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Produção de sabão
Você sabe como se faz sabão? O sabão é feito a partir de gorduras animais ou óleos vegetais. Gorduras são sólidas a temperatura normal e os óleos são líquidos. Sebo bovino, óleo de soja, entre outros, são usados como matéria-prima para a fabricação de sabão.4
Óleos e gorduras apresentam como componentes majoritários os triglicerídeos (também conhecidos como triacilglicerídeos, triacilgliceróis). Assim, os triglicerídeos reagem com soda cáustica (hidróxido de sódio) produzindo sabão e glicerol (talvez você conheça pelo nome de glicerina).
A reação química envolvida na fabricação de sabão é conhecida como saponificação.
Para compreender por que óleos e gorduras são matérias-primas para a produção de sabão, precisamos conhecer mais sobre os triglicerídeos. Os triglicerídeos são moléculas
que contêm três grupos funcionais éster6. Na figura abaixo, podemos observar a estrutura de um triglicerídeo, onde R (R1, R2, R3) se refere a uma cadeia carbônica.
Desenho em linhas de um triglicerídeo.
Outra forma de representar um triglicerídeo em linhas.
Os triglicerídeos são formados pela reação química entre três ácidos graxos e uma molécula de glicerol. Veja a seguir a estrutura de uma molécula de ácido graxo. Observe que a molécula de ácido graxo é uma longa cadeia de hidrocarboneto (tipicamente 12 a 24 átomos de carbono, incluindo o grupo -COOH)6.
Representação da estrutura de uma molécula de ácido graxo por meio da fórmula de linhas (bond line). A estrutura acima é constituída de 12 átomos de carbono. A extremidade a esquerda representa o grupo ácido (COOH), outra característica importante dos ácidos graxos. O grupo ácido carboxílico explica o termo “ácido” do nome ácido graxo.
Representação de uma molécula de ácido graxo com 12 átomos de carbono por meio da fórmula estrutural condensada.
O glicerol faz parte da composição dos óleos e das gorduras (triglicerídeos). Pela fórmula estrutural condensada, você pode observar que o glicerol é um álcool triplo, ou seja, com três grupos -OH6.
Estrutura química do glicerol, um álcool.
O glicerol, subproduto da fabricação do sabão é usado na produção de detergentes, cosméticos e medicamentos, por exemplo.
Por que o sabão limpa?
Você já tentou lavar um prato engordurado apenas com água? Se sim, você deve ter observado que o prato permaneceu engordurado. Porém, o que acontece quando colocamos sabão nesse prato engordurado?
As moléculas de sabão são formadas por uma extremidade polar e solúvel em água e outra apolar e solúvel em gorduras4. A estrutura da molécula de sabão pode ser observada na figura abaixo:
Estrutura química da molécula de sabão
Por isso, dizemos que a molécula do sabão possui uma parte hidrofílica (que tem afinidade com a água) e outra parte hidrofóbica (que tem afinidade com óleos e gorduras). Assim, um lado da molécula de sabão interage com a água e o outro na gordura. Quando colocamos sabão em água, se foram estruturas chamadas de micelas. Se olharmos para as micelas, observamos que as moléculas de água interagem com a extremidade polar (hidrofílica). Já as moléculas de gordura ficam “aprisionadas” na parte apolar (hidrófobia) das moléculas de sabão na micela4.
Dessa maneira, a água com sabão remove a gordura, por exemplo, de um prato sujo.
Você já ouviu falar de sabão ecológico?
Despejar o óleo residual na pia é muito prejudicial ao meio ambiente. O descarte incorreto do óleo de cozinha usado é um grande poluidor dos rios e dos solos. Além disso, pode entupir os canos.
O que fazer com o óleo de cozinha residual? Que tal reciclar o óleo usado e transformar em sabão? A reutilização do óleo residual para fabricação de sabão é uma alternativa para reduzir o impacto ambiental. Os sabões, além de suas propriedades de limpeza, são facilmente destruídos pelos microrganismos presentes no meio ambiente (biodegradavéis).
A história do sabão
Segundo uma antiga lenda romana, o sabão teve sua origem no Monte Sapo, local onde sacrificavam animais. Gorduras de animais sacrificados misturavam-se com cinzas oriundas da queima das madeiras utilizadas no processo de cozimento. Então, quando chovia, essa mistura era levada até as margens do rio Tibre. Essa mistura (gordura de animais e cinzas) era utilizada pelas mulheres para a lavagem de roupas5.
O carbonato de sódio (Na2CO3) foi e é um produto químico muito importante. A fabricação de sabão, vidro e papel, no contexto de avanço da Revolução Industrial, impulsionou a demanda por carbonato de sódio1. Porém, o fornecimento do produto não acompanhou a sua procura. O carbonato de sódio era obtido de cinzas extraídas de recursos naturais, como de certas madeiras e plantas marinhas1. Cinzas do arbusto Salsola soda (barrilha) eram provenientes do mediterrâneo, enquanto as cinzas de algas marinhas eram produzidas nas regiões costeiras da Escócia, Irlanda e Noruega.1,2
Em 1783, Luís XVI ordenou a Academia de Ciências que fosse aberto um concurso, com um prêmio de 2400 libras a quem desenvolvesse um processo de fabricação de carbonato de sódio a partir do sal (cloreto de sódio)1,2.
Nicolas Leblanc, químico e médico francês, reagiu sal com ácido sulfúrico para formar sulfato de sódio e ácido clorídrico, depois adicionou calcário e carvão para produzir sulfato de cálcio, dióxido de carbono e o produto principal, carbonato de sódio1. Nessa época, Leblanc trabalhava como cirurgião para o Duque de Orléans2. Em 1791, com apoio do Duque de Orléans, montou uma fábrica de carbonato de sódio em St. Denis, arredores de Paris, impulsionando o processo de obtenção industrial. Com a Revolução Francesa, o Duque de Orléans foi guilhotinado em 1793 e Leblanc foi obrigado a tornar públicos os detalhes de sua invenção. Leblanc nunca chegou a receber o prêmio pela sua descoberta1.
Outro avanço importante para a produção de sabões foi a elucidação da composição química das gorduras. Entre os anos de 1813 e 1823, o químico francês Michel Eugéne Chevreul elucidou a composição química das gorduras animais, mostrando que a formação do sabão era uma reação química e não uma simples mistura mecânica de gordura e álcali (substância com características básicas, )3,4.
O processo Leblanc foi um grande pilar da Indústria Química europeia durante o século XIX. No entanto, as limitações do processo Leblanc levaram à investigação de processos alternativos. A técnica Leblanc era extremamente poluente e desperdiçava matérias-primas.1 Na década de 1860, o químico belga Ernest Solvey desenvolveu um processo para produção de carbonato de sódio utilizando amônia, mais eficaz, menos poluente e mais barato que o de Leblanc. Esse processo ficou conhecido como processo Solvay1. Com ajuda de seu irmão Alfred, a primeira fábrica Solvay foi instalada em 1863 em Couillet, Bégica.1
A substituição do processo Leblanc pelo processo Solvey foi não ocorreu de forma imediata. Os dois processos coexistiram durante mais de quarenta anos1.
Atualmente, a fabricação de sabões e detergentes sintéticos compõem as atividades da indústria química.
Atividade para aprofundar
(1) Quais são as substâncias utilizadas na fabricação de sabão?
(2) Por que os sabões são usados na limpeza?
(3) O sabão pode ser produzido a partir de cinzas?
(4) Escreva a fórmula molecular do carbonato de sódio.
(5) Qual a importância do processo Leblanc para o desenvolvimento da indústria Química?
(6) Quais as vantagens do processo Solvay em relação ao processo Leblanc?
(7) Faça um desenho da fórmula estrutural plana do glicerol e escreva a sua fórmula molecular.
(8) Identifique e dê o nome dos grupos funcionais presentes na molécula de glicerol.
(9) O que são moléculas hidrofóbicas e hidrofílicas?
Referências
1. MACHADO, A. A. S. C. Fabrico Industrial do Carbonato de Sódio no Século XIX:
exemplos precoces de Química Verde de Ecologia Industrial. Boletim da Sociedade Portuguesa de Química, v. 113, Abril/Jun. 2009. Disponível em:http://www.spq.pt/magazines/BSPQuimica/643/article/30001493/pdf
2. COLTURATO, A. R.; MASSI, L. O caso de Nicolas Leblanc e a produção da soda: elementos para compreensão da natureza da ciência. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, v. 14, n. 1, 2021. Disponível em:https://periodicos.ufsc.br/index.php/alexandria/article/view/71971
3. MALESCZYK, C. R.; POLANCZKY, C.A reformulação da fabricação do sabão nas aulas de Química orgânica. In: Encontro de Debates sobre o Ensino de Química, 37, 2017, Rio Grande. Anais eletrônicos […], Rio Grande, 2017. Disponível em: https://edeq.furg.br/images/arquivos/trabalhoscompletos/s05/ficha-45.pdf
4. BARBOSA, A. B.; SILVA, R. R. Xampus. Química Nova na Escola, n.2, p. 3-6, 1995. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/quimsoc.pdf
5. COUTEUR, l. P.; BURRESON, J. Os botões de Napoleão: as 17 moléculas que mudaram a história. Portugal: Rio de Janeiro: Zahar, 2006.
6. AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. Química para um futuro sustentável Tradução de Ricardo Bicca de Alencastro. 8 ed. Porto Alegre: AMGH, 2016.
Desenvolvimento da página
Pesquisadora: Patricia Link Rüntzel
Design: Taina Apoena Bueno de Oliveira
Agradecimentos: A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001 e a Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (FAPESC) pela bolsa de doutorado de Patricia Link Rüntzel.
Ao Projeto CNPq Pró-Humanidades 420046/2022-4 – Quimidex Ambiental – Ciência para o Desenvolvimento Sustentável
Pesquisadora: Patricia Link Rüntzel
Design: Taina Apoena Bueno de Oliveira
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