SAPONIFICAÇÃO
GIBSON, Francenilda
Barbosa.1
RESUMO
As gorduras e os óleos, empregados quase universalmente
nos organismos vivos como forma de reserva, são denominados ácidos graxos. A
reatividade química dos ácidos graxos reflete a reatividade do grupo
carboxílico, de outros grupos funcionais e o grau de instauração de cadeias do
ácido graxo. Bases fortes são usadas na saponificação para hidrolisar as
ligações de éster dos lipídios simples ou complexos. Os sabões mais comuns são
de sais de sódio e de potássio. O
experimento foi realizado em três partes sequênciais: a primeira consistia na
reação de saponificação, a segunda, na formação de sabão insolúvel e a
terceira, na estabilização de uma emulsão e objetivava-se em pesquisar a
presença de ligações do tipo Ester nas moléculas dos óleos e gorduras; conhecer
reação de produção de sabão partir dos óleos e gorduras; pesquisar o
comportamento dos sabões em soluções aquosas contendo ou não óleos e gorduras;
reconhecer as características de uma emulsão e sua importância na produção de
alimentos. Pode-se observar que o sabão é um sal produzido a partir da hidrólise
alcalina. O sabão reage com sais dando origem a sais insolúveis; e a formação
de estruturas
estáveis dos compostos anfipáticos em água, chamadas de micelas.
Palavras-chave: Sabão.
Hidrólise. Micelas. Gorduras.
INTRODUÇÃO
As gorduras e os óleos, empregados quase universalmente nos organismos
vivos como forma de reserva, são denominados ácidos graxos. [1]
Ácidos graxos contêm número par de átomos de carbono em cadeias retas,
geralmente saturada, mas que podem conter de uma a seis duplas ligações, quase
sempre em ligações cis. A reatividade
química dos ácidos graxos reflete a reatividade do grupo carboxílico, de outros
grupos funcionais e o grau de instauração de cadeias do ácido graxo.
As ligações de éster são sensíveis à hidrolise ácida, que é reversível, ou
alcalina, que é irreversível. A última etapa da hidrólise alcalina é
irreversível, pois em presença de excesso de base, o ácido esta na forma de
ânion totalmente dissociado, o qual não tem tendências a reagir com álcool. [2]
Na hidrólise ácida, o sistema é
totalmente reversível, em todas as fases, atingindo um equilíbrio. Portanto, as
bases fortes são usadas na saponificação para hidrolisar as ligações de éster
dos lipídios simples ou complexos.
O termo óleo é conferido a um éster de glicerol que seja um líquido. Óleos
e gorduras são chamados frequentemente de glicerídeos. A maioria dos
glicerídeos naturais é derivada de dois ou três ácidos carboxílicos diferentes.
Óleos são glicerídeos relativamente saturados.
Os sabões mais comuns são de sais de sódio e de potássio. A extremidade
carboxílica de um ânion do sabão, assim como o íon estearato, é altamente polar
e por isso tende a se dissolver em água, sendo chamado de hidrofílica. A cadeia
longa, hidrocarbônica, não polar, do íon é solúvel em óleos e é chamada
hidrofóbica. Esta estrutura permite que os ânions de sabão dispensem pequenos
glóbulos de óleo em água. A própria cadeia hidrocarbônica dos ânions de sabão
penetra os glóbulos oleosos deixando as extremidades carboxílicas nas
superfícies dos glóbulos. Isto evita que os glóbulos unem-se uns aos outros e
deixe o óleo emucionado. [3]
OBJETIVO
Pesquisar a presença de ligações do tipo Ester nas moléculas dos óleos e
gorduras; conhecer reação de produção de sabão partir dos óleos e gorduras;
pesquisar o comportamento dos sabões em soluções aquosas contendo ou não óleos
e gorduras e reconhecer as características de uma emulsão e sua importância na
produção de alimentos.
PROCEDIMENTO
Materiais e reagentes
·
Água destilada;
·
Balão volumétrico;
·
Banho-maria;
·
Bastão de vidro;
·
Béquer;
·
Conta-gotas;
·
Etanol;
·
Garra metálica;
·
Óleo de soja;
·
Pêra;
·
Pipeta;
·
Proveta;
·
Solução alcoólica de NaOH 10%;
·
Solução de ácido clorídrico 0,1 N;
·
Solução de cloreto de cálcio 10%;
·
Solução de cloreto de sódio 35%;
·
Suporte para tubo de ensaio;
·
Tubos de ensaio.
Parte Experimental
O experimento foi realizado em três partes sequênciais:
a primeira consistia na reação de saponificação, a segunda, na formação de
sabão insolúvel e a terceira, na estabilização de uma emulsão.
A reação de saponificação tem como reagente óleo e
solução de hidróxido de sódio, portanto, para a realização desse experimento,
uma solução alcoólica de hidróxido e sódio a 10% foi preparada, utilizando como
solvente etanol.
Foi utilizado 2 mL de óleo de soja dissolvido em 10
mL de solução de hidróxido de sódio a 10%. A nova solução permaneceu em banho–maria
por aproximadamente 15 minutos, até que a fase líquida desaparecesse formando
uma camada levemente endurecida.
Na solução foram acrescentados 20 mL de água
destilada e com ajuda de um basta de vidro o sistema foi homogeneizado.
Para a realização do segundo experimento foi
utilizado três tubos de ensaio numerados de um a três. Em cada tubo foi
adicionado 2 mL de solução de sabão, inicialmente preparado. No tubo 1
acrescentou-se cinco gotas de solução e cloreto de sódio, no tubo 2, cinco
gotas de solução de ácido clorídrico e no tubo 3, cinco gotas de cloreto de
cálcio. Todos os tubos foram agitados e em seguida permaneceram em repouso por
alguns minutos. Observou e anotou os resultados.
Na terceira parte do experimento dois tubos foram
numerados e em seguida, a cada um adicionou-se 0,5 mL de óleo de soja. Ao
primeiro tubo foi acrescentado 10 mL de água destilada e no segundo, 10 mL de solução
de sabão anteriormente preparada. Observou e anotou os resultados.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A primeira parte do
experimento foi à reação de saponificação, onde 2 mL e óleo de soja reagiu com
10 mL de hidróxido de sódio 10% e em seguida aquecido.
Os glicerídeos sofrem hidrólise básica, comumente chamada saponificação,
produzindo sabões. [3]
Após 15 minutos no banho-maria a mistura adquiriu um aspecto condensado e
pastoso.
A reação do óleo de soja com o hidróxido de sódio, reflete a reatividade do
grupo carboxílico do óleo. As ligações de éster são sensíveis à hidrólise
alcalina, que é irreversível, pois em presença de excesso de base, o ácido esta
na forma de ânion totalmente dissociado, o qual não tem tendência de reagir com
álcoois. Portanto, as bases fortes são usadas na saponificação para hidrolisar
as ligações de éster dos lipídios simples ou complexos. [2]
A segunda parte da prática dedicou-se a formação de sabão insolúvel. Os
resultados estão expostos na tabela abaixo:
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Tubo
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1
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2
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3
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Sabão
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2 mL
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2 mL
|
2 mL
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Reagente
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5 gotas de NaCl
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5 gotas de HCl
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5 gotas de CaCl2
|
|
Reagente
|
Precipitado amarelo
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Precipitado branco
|
Precipitado branco
|
Tabela 1 Dados do
experimento
Ao tubo 1, contendo sabão, acrescentou-se cloreto de sódio onde houve a
formação de duas fases. Na
fase superior (fase apolar) encontra-se o sabão e na inferior (fase aquosa e
polar). O ácido clorídrico, assim como o cloreto de sódio é utilizado na
purificação de sabão, pois propicia a separação do sabão do sobrenadante que em
seguida será novamente tratado com hidróxido de sódio para recuperar sua total
propriedade tensoativa, parcialmente perdida.
Em meio ácido o sabão tende a perder sua eficiência, pois sua solubilidade
em água tende a diminuir, por isso pode-se observar a formação de precipitado.
Na reação do sabão com o ácido clorídrico, o próton liberado em meio aquoso
assume o lugar do sódio que, em seguida, é capturado pelo íon cloro.
Equação
1
R-COO-Na+ + HCl → R-COOH + NaCl
No terceiro tubo de ensaio, adicionou-se cloreto de cálcio e com o
tempo pode-se observar precipitação, pois há formação de sal insolúvel que
tendem a precipitar. A adição sal de cálcio em sabão favorece uma reação de
substituição de íons sódio, existentes na molécula de sabão, pelos íons de
cálcio, existentes na solução aquosa. Como os sais formados são insolúveis, verifica-se,
como efeito, a formação de um precipitado.
Equação
2
R-COO-Na+ + CaCl2 → [R-COO-]2Ca++
+ 2NaCl
A terceira parte do experimento consistiu na estabilização de uma emulsão.
O resultado da prática esta exposta na tabela abaixo.
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Tubo 1
|
Tubo 2
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Óleo de soja
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0,5 mL
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0,5 mL
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Água destilada
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10 mL
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-
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Solução de sabão
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-
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10 mL
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Resultado
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duas fases
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micelas
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Tabela 2 Dados da estabilização de emulsão
No tubo de ensaio 1, contendo óleo de soja e água destilada pode-se
observar a não miscigenação das solução, onde o óleo permaneceu flutuando sobre
a água. Tais substâncias não são apreciavelmente solúveis em água.
A solubilidade dos lipídios, esta intimamente ligada ao tamanho das suas
cadeias, pois o aumento da cadeia propícia o aumento da apolaridade da
molécula. Quanto maior for à cadeia carbônica de um ácido graxo e menor o
numero de ligações duplas, menor sua solubilidade em água. [2]
Após mistura as duas substâncias observa-se que a água tende a permanecer
no fundo do tubo, isso porque ela apresenta maior densidade que o óleo de soja.
No tubo 2, após a mistura do óleo com o sabão pode-se observar a formação
de micelas flutuando no sobrenadante, pois a parte apolar do sabão tendeu a
permaneceu unida a fase superior e a parte polar na fase inferior .
A capacidade de limpeza dos sabões e detergentes depende da sua
capacidade de formar emulsões com materiais solúveis nas gorduras. Na emulsão,
as moléculas de sabão ou detergente envolvem a "sujeira" de modo a
colocá-la em um envelope solúvel em água, a micela. Partículas sólidas de sujeira dispersam na emulsão. [4]
As estruturas estáveis dos compostos anfipáticos em água, chamadas de
micelas, podem conter centenas ou milhares de moléculas.
As forças que mantêm as regiões não polares das moléculas juntas são
chamadas de interações hidrofóbicas. A força das interações hidrofóbicas não é
devida a nenhuma atração intrínseca entre porções não polares. Ao contrario,
ela resulta do sistema procurando alcançar a maior estabilidade termodinâmica,
minimizando o número de moléculas de água ordenadas requeridas para envolver as
porções hidrofóbicas das moléculas do soluto. [2]
CONSIDERAÇÕES
O sabão apresenta
características peculiares por ser um composto anfipático. O processo de saponificação,
realizado no experimento, baseou-se na reação de produção de sabão a partir da hidrólise das ligações de éster dos lipídios simples
ou complexos por bases fortes. A formação de sabão insolúvel deu-se pela reação
do sabão com sais tendo como produto sais insolúveis. As características dos
lipídeos foram analisadas verificando que tais compostos são insolúveis em água
devido a influência de suas grandes cadeias carbônicas na polaridade da
molécula, por isso não misturam com a água, já em contato com sabão, há
formação de micelas, estruturas estáveis dos compostos anfipáticos em água.
REFERÊNCIAS
[1] LEHNINGER, A. L. Lehninger Princípios
de Bioquímica. 4º edição. São Paulo: Sarvier, 2006.
[2] CONN, E. E.;
STUMPF, P. K. Introdução a bioquímica.
São Paulo: Edgard Blucher: 1980.
[3] RUSSEL, J. B. Química geral. 2ª ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 1994. Volume
I.
[4] Preparação e propriedades do sabão. Disponível em
<http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/sabao.html>. Acesso em
16/09/2011.
