JABONES Y DETERGENTES (PARTE II)

Objetivo:

• Realizar el estudio comparativo de algunas de las propiedades de jabones y detergentes.

Materiales:

• vasos de bohemia
• Tubos de ensayo
• Agua
• Aceite
• Cloruro de calcio
• Azufre
• Bióxido de manganeso
• Papel filtro

Fundamento teórico:

   Acción emulsionante

El Jabón y el Detergente están compuestos por moléculas que poseen una parte hidrofílica que es atraída por las moléculas de agua al mismo tiempo que repelen las moléculas de hidrocarburos, aceites y grasas, y la otra parte hidrofóbica que es repelida por el agua pero es atraída por las moléculas del mismo tipo que repelen el agua. A medida de que se agregan el jabón o el detergente se forman micelas en donde la porción hidrocarbonada se sitúa en el interior para protegerse de las repulsiones de las moléculas de agua, a la vez que las cabezas hidrofílicas forman la superficie de la micela, quedando expuestas a las fuertes interacciones de las moléculas de agua, las cargas negativas de la superficie son las responsables de las repulsiones que están experimentan entre sí. Al ponerse en contacto con el aceite, las micelas se rompen, y las porciones hidrofóbicas de las moléculas de jabón o detergente que ocupaban el interior de las micelas se entremezclan con las moléculas compatibles del aceite mientras que la parte hidrolifila permanece en contacto con el agua mediante la agitación adecuada las micelas se vuelven a formar encapsulando el aceite, formando así una emulsión. Al trabajar con el jabón estas micelas desaparecen ya que la parte hidrosoluble del jabón se disolvió en el agua mientras que la parte liposoluble del jabón se disolvió en el aceite, mientras que por su parte el detergente necesitan del lavado para eliminar la emulsión.

Efecto sobre la tensión superficial

En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris), desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido.

Detergente

El detergente es un producto químico que, disuelto o disperso en el agua o en otros disolventes, tiene la propiedad de modificar profundamente la tensión superficial, con lo que la solución o la dispersión adquieren la capacidad humectante y emulsionante necesaria para producir el efecto limpiador que confiere a estos productos su aplicación práctica.

PROCEDIMIENTO Y OBSERVACIONES:

Estudio comparativo de propiedades:

1)      Colocamos un trozo del jabón obtenido en un vaso de bohemia, luego le agregamos agua hasta los 50 mL y agitamos la mezcla.

 2)      En otro vaso de bohemia colocamos agua hasta los 40 mL y le agregamos 10mL del detergente obtenido.

Acción embulsionante 

1. Colocamos en un tubo de ensayo 2 mL de agua y cinco gotas de aceite, en este caso obtuvimos como resultado un sistema heterogéneo.  

2. Colocamos en otro tubo de ensayo 2 mL de agua jabonosa y cinco gotas de aceite, en este caso obtuvimos como resultado un sistema homogéneo.

3. Repetimos el procedimiento anterior pero las sustancias que mezclamos fue el detergente con las cinco gotas de aceite, como resultado obtuvimos un sistema heterogéneo.

Efecto de Ión calcio

Colocamos en dos tubos de ensayos detergente y solución jabonosa, agitamos hasta formar espuma y luego le agregamos cloruro de calcio:

1. En el caso de la solución jabonosa: al mezclar las sustancias apareció un precipitado blanco.

2. En el caso del detergente: al mezclar las sustancias no ocurrió ningún cambio visible.

Efecto sobre la tensión superficial

Colocamos 40 mL de agua en un vaso de bohemia, luego le espolvoreamos azufre sobre la superficie. Repetimos el procedimiento pero utilizando solución jabonosa y detergente.


1. Cuando espolvoreamos el azufre sobre el agua, se formó un tensión superficial prohibiendo así el paso de la sustancia quedando en la superficie del agua 

2. En el caso del detergente, vimos que es azufre se deposita en el fondo del vaso de bohemia, por lo tanto la tensión superficial en éste caso es menor que en el caso anterior.

3. En el caso del agua jabonosa, el azufre tarda un poco en descender al fondo del vaso de bohemia , por lo tanto la tensión superficial podríamos decir que esta en un punto medio, porque desciende pero no tan rápido como en el caso del detergente.

• Colocamos en un recipiente de mayor capacidad agua y repetimos el procedimiento espolvoreándole azufre, vimos que aparece una tensión superficial. agregamos con una varilla de vidrio un poquito de detergente en uno de los bordes del recipiente tocando el agua, y vimos que ésto produce un efecto y altera la tensión superficial haciéndola más débil, generando que el azufre descienda de a poco al fondo del recipiente.
  

Poder detergente

Colocamos en tres vasos de bohemia nuevamente agua, agua jabonosa y detergente, luego le agregamos bióxido de manganeso y agitamos.

1. En el caso del agua, la tensión superficial es débil, ya que el bióxido de manganeso desciende rápido de la superficie del agua, dando como resultado un sistema heterogéneo.  

2. En el caso del agua jabonosa, se formo un sistema homogéneo ya que se puede distinguir una sola fase. 

3. En el caso del detergente, se formo un sistema homogéneo, ya que el bióxido de manganeso desciende y al agitar la solución que de color negra sin poder distinguir el agua.

• Luego de haber hecho el procedimiento anterior, utilizamos los resultados de cada mezcla, es decir el agua con el bióxido de manganeso, el agua jabonosa con el bióxido de manganeso y el detergente con el bióxido de manganeso, y los filtramos.

1. En el caso del agua hay una separación completas de las fases, las partículas de bióxido de manganeso quedan en el filtro y deja pasar el agua limpia.
2. en el caso del agua jabonosa, el bióxido de manganeso traspasa el filtro, por lo tanto no hay una separación de fases.
3. En el caso del detergente, pasa lo mismo el bióxido de manganeso traspasa el filtro y por ende no hay separación de fases. 

Cuestionario:

1) Composición porcentual de ácidos grasos presentes en el aceite de coco

El Aceite de Coco se compone casi al 90% de grasas saturadas, la mayoría de ellas los beneficiosos Ácidos Grasos de Cadena Media (MCFA – Medium Chain Fatty Acids). De estos ácidos grasos, aproximadamente el 45% es ácido laúrico. El único alimento natural que contiene más ácido laúrico que el Aceite de Coco es la leche materna. Otros ácidos grasos presentes en el Aceite de Coco son el palmítico, el esteárico y el mirístico. El ácido oléico está presente con valores inferiores al 6%.El Aceite de Coco se encuentra de manera líquida a partir de los 25 grados centígrados de temperatura. Por debajo de esa temperatura tiende a solidificarse con mayor intensidad a más baja temperatura. Las propiedades del Aceite de Coco no se alteran al pasar del estado sólido a líquido ni viceversa. Su coloración es blanca en estado sólido y transparente ligeramente amarillenta en estado líquido. Su acidez está por debajo del 2%.

2) Ecuaciones químicas correspondientes a la formación del jabón y a la formación del detergente

JABÓN

DETERGENTE



3) Acción detersiva (emulsionante y tensoactiva) del jabón y del detergente.

El jabón generalmente es el resultado de la reacción química entre un álcali (generalmente hidróxido de sodio o de potasio) y algún ácido graso; esta reacción se denomina saponificación. El ácido graso puede ser, por ejemplo, la manteca de cerdo o el aceite de coco. El jabón es soluble en agua y, por sus propiedades detersivas, sirve comúnmente para lavar.

Detergentes son las sustancias que tienen la propiedad química de disolver la suciedad o las impurezas de un objeto sin corroerlo. Se entiende por detergentes únicamente a las sustancias que disuelven las grasas o la materia orgánica gracias a su tensoactividad.

4) ¿Qué entiendes por agua dura?

En química, se conoce como agua dura a aquellas que poseen una dureza superior a 120 mg de CaCO3 por litro, o lo que es lo mismo, que contiene una gran cantidad de minerales, particularmente sales de magnesio y calcio. A esta agua también se las conoce con el nombre de calcáreas.

Este tipo de aguas dificulta la limpieza, debido precisamente a la presencia de sales de calcio, magnesio e incluso de hierro, por lo que el grado de dureza del agua es directamente proporcional a la concentración de las ya mencionadas, sales metálicas.
El agua dura es fácilmente reconocible, ya que no producen espuma en los jabones, formando incluso un residuo gris con el uso del jabón, que en muchas ocasiones puede llegar a alterar los colores de ropas, calderos, grifos, y a la hora de beber, también puede detectarse un cierto sabor desagradable.

JABONES Y DETERGENTES

Objetivo:

Obtener un jabón y un detergente.

Materiales:

• Vasos de bohemia de 50 mL
• Probeta de 10 mL
• Soporte
• Gradilla
• Pinzas
• Varilla de vidrio
• Espátula
• Cuenta gotas
• Mechero
• Embudo
• Papel de filtro
• Papel pH

Sustancias:

• Aceite de coco
• Solución hidroalcohólica de NaOH
• Soluciones: a) NaOH 6 M

                          b) Cloruro de calcio 1%

                          c) Urea 40%

                          d) Sulfato de amonio 40%

                          e) Hipoclorito de sodio

• Azufre en polvo 
• Bióxido de manganeso
• Agua
• Ácido bencenosulfónico 

Obtención del jabón

1. Medimos 13 mL de solución hidroalcohólica de NaOH en la probeta. Luego lo pasamos al vaso de bohemia. 

2. Calentamos suavemente la solución hasta entibiar.

3. Medimos 25 mL de aceite de coco y agregamos lentamente en el vaso de bohemia junto con la solución hidroalcohólica con agitación continua. 

4. Seguimos calentando con la llama baja (retirando el mechero cada vez que llegue a su punto de ebullición y suba la espuma) y agitando continuamente hasta la formación de una pasta.

5. Retiramos el mechero y sacamos el jabón con una espátula. Posteriormente lo colocamos en un molde y lo dejamos secar. 

Obtención de un detergente

1. Colocamos 10 mL de acido sulfonico en un vaso de bohemia

2. Neutralizamos agregando gota a gota el hidroxido de sodio 6 M con continua agitacion 

3. Medir el pH y de ser necesario agregar mas hidróxido de sodio hasta lograr pH entre 6 y 7. 

4. Adicionamos dos gotas de hipoclorito de sodio como blanqueador.

5. Incorporamos 5 mL de urea como solubilizante.

6. agregamos 15 mL de agua.

7. Agregamos 2 mL de sulfato de amonio como espesante, sin dejar de mezclar. Dejamos reposar y ya esta listo el detergente. 

                       

PROTEÍNAS ll (Diálisis)

Objetivo:

Verificar si funciona el dializador y ver si las proteínas pasan al agua destilada

Materiales:

• Vaso de bohemia
• Dializador
• Tubos de ensayos
• Gradilla
• Gelatina
• Agua destilada
• Agua sin destilar
• Hidróxido de Sodio al 10%
• Sulfato Cúprico al 1%
• Ácido nítrico concentrado
• Mechero
• Soporte

Fundamento teórico:

Diálisis:

Diálisis es la separación de dos o más sustancias mediante una membrana porosa en agua, la cual divide las sustancias cristalizables de las que no pueden efectuar dicho proceso. el aparato empleado para esta operación se llama dializador, y consiste simplemente en un tambor cilíndrico con una hoja de pergamino tirante en el fondo, que se coloca sobre un recipiente con agua.

Procedimiento:

1. Colocamos en un vaso de bohemia 50mL de agua no destilada y una cucharadita de gelatina. Lo colocamos en el soporte y encendemos el mechero, calentamos hasta lograr la disolución de la gelatina.
   

2. Dejamos enfriar la sustancia formada de gelatina y la colocamos en el dializador. Este a su vez, va ubicado dentro de un nuevo vaso de bohemia con agua destilada, y dejamos reposando unos minutos

3. Tomamos la muestra de la sustancia del interior del dializador y la colocamos en 2 tubos de ensayo. Luego a uno de los tubos le agregamos 20 gotas de NaOH y 2 gotas de CuSO4.

El resultado obtenido fue positivo (violeta). Por esto sabemos que la sustancia en el interior del dializador posee proteínas.

4. En el segundo tubo de ensayo agregamos 2 cotas de AgNO3. 

El resultado obtenido fue positivo, aparece un precipitado blanco, porque la plata (Ag) reacciona con el cloro (Cl) y produce el AgCl que es blanco.

5. En dos nuevos tubos de ensayo colocamos la muestra de la solución (gelatina disuelta) la muestra del exterior y realizamos el ensayo de Biuret y de AgNO3.

Ensayo de Biuret

El resultado obtenido dio negativo (azul), por lo tanto no hay parecencia de proteínas.

Ensayo de AgNO3

El resultado obtenido dio positivo (blanco), ocurrió lo mismo que con la sustancia del interior del dializador.

Conclusiones:

Por lo tanto sabemos por este ensayo (ensayo de AgNO)  que hay Cl, tanto dentro como fuera del dializador. y por ende sabemos que el dializador no permitió que las proteínas que estaban en su interior traspasen la membrana.

PROTEÍNAS I

Objetivo: 

Extraer la caseína de la leche y reconocer su naturaleza proteica.

Materiales y sustancias:

• Vaso de bohemia 
• Varilla de vidrio
• Mechero 
• Soporte
• Gradilla
• Tubos de ensayo
• Termómetro
• Papel de filtro
• Leche en polvo
• Ácido etanoico 2,0 M
• Hidróxido de sodio al 10%
• Sulfato cúprico al 1%
• Ácido nítrico concentrado

Fundamento teórico:

La leche es:

• Una embulsión de materia grasa en un medio acuoso
• Una suspensión de materia proteica en un medio acuoso
• Una solución acuosa de sales minerales y lactosa

Contiene ademas cantidades menores de lectina, vitaminas, enzimas, nucleótidos, y gases disueltos. La composición es variable según la especie considerada.

La leche contiene componentes proteicos como:

• Caseína: complejo de proteínas fosforadas. constituye el 80% del total de los compuestos nitrogenados.
• Proteínas del lactosuero: albúminas y globulinas. Se insolubilizan por accion del calor antes de los 100ºC
• Proteosas-peptonas: glicoproteínas poco abundantes en la leche

La caseina es una proteína  de carácter ácido debido a su elevada proporción de aminoácidos ácidos (PI=4,6).

La caseína humana es mas rica en cistina y en glúcidos que la caseína de la vaca, lo que la hace mas apropiada para el bebe. Reacciona con las bases formando caseinatos utilizados en la industria para la fabricación de colas y adhesivos. Tambien se utilizan en la industria textil.

La caseína precipita por accion de los ácidos. Esto puede ocurrir a través de la formación de ácido láctico por la acción bacteriana sobre la lactosa o mediante el agregado de un ácido hasta alcanzar el PH correspondiente a su PI. La precipitacion puede producirse por la acción enzimática de la quimiotripsina.

Fundamentos de los ensayos de caracterización:

Los ensayos de Biuret y Xantoproteico permiten determinar el caracter proteico de la caseína. Asi, mientras el ensayo de Biuret pone de manifiesto la presencia de enlases peptídicos, el xantoproteico identifica la presencia de restos aromaticos, en particular el grupo fenólico de la tirosina.

Diferencias entre Emulsión y Suspensión:

• Una emulsión es una mezcla de dos o más componentes inmiscibles (no se pueden disolver en forma espontánea), pero con la ayuda de un elemento adicional (tenso activo o detergente) es posible su unión.
• Una suspensión incluye un sólido insoluble en un líquido, que por medios especiales ( uso de los llamados agentes viscosantes o agentes estructurantes), permite, una vez agitado el envase que los contiene, mantener "suspendido" el sólido por un periodo prolongado.
• En una emulsión el soluto se encuentra dividido en macromoléculas que se pueden distinguir por su turbidez y movimiento.
• En una suspensión una sustancia se encuentra dispersa en forma transitoria mientras se agita.
• Una emulsión es cuando se unen parcialmente dos fases distintas no solubles.
• Una suspensión es cuando partículas no solubles están suspendidas en algún solvente.

Procedimiento:

Primera parte: extracción

1. Colocamos una cucharadita de leche en polvo en un vaso de bohemia y le agregamos 40 mL de agua 
   
2. Colocamos el vaso de bohemia en el soporte y lo calentamos con el mechero hasta llegar a los 40ºC. Agitando continuamente con la varilla de vidrio.
   

   

Al llegar a la temperatura correspondiente apagamos el mechero y continuamos agitando con la varilla de vidrio.

3. Agregamos a la sustancia ácido etanoico 2,0 M gota a gota agitando de forma continua hasta que se forme un sólido.

4. Separamos de la solución el sólido formado. Lo secamos con el papel absorbente.

5. Tomamos el sólido y lo dividimos en 2 porciones de aproximadamente 1cm3 y los colocamos en 2 tubos de ensayo.

Segunda parte: Caracterización 

1. Reacción de Biuret: para realizar este ensayo agregamos sobre la caseína que esta en uno de los tubos 20 gotas de NaOH al 10%. Luego agregamos 2 gotas de solución de CuSO4 al 1%. Como resultado pudimos ver que existen proteínas en la caseina de la leche. (color violeta positivo)

2. Reacción xantoproteica: para realizar este ensayo agregamos sobre la caseína del segundo tubo de ensayo 10 gotas de HNO3 concentrado.
Como resutado pudimos ver que la caseina de la leche presenta restos aromáticos. (color amarillo positivo)

Observaciones de los ensayos:

Realizamos el ensayo de Biuret y de xantoproteico con 5 sustancias distintas:

• En el ensayo de Biuret si el resultado es positivo quedara de color violeta, esto verifica la presencia de proteínas en la sustancia. De lo contrario quedara de otro color, verificando que es negativo.
• En el ensayo xantoproteico, si el resultado es positivo quedara de color amarillo verificando la presencia de restos aromáticos. Si esto no es así quedara de otro color 

• La glicina dio negativo con Biuret porque es un aminoáciodo, por lo tando no tiene anillos aromáticos, por ende dio negativo en el ensayo xantoproteico.
• El aspartil dio negativo tanto en Biuret como en el xantoproteico porque es un dipéptido, tiene solo un enlace peptídico y se necesita de más enlaces para poder detectar la proteína.
• La gelatina dio posotivo porque es un colágeno, por lo tanto es una sustancia proteica, pero dio negativo en el xantoproteico porque no posee anillos aromáticos.
•  El Ovoalbumina dio positivo tanto en el Biuter como en el xantoproteico, porque es una proteína que se halla en la clara del huevo y presenta anillos aromáticos.
• La caseína dio positivo tanto en el Buiret como en el xantoproteico porque es una proteína que  se encuentra en la leche de los mamíferos, y su estructura química posee anillos aromáticos.