Síntesis de Jabones Exóticos

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Un jabón es una molécula química especial: un extremo de su estructura es polar, hidrófilo y se disuelve en agua, y el otro, es no polar, lipofilo, y se disuelve en un solvente no polar, este comportamiento de solubilidad dual, confiere a los jabones y detergentes su poder limpiador. El jabón corriente es una mezcla de sales sódicas de ácidos grasos de cadenas largas.

Podría pensarse que estas sales son solubles en agua y de hecho se pueden preparar “soluciones jabonosas”. Sin embargo, no se trata de soluciones verdaderas, en las cuales las moléculas de soluto se desplazan libre e independientemente, solvatadas por moléculas de solvente; lo que ocurre es que el jabón se dispersa en grupos esféricos llamados micelas. Cada micela puede contener centenares de moléculas de jabón. Una molécula de jabón tiene un extremo polar, -COO-Na+, y otro no polar, la cadena larga con 12 a 18 carbonos. El extremo polar, es soluble en agua y se dice que es hidrófilo. El extremo no polar, es hidrófobo o lipofilo, soluble en solventes no polares como el aceite y las grasas. Este tipo de moléculas se llama anfipática: tiene extremos polares y no polares y además es suficientemente grande como para que cada extremo tenga su propio comportamiento de solubilidad.

Las largas cadenas carbonadas, se agrupan alrededor de una gota de grasa, con sus extremos insolubles en agua orientados hacia dentro y sus extremos cargados orientados hacia afuera, hacia el agua. La repulsión entre cargas similares mantiene dispersas a las micelas entre si, con lo que se forma una emulsión estable de aceite y agua, que puede separarse de3 la superficie que se esta lavando. La gotita (micela) que contiene al aceite, pasa a la solución de lavado y se elimina al enjuagar. Esta propiedad de emulsionar y por lo tanto de limpiar, la comparten otras moléculas anfipática, además de las sales de los ácidos carboxílicos o jabones. En la actualidad la mayoría de las personas compran jabones y detergentes comerciales, pero en el siglo XIX, la gente preparaba su propio jabón a partir de lejía (hidróxido de sodio, NaOH) y grasa animal (manteca o sebo de cerdo, oveja, cabra, etc.)

PARTE EXPERIMENTAL

- El estudiante deberá traer al laboratorio 40 g de la fuente de grasa, la cual seleccionara de la tabla N°1.

- Disuelve 20 g de NaOH en 160 ml de una mezcla 50:50 de agua-etanol al 95%. Precaución: La solución de NaOH es corrosiva y muy peligrosa para los ojos, en especial, y piel. Trabaja bajo campana de extracción de gases y utiliza los lentes de seguridad.

- En un vaso de precipitado de 250 ml, mezcle los 40 g de la grasa que hayas seleccionado, con la solución alcalina.

- Sumerge el vaso de precipitado de 250 ml en un vaso de mayor tamaño que contenga agua hirviente, durante 45 minutos-1 hora. Las paredes de los vasos no deben estar en contacto y el nivel de la mezcla debe quedar cubierto por el baño de maría. Ver figura N°1.

- Agite el contenido de la mezcla durante el periodo de calentamiento y añade 40 ml adicionales de la solución de agua-etanol, después de unos 30 minutos o cuando la mezcla se endurezca excesivamente. La reacción habrá llegado a completación cuando desaparezcan las gotitas de la grasa en la mezcla.

- Si el vaso se llena de espuma, retírelo del fuego unos minutos hasta que esta descienda.

- Vierta la mezcla saponificada sobre 400 ml de una solución acuosa fría de NaCl al 25 % p/p. Agite vigorosamente 6 y deja enfriar hasta alcanzar la temperatura ambiente.

- Separe el jabón precipitado por filtración al vacio y lávelo con varias porciones de acido acético diluido al 5% frio y agua fría. Mida el pH del líquido y observe si este disminuye a medida que aumenta el número de lavados. Ajustar el pH hasta que llegue a un valor de 7 a 6.

- Repitiendo el proceso de salado o adición de la solución de cloruro de sodio, y dejando reposar por unas 12 horas, puede mejorarse la calidad del jabón.

- Deje secar al aire el jabón solido obtenido por una semana o séquelo en estufa a 50°C por unos 8 días.

- Observa y anota la textura, solubilidad en agua, color y olor del jabón obtenido.

Observaciones:

- En el caso de que no precipite suficiente jabón (sales carboxilato), emplear NaCl puro.

- Las soluciones de NaCl y acido acético deben ser enfriadas en baño agua-hielo (también el agua destilada para los lavados).

- Traer un recipiente que sirva de molde para el jabón; puede ser: plástico si se va a secar al aire ó metálico si se va a emplear horno. Se sugieren los recipientes para cereales de los yogurts que traen cereal y latas de sardinas ó patés.

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Figura N°1

Tabla N°1. Fuentes de grasa y características de los jabones obtenidos.

Fuente de Grasa/color

Color del Jabón

Textura

Olor Similar a…

Mantequilla (amarillo)

Beige

Blanco

Duro, semejante a la cera

Cera

Mantequilla de maní (marrón claro)

Crema

Suave

Maní quemado

Aceite de maní (amarillo claro)

Blanco

Escamoso

Harina de avena

Aceite de girasol (amarillo)

Rosa melón

Blanco

Suave, cremoso

Masa de pan

Aceite de nueces (marrón)

Crema

Beige

Suave, cremoso

Aceitoso

Aceite de ajo