DETERGENTENOMES: Guilherme Cardoso da Silva, Maria Luiza Andrade Aquino e Mariana Gabriela de Oliveira TURMA: Química 3A – T2 DISCIPLINA: Laboratório de Processos Industriais BELO HORIZONTE 31 de março de 2011 DETERGENTE Relatório apresentado para avaliação na disciplina de Laboratório de Processo Industriais, do Curso Técnico de Química do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, ministrado sob orientação da professora Patrícia Procópio. BELO HORIZONTE 31 de março de 2011 I. Introdução A limpeza sempre foi muito importantre na vida dos seres humanos, mas sabe-se que a água sozinha não é capaz de dissolver todos os tipos de sujeira com os quais temos que lidar diariamente. Daí a importância de se obter uma substância capaz de mudar a composição da água e, dessa forma, conseguir uma limpeza mais eficaz. Tal substância é o detergente. Os detergentes são produzidos a partir de uma combinação de tensoativos aniônicos agindo como detergentes e tensoativos não-iônicos atuando como estabilizadores de espuma e espessantes. A principal matéria-prima usada na fabricação de detergentes é o dodecilbenzeno sulfônico linear (LAS). Outra matéria-prima importante são as alcanolamidas de ácidos graxos, que são tensoativos não-iônicos que apresentam a responsabilidade de desenvolver a viscosidade e a espuma. A viscosidade em um detergente líquido está ligada diretamente com a estética do mesmo. Para aumentar a viscosidade basta adicionar um eletrólito, como o cloreto de sódio, que fará com que ocorra um aumento da força iônica do meio, diminuindo a mobilidade das partículas. Entretanto, uma adição exagerada de eletrólito pode acarretar em uma diminuição drástica da solubilidade do tensoativo em água, o que desestabilizaria as micelas e quebraria a viscosidade do sistema. Provocaria ainda turvação e separação das fases existentes. II. Objetivos Preparar o detergente, analisando sua formulação e as propriedades que cada componente confere a ele. III.Materiais e equipamentos - Béquer 50mL, 100mL - Espátula de plástico - Pipetas de Pasteur - Proveta 10mL, 25mL, 1000mL - Recipientes de plástico 2 L, 5 L - Vidro de relógio - Balança analítica IV. Reagentes - Ácido Sulfônico - Soda Cáustica - Amida 60% - Cloreto de sódio - Corante (azul, violeta, verde) - Essência (limão, pequi, erva doce) - Água Destilada V. Procedimentos Tabela 01 – Formulação Substâncias Ácido sulfônico (LAS) Soda cáustica (solução 50%) Amida 60% (alcanolamida) Cloreto de sódio Corante Essência Água Porcentagem 7% +/- 1,5% 2,5% 0,5 a 1% Quantidade suficiente Quantidade suficiente Quantidade suficiente para completar 100% Para 2L 140 mL 20 mL 50 mL 15 g Aproximadamente 1800 mL • Colocar um pouco da água no recipiente plástico de 5 L, adicionar o ácido sulfônico e dissolvê-lo. • • Adicionar a solução de soda cáustica lentamente, até pH próximo a 6. Adicionar a amida e verificar o pH, que deve ser próximo a 7. Caso não esteja, acertá-lo utilizando o ácido sulfônico (pH muito alto) ou soda cáustica (pH muito baixo). • • Adicionar o cloreto de sódio, aos poucos, misturando bem. Adicionar o corante, a essência e completar com água até o volume final. V. Discussão O detergente foi produzido, nesta prática, a partir de ácido sulfônico, soda cáustica, alcanolamida (dietanolamida de ácido graxo de coco), cloreto de sódio, água, corante e essência. Como dito anteriormente, tal produto tem por finalidade conferir à água o poder de umedecer as superfícies, atrair as partículas de sujeira e removê-las. O ácido sulfônico, reagindo com a soda cáustica (figura 01), produz dodecilbenzeno sulfonato de sódio (LASNa), o tensoativo aniônico mais utilizado em detergentes, graças ao seu baixo custo de produção, sua excelência, agente emulsionante (emulsiona a sujeira), promotor de espuma e agente molhante. Ele apresenta uma elevada capacidade de remoção da gordura de constituição das mãos, são muito resistentes a presença de sais de cálcio e magnésio, razão pela qual podem ser utilizados em águas duras (com elevado teor de sais de Ca+2 e Mg+2) e, além disso, são compostos biodegradáveis. C12H25 SO3 + NaOH C12H25 SO3-Na+ + H2O Figura 01. Reação de obtenção do tensoativo aniônico LASNa Como observado na figura 02, tal tensoativo promove a formação de micelas, nas quais a extremidade apolar do tensoativo fica voltada para o centro, interagindo com a gordura – sujeira – (substâncias hidrofóbicas) enquanto a extremidade polar para fora (interagindo com a água), promovendo, então, o deslocamento das partículas de natureza lipofílica para o interior das micelas e a estabilização das mesmas de modo a mantê-las em suspensão, evitando que a sujeira volte a depositar-se sobre a superfície que está sendo limpa. Parte polar - hidrofílica Parte apolar - hidrofóbica Figura 02. Representações esquemáticas do tensoativo e da micela Observou-se que associação de alguns tensoativos (aniônicos, catiônicos ou não iônicos) melhora o poder de limpeza do detergente e aumenta sua suavidade. Dessa forma, a dietanolamida de ácido graxo de coco, um tensoativo não iônico, faz parte da formulação do detergente, visto que aumenta sua viscosidade; atua como estabilizador de espuma, sobrengordurantes e solubilizantes de óleos e essências adicionadas ao produto. O conjunto das interações intermoleculares estabelecidas entre a água, o ar e entre os tensoativos (dodecilbenzeno sulfonato de sódio e a dietanolamida de ácido graxo de coco) resulta na formação da espuma: os tensoativos retem os gases do ar, como observado na figura 03. Figura 03. Representação esquemática da espuma O cloreto de sódio (NaCl) confere ao detergente maior viscosidade, uma característica comercial importante, pois está intimamente ligada à ideia de rendimento e diminuição do desperdício durante o uso. O NaCl aumenta a força iônica do meio, diminuindo a solubilidade do tensoativo aniônico, promovendo uma reorganização do sistema: os íons interagem com a água e com as micelas, formando uma espécie de enlaçamento que dificulta a mobilidade das moléculas, como observado na figura 04. Moléculas de água Micelas Figura 04. Representação esquemática da ação do NaCl como espessante Dentre as propriedades do detergente, o pH neutro é uma das principais, pois o produto é utilizado em contato direto com a pele, não podendo, assim, ser agressivo à esta. A correção do pH foi uma das principais dificuldades encontradas na prática, sendo necessário adicionar maiores quantidades de ácido sulfônico, a fim de abaixar o pH, visto que este se encontrava alcalino (em torno de 10), em decorrência da presença de soda cáustica (solução 50%) e da alcanolamida (devido as aminas livres que a amida contém). VI. Conclusão É possível concluir que a fabricação do detergente é mais trabalhosa que a do desinfetante, visto que é necessário regular seu pH e sua viscosidade, para que não cause danos aos consumidores e nem gere idéias contrárias ao objetivo comercial do detergente, como, por exemplo, baixo rendimento. Comparando o detergente fabricado com os disponíveis no mercado, percebe-se que este é mais concentrado, com um maior poder de limpeza. IX. Referências bibliográficas MISIRLI, Gabriel Mustafá. Formulando detergente. H&C - HOUSEHOLD & COMÉRCIO, São Paulo. Seção Artigos Técnicos. Disponível em: http://www.freedom.inf.br/artigos_tecnicos/20020919/20020919_pg2.asp. Acesso em: 05 abr. 2011. Via Farma. Divisão Indústrias. Disponível em: http://www.viafarmanet.com.br/conteudo/industria2.asp?id=220&area=2 Acesso em: 04 abr. 2011 FERREIRA, H. H. J. Processos Industriais I – Prática. Belo Horizonte: Centro de Educação Tecnológica de Minas Gerais, revisão 2008.