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::. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO .::
XXI CONCURSO UNIVERSITARIO FERIA DE LAS CIENCIAS, LA TECNOLOGÍA Y LA INNOVACIÓN
CARÁTULA DE TRABAJO
QUÍMICA
ÁREA
LOCAL
CATEGORÍA
INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL
MODALIDAD
SÍNTESIS
DE JABÓN A PARTIR DE ACEITE QUEMADO.
TÍTULO DEL TRABAJO
0369489
FOLIO DE INSCRIPCIÓN
JABÓN
QUEMADO
PSEUDÓNIMO DE INTEGRANTES
1 Resumen
Nuestro principal objetivo es, que a partir del aceite quemado de la cafetería de
nuestra preparatoria (el cual se tiene almacenado), y por medio de una reacción
de saponificación podamos preparar jabón el cual podría ser utilizado en la misma
preparatoria para la limpieza del laboratorio.
Esta investigación experimental está enfocada en determinar las condiciones
ideales para obtener un jabón de una calidad aceptable.
La obtención de Jabón por medio de este método resulto exitosa aunque el jabón
obtenido no tiene el mejor de los aspectos y es de baja calidad.
Introducción.
Lípidos
Los lípidos se definen como substancias, que son insolubles en agua y pueden ser
extraídas de las células con solventes orgánicos de polaridad baja, tales como el
éter y el cloroformo. Los lípidos pueden comprender a muchos tipos de sustancias,
por ejemplo los terpenos y los esteroides, en particular nos interesan los lípidos
llamados grasas.
Las grasas constituyen las reservas más importantes de energía que tiene el
organismo, teniendo las grasas vegetales y las grasas animales, las grasas
liquidas se les conoce comúnmente como aceites.
Desde el punto de vista químico las grasas son esteres carboxílicos (Fig. 1) que se
derivan de un solo alcohol, el glicerol, y se les conoce comúnmente como
glicéridos y más específicamente se tratan de los triacilglicéroles (1).
H2C O C R'
O
HC O C R'
O
H2C O C R'
O
Fig.1 Estructura química de un triacilglicerol.
Aunque sintetizamos grasas en nuestros propios organismos, también lo
obtenemos de nuestros alimentos con grasas sintetizadas en plantas y otros
2 animales; ellas contribuyen una de las tres clases principales de alimentos, entre
los carbohidratos y las proteínas. Las grasas se utilizan en grandes cantidades
como materias primas para muchos procesos industriales como pueden ser la
síntesis de jabón y la obtención de detergentes.
Ester
Los esteres son un grupo funcional compuesto que tienen como formula general
RCOOR’, en donde R y R’ son cadenas derivadas de algún hidrocarburo.
Los esteres se pueden obtener a partir de la reacción de condensación entre
ácidos carboxílicos y alcoholes, conocida como esterificación (2) (Fig.2):
O
C
R
OH
ácido carboxilico
+
H2
C
O
H3O
R
HO
R'
alcohol
C
O
ester
H2
C
R'
Figura 2. Reacción de esterificación.
Hidrólisis de grasas. Síntesis de jabón.
La obtención de jabón es un proceso químico muy antiguo, desde las tribus
germanas de César hasta la actualidad se realiza la misma reacción conocida en
la actualidad como hidrólisis de glicéridos o reacción de saponificación. Esta
produce sales de ácidos carboxílicos y glicerol (3).
La reacción de saponificación se realiza al mezclar una grasa en una solución
alcalina, comúnmente una solución de hidróxido de sodio, obteniendo como
productos principales las sales del acido carboxílico correspondiente y el glicerol
(Fig. 3).
H2C O C R'
O
HC O C R'
O
H2C O C R'
O
Glicérido
NaOH
H2C OH
Na O C R'
HC OH
O
Na O C R'
H2C OH
Glicerol
+
O
Na O C R'
O
Jabón
3 Figura 3. Reacción de saponificación.
El oxigeno introduce su carga negativa, expulsando el ion metoxi. Mecanismo de la reacción.
O
R
C
O Na
O
R'
R
OH
C
OH
O
R'
Ataque de la carga negativa del anión hidroxilo en el carbono del grupo carbonilo, con polarización del doble enlace hacia el oxigeno. O
R
C
O Na
HO
O Na
R'
R
C
O
OH
Protonación del ion metoxi por medio del hidrogeno ácido. La base o álcali es fundamental para que se produzca esa reacción, pero hay que
tener en cuenta que por sí solo es un compuesto muy peligroso, cuyo manejo
implica tomar una serie de precauciones muy importantes para manipularlo con
seguridad. Esto no significa que la saponificación sea un proceso terriblemente
peligroso, sino más bien muy delicado de realizar: Así, por ejemplo, si en la
reacción anterior hay un exceso de sosa, el producto resultante será una masa
cáustica inservible; mientras que si por el contrario, la cantidad de sosa es
insuficiente, el producto resultante será una mezcla grumosa de aceites, que en
nada se parecerá tampoco al jabón.
El jabón corriente actual es simplemente una mezcla de sales sódicas de ácidos
grasos de cadenas largas. Es una mezcla por que la grasa de donde se obtiene es
una mezcla de grasas. El jabón puede variar en su composición y su método de
4 R'
obtención, por ejemplo si se utiliza hidróxido de potasio se obtiene el lo que se
conoce como jabón blando.
Objetivos
Obtener jabón a partir de aceite quemado por medio de una reacción de
saponificación.
Encontrar las condiciones idóneas para la obtención de un jabón de buena calidad
Problema: Se busca encontrar un uso alterno para el aceite usado por la cafetería
escolar.
Hipótesis:
Si al aceite quemado le realizamos una reacción de saponificación obtendremos
jabón para su uso normal, debido a que existe una cierta cantidad de glicéridos sin
descomponerse en este aceite.
Desarrollo
Material y reactivos
Tabla 1.
Material
Agitador de vidrio
Vasos de
precipitado de
500mL
Vasos de
precipitado de
200mL
Vasos de
precipitado de
100mL
Vasos de
precipitado de 50mL
Mechero de bunsen
Anillo metálico
Recipiente de baño
maría
Soporte universal
Tela de asbesto
Molde
2
2
Reactivos
Hidróxido de sodio
Etanol
Frasco
1L
2
Aceite quemado
2L
2
2
1
1
1
1
1
1
5 Procedimiento
1. En un vaso de precipitados de 150ml se mezclan 20 gramos de hidróxido de
sodio con etanol en una concentración del 30% m/m (es decir 46.66 gramos de
etanol).
2. Se pesan 20 gramos del aceite que se quiere reusar.
3. Se calienta la solución de NaOH por medio de calentamiento indirecto, por
convección térmica del medio agua hasta el punto de ebullición mientras se
revuelve hasta disolver el sólido completamente.
6 4. Se agrega el aceite a la solución caliente en el mismo envase y se mezcla
hasta tener una solución homogenea sin extraerlo del calor del agua.
5. Pasado aproximadamente un minuto, se vierte al molde antes de su
solidificación.
7 Procedimiento:
NaOH + C2H6O Hidróxido de Sodio -­‐> 20 Gramos + Concentración 30% m/m <-­‐ Etanol 46.66 Gramos Se calienta hasta su punto de ebullición Se revuelve hasta disolver completamente Se agregan 20 gramos de Aceite Se mezclan hasta obtener una solución homogenea. Se calienta por aproximadamente un minuto. Se vierte en un molde Debe completarse antes de la solidificación de la solución. Se deja enfriar y neutralizarse (espera de 24 horas). 8 Resultados: Obtuvimos a través de este experimento un cuerpo sólido de color café claro que se disuelve con el agua formando burbujas lo que nos comprueba la formación de sales de ácidos carboxilicos. Este jabón resulta ser de baja calidad debido a que sigue teniendo aceite y al paso de 72 horas al revisarlo se vio un jabón extremadamente seco a tal grado que su estructura quedó fragil y podría ser usado como jabón en polvo. Por lo tanto hemos obtenido jabón a partir de aceite usado para freir por nuestra cafetería escolar. Conclusiones: Se logro a partir de aceite quemado obtener jabón de baja calidad por medio de una reacción de saponificación (hidrólisis de gases) comprobado que detro de la estructura del aceite se encuentran gliceridos que siguen sin decomponerse. Por lo tanto sui se mejoran las condiciones de la reacción podríamos obtener un jabón utilizable dentro de nuestra institución fortaleciendo así nuestras ideales con enfoque ecológico. Convertimos un químico potencialmente peligroso para el medio ambiente en un compuesto con un uso beneficial para la escuela. Bibliografía: (1) Bailey, Philip S., Bailey, Christina A. (1998) Quimica Organica. Pearson. (2) Morrison, Robert T., Boyd, Robert N. (1976) Quimica Organica. Fondo educativo interamericano. (3) Graham, Solomons (2004) fundamentos de quimica organica. Mexico. Limusa. 9