Objetivos
El objetivo de este laboratorio es fabricar jabón de lejía mediante la reacción de saponificación.
La fabricación de jabón ha permanecido inalterada a lo largo de los siglos. La antigua tradición romana consistía en mezclar agua de lluvia, potasa y sebo animal (grasa de vacuno o de cordero). La fabricación de jabón era un proceso largo y arduo. Primero había que fundir la grasa (derretida y filtrada). A continuación, se añadía la solución de potasa. Como el agua y el aceite no se mezclan, había que remover continuamente esta mezcla y calentarla lo suficiente para mantener la grasa derretida. Poco a poco, entre la grasa y el hidróxido se producía una reacción química llamada saponificación que daba lugar a un jabón líquido. Cuando la grasa y el agua ya no se separaban, la mezcla se dejaba enfriar. En ese momento se añadía sal, como el cloruro de sodio, para separar el jabón del exceso de agua. El jabón subía a la superficie, se desnudaba y se colocaba en moldes de madera para curarlo. Se envejecía durante muchos meses para permitir que la reacción se completara.
Todo el jabón se fabrica a partir de grasas y aceites, mezclados con soluciones alcalinas (básicas). Hay muchos tipos de grasas y aceites, tanto animales como vegetales. Las grasas suelen ser sólidas a temperatura ambiente, pero muchos aceites son líquidos a temperatura ambiente. Los aceites de cocina líquidos proceden del maíz, los cacahuetes, las aceitunas, la soja y muchas otras plantas. Para hacer jabón, se pueden utilizar todos los tipos de grasas y aceites, desde la manteca de cerdo hasta los exóticos aceites de plantas tropicales.
Reacciones de saponificación:
Procedimiento
Asegúrese de tener precaución al dispensar el NaOH 9 M. Si el producto químico entra en contacto con su piel, enjuague inmediatamente con agua durante un mínimo de quince minutos y notifique a su instructor.
Equipo de protección personal (EPP) necesario: gafas de seguridad, bata de laboratorio, zapatos cerrados
Materiales y equipo
Materiales: aceite de oliva caliente (precalentado por el instructor), solución de hidróxido de sodio 9 M, colorante alimentario, fragancias variadas, ácido esteárico
Equipamiento: vaso de precipitados alto de 250 mL, varilla de agitación de PLÁSTICO, pipetas de vidrio y bulbos de pipeta
- Su instructor tiene un vaso de precipitados de aceite de oliva, precalentado a 35°C, en el banco delantero. Vierte 10 ml del aceite caliente en un vaso de precipitados alto de 250 mL.
- Antes de comenzar la reacción, elige tu fragancia. Puede elegir una de las siguientes: caramelo de vacaciones, coco de la isla, yuzu, energía, lavanda, té blanco & jengibre, hierba recién cortada, plumeria, lila, leche de avena & miel, sándalo, relajante, madera de cedro, canela, amyris, vainilla.
- Añadir 1-2 gotas de la fragancia deseada, utilizando la pipeta que se proporciona en el banco delantero; no mezclar las fragancias.
- Añadir 3 ml de solución de hidróxido de sodio 9 M al vaso de precipitados. Esto es aproximadamente dos chorros de cuentagotas completos.
- Utilice la varilla agitadora de plástico para mezclar. Debes agitar durante 20-45 minutos; puedes optar por turnarte con tu compañero de laboratorio. La mezcla se volverá lentamente más suave y opaca; debería espesar hasta alcanzar una consistencia similar a la del pudín.
- Después de la aprobación de su instructor, añada 2-3 gotas del colorante alimentario deseado. Revuelve.
- Agrega una pizca (aproximadamente 1/8 de cucharadita) de ácido esteárico. Esto servirá como endurecedor para el jabón líquido. Remover.
- Verter en el molde elegido. Etiqueta con tus nombres y el número de la sección del laboratorio.
- Después de verter en el molde, el proceso continuará por sí solo. El jabón se calentará y se licuará de nuevo, luego se enfriará lentamente, se endurecerá y se secará. Por lo tanto, el jabón debe dejarse en reposo durante al menos 12 horas. Recogerás tu jabón terminado en el laboratorio la próxima semana.
Informe
Observaciones experimentales
Puedes hacer observaciones después de que el jabón se haya secado; se devolverá en la sección de laboratorio o en la conferencia.
- ¿Huele como cualquier jabón que hayas usado?
- Lávate las manos con tu jabón. Hace espuma como el jabón normal?
- ¿Limpia tus manos tan bien como el jabón normal? Explica.
- La reacción de saponificación se produce entre un ácido y una base, mostrada en la figura del procedimiento. En la reacción que has realizado, ¿cuál es el ácido y cuál es la base?
- La base utilizada en la reacción de saponificación debe contener siempre un ion hidróxido. Qué bases son las más utilizadas para esta reacción?
- Los productos de la reacción son glicerol y un jabón crudo. La fórmula química del jabón es \(\ce{CH3(CH2)14COO^- Na^+}\). Dibuja la estructura de ángulo rectilíneo.
- En la estructura anterior, rodea la porción de la molécula que es soluble en agua. ¿Por qué esta porción es soluble en agua?
- En la estructura anterior, recuadra la porción de la molécula que es soluble en grasa. ¿Por qué esta porción es soluble en grasa?
- En la estructura anterior, añade las interacciones con las moléculas de agua: ion positivo al dipolo de hidrógeno e ion negativo al dipolo de oxígeno.
- Durante la sección de laboratorio, ¿por qué la reacción de saponificación requirió el largo período de agitación?
- Después de la sección de laboratorio, ¿por qué el jabón tuvo que «curarse» en los moldes?
- ¿Crees que el tipo de grasa utilizada marcará la diferencia en el producto? Por qué sí o por qué no?
Ahora aclara bien tus manos por si acaso tu jabón contiene hidróxido de sodio sin reaccionar.
Preguntas