |Detergentes |
|Diferencias |Es una sustancia. |Mezcla de muchas sustancias. |

Se preparan por medio de una reacción química llamada |Es un producto sintético normalmente derivado del |
saponificación de aceites y grasas. |petróleo. |

La acción limpiadora del jabón reside en la facultad que
tiene la cola hidrocarbonada de la molécula de jabón de |La acción limpiadora del jabón reside en la eliminación |
disolver las gotitas de grasa insolubles en agua. |física y la modificación química de las manchas por |
|hidrólisis o por oxidación (blanqueo), lo cual tiene como |
|resultado su disolución, y/o decoloración respectivamente. |

Es la sal alcalina (generalmente de sodio o potasio) de |Son compuestos de sodio del sulfonato de benceno |
un acido graso de cadena larga. |substituido, denominados sulfatos lineales de alquilos. |


Son inefectivos para la limpieza en agua dura (agua que |Son solubles en agua y las sales sódicas de estos |
contiene sales de metales pesados, especialmente hierro y|materiales, conocidas como detergentes (agentes |
calcio), éstos precipitan en forma de sales insolubles |limpiadores), son efectivas incluso en aguas duras. |
| costra de las bañeras).

Puede dejar residuos.
|No deja residuos. |
|Similitudes |Tienen propiedades que sirven para limpiar. |
|
Componente activo similar: su molécula tiene una larga cadena que es lipófila (afín a las sustancias grasas) y repele|
el agua (hidrófoba o no polar), y otra que es hidrófila (afín al agua) o polar. |
|
Poseen enzimas que optimizan el proceso de limpieza. |
|
Contienen diferentes aditivos para satisfacer la demanda de los consumidores. |
|
Son biodegradables (hasta cierto punto) |

Bibliografía

https://ciencianet.com/detergente.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Saponificaci%C3%B3n

https://www.innatia.com/s/c-quimica-jabon/a-indice-de-saponificacion.html

https://www.porquebiotecnologia.com.ar/educacion/cuaderno/ec_73.asp?cuaderno=73

https://es.wikipedia.org/wiki/Etoxilaci%C3%B3n