CENTRO FEDERAL DE EDUCAO TECNOLGICA DE MINAS GERAISDEPARTAMENTO DE QUMICA COORDENAO DE ENSINO TCNICODISCIPLINA Laboratrio de Processos Industriais - Turma:

Produo de Detergente Lquido

Belo Horizonte

1 Introduo

Atravs dos sculos realizaram-se vrias tentativas no sentido de auxiliar a gua em sua funo detergente. Os primeiros processos que se tem notcia, baseados no atrito, empregavam argilas e cinzas. Dos tensoativos conhecidos, o sabo foi o primeiro a ser produzido comercialmente. O sabo, cuja poca e local exato de aparecimento so ignorados, o marco de entrada no campo dos detergentes. As matrias-primas para sua manufatura eram substncias alcalinas (obtidas das cinzas de plantas) e gorduras animais. A arte secular de fabricar sabo somente recebeu impulso definitivo quando da descoberta do processo Leblanc de fabricao de soda em 1790. [1]Detergentes por definio so substncias inorgnicas ou orgnicas que apresentam a propriedade de reduzir a tenso superficial da gua, favorecendo o seu espalhamento e emudecimento das superfcies, promovendo um contato mais ntimo entre a gua e o objeto a ser limpo. Assim, tenso superficial um efeito fsico que ocorre na camada superficial de um lquido que leva a sua superfcie a se comportar como uma membrana elstica. [1]

Os tensoativos so compostos constitudos de uma longa cadeia carbnica, sensivelmente insolvel em gua (hidrofbica), porm solvel em leos e gorduras, acompanhadas de um maior ou menor grupo de tomos com poderosa atrao pela gua. [3]Na superfcie do lquido, a parte hidroflica da substncia tensoativa adere as molculas da gua, quebrando suas atraes intra-moleculares, reduzindo desta forma, a tenso superficial. Neste momento, a estrutura esfrica da gota de gua entra em colapso, expandindo a rea de contato com a superfcie. Como resultado, ocorre um emudecimento mais efetivo. Alm de solucionar o problema de tenso superficial, os tensoativos exercem outras funes muito importantes na lavagem, como por exemplo: ajudam a deslocar e dispersar as partculas de sujeira. [2]De uma maneira geral, para se produzir um detergente, necessita-se de sais de compostos diversos, tais como carbnions ou carbonctions. O ponto principal em comum entre os ons que possuam partes apolares (cadeia carbnica) e polares.A realizao desta prtica teve como objetivo produzir detergentes com base em tensoativos aninicos e desenvolver tcnica de preparo de detergentes. [2]2 Metodologia

2.1 Materiais- Bquer;- Proveta (250 mL);- Jarra Plstica;- Colher de madeira;- Balana semianaltica- Funil liso;

2.2 Reagentes- cido Sulfnico (LAS);- Hidrxido de Sdio;- Amida 60%;- Cloreto de sdio;- Corantes e essncia

2.3 EPIs- Luvas descartveis;- Jaleco.

2.4 Procedimento- Dentro da jarra plstica foram vertidos 250 mL de gua e logo aps 105 mL de cido sulfnico;- Verteram-se 23 mL de NaOH dentro do sistema pastoso e posterior verificao do pH (pH=7);- Foram adicionados 45 mL de amida 60% e houve homogeneizao do sistema com colher de madeira mediante adio de 750 mL de gua;- Pesou-se 0,15 g de NaCl na balana semianaltica, dissolveu-se em um pouco de gua dentro de um bquer e posteriormente despejou-se esta mistura na jarra plstica aos poucos mediante constante homogeneizao;- Adicionou-se 2 tampinhas de essncia e corante ao detergente;- Adicionou-se 275 mL de gua para completar o volume desejado;- Verteu-se o detergente em recipientes de plstico.

3 Resultados e Discusso Osdetergentes industriais, embora possam ser produzidos de diversas formas diferentes, possuem uma caracterstica bsica. So formados pormolculas anfipticas, ou seja, essas molculas possuem uma cadeia apolar e uma cabea polar. Isso faz com que o detergente interaja tanto com a gordura (parte apolar) quanto com a gua (parte polar). Isso faz deles substncias tensoativas ou surfactantes. Assim possvel fazer com que a gordura da sujeira seja removida da superfcie onde est depositada. A espuma produzida, mantm a sujeira em suspenso e evita que ela volte para a superfcie.A formao do detergente se da pela primeira reao que ocorre entre os reagentes utilizados, sendo ela a reao da soda caustica NaOH e o cido sulfnico H2SO4. Reao:2NaOH + H2SO4 ------> Na2SO4 + 2H2OSendo que o sal formado o sulfato de sdio, ele vai ficar na forma de ons, pois ele um sal solvel em gua. Aps a formao deste sal vai ser adicionado a alcanolamida que um cido graxo, para a formao do detergente.Os tensoativos no-inicos so caracterizados por possurem grupos hidroflicos sem cargas ligados cadeia graxa. Possuem como caractersticas a compatibilidade com a maioria das matrias-primas utilizadas em cosmticos, baixa irritabilidade pele e aos olhos, um alto poder de reduo da tenso superficial e interfacial e baixos poderes de detergncia e espuma. Estas caractersticas permitem que estes tensoativos sejam utilizados principalmente como agentes emulsificantes. . As alcanolamidas de cidos graxos pertencem classe de tensoativos no-inicos. No mercado brasileiro a dietanolamida de cido graxo de coco mais utilizada devido ao baixo custo e disponibilidade local das matrias-primas e por dispensar aquecimento para seu uso. So obtidas pela reao da dietanolamina ou monoetanolamina com cidos graxos de coco. So utilizadas como agentes sobrengordurantes, espessantes e solubilizantes de fragrncias e materiais oleosos. .Dentre os tensoativos no-inicos as alcanolamidas graxas so as que possuem maior utilizao em preparaes espumgenas, principalmente em xampus, por apresentarem poder espessante pelo aumento da reserva de viscosidade, ou seja, por permitirem maior absoro de gua e maior resistncia a eletrlitos, estabilizao de espuma, pela solubilizao dos steres graxos, glicis, lcoois, leos essenciais, lanolina, etc., efeito sobrengordurante (recondicionamento), devido estrutura graxa e ao baixo poder de detergncia, reduz o efeito de ressecamento causado pelos tensoativos aninicos.Os ons de sulfato vo atacar a alcanolamida, e o sdio vai se juntar a molcula de sulfito que vai estar ma alcanolamida, formando assim a parte polar do detergente, e o restante da molcula formando a parte apolar.

Figura 1: Dietanolamida de cido graxo.

Acima esta a figura de um cido graxo no inico, que pode ser comparado a alcanolamida. O cido vai atacar a parte polar da molcula, onde esto presentes as hidroxilas, e vai formar a cido graxo com o on sulfito, assim o sdio vai se ligar ao oxignio deste on formando a parte polar da molcula.

Figura 2: Estrutura qumica de um detergente comum.

Esta figura acima de um detergente comum, que praticamente a mesma estrutura do detergente formado na prtica. Os detergentes mais comuns sosais derivados do cido sulfrico (H2SO4), que um cido forte e traz mais danos ao meio ambiente. Por isso, h a presena do enxofre (S) na estrutura do detergente. A matria-prima bsica dos detergentes opetrleo, que um recurso energtico fssil no renovvel.Alm disso, o caso mostrado acima de um detergente biodegradvel, porm existem alguns detergentes, que so aqueles que apresentam ramificaes na sua estrutura, que no so biodegradveis, ou seja, no so degradados pelos microrganismos e se forem despejados em rios e lagos podem causar graves efeitos ambientais com consequente morte de diversos peixes, algas, insetos e aves aquticas.O corante e a essncia foram utilizados para apenas aspectos organolpticos melhores, pois estes reagentes no interferem na ao detergente o produto.O sal adicionado (cloreto de sdio) tem a finalidade de aumentar a viscosidade do produto, sendo tambm para apenas um aspecto visual, mas sendo um pouco viscoso e ele ajuda no controle para no haver desperdcio.O pH da soluo foi ajustado com o cido ctrico, pois a ao detergente se da pela formao das micelas, e se o pH no for neutro no vai ocorrer a formao das mesma. Micelas so estruturas em que vrias molculas de sabo se agregam, formando uma estrutura esfrica. No interior dessa esfera se localizam as cadeias hidrocarbnicas do sabo, juntamente com as gorduras, interagindo entre si atravs de interaes de van der Waals; por outro lado, os grupos carboxilato ficam na superfcie da micela, voltados para o solvente (gua), e interagindo com este atravs de interaes do tipo ligao de hidrognio e on-dipolo. A formao da micela minimiza a repulso entre as cadeias hidrocarbnicas e as molculas de gua e permite a disperso da gordura no ambiente aquoso. Entretanto, as micelas s se formam a partir de uma determinada concentrao de sabo em gua, a chamada concentrao micelar crtica (CMC). O pH no pode ser ajustado com uma base, pois as micelas iriam ser destrudas.O nosso detergente inicialmente era apenas uma espuma bem espessa, isso se deve pela velocidade da agitao feita no preparo do produto, vendo que a agitao deveria ser constante, mas no deveria ser rpida para evitar a formao da espuma. Aps 12h (no dia seguinte aps a prtica), pode-se observar a formao do prprio detergente, isso se deve, pois a tenso superficial entre as bolhas vai diminuindo com o tempo, formando assim o detergente liquido.Utilizou-se 15,30 mL de soluo de hidrxido de sdio, que foi aproximadamente 1,5 % do volume da soluo final. E a soluo deveria ficar neutra com a adio deste hidrxido, para assim a perfeita formao do detergente.O volume final do produto no foi de um litro exato como previsto, pois a formao da espuma dificultou na visibilidade e tambm na percepo do volume final do produto.

4 ConclusoPode-se inferir que a partir da pratica pde-se fazer o detergente lquido, que pode ser utilizado para a limpeza de diversos materiais, e o detergente tem uma alta ao de detergncia. Pode-se observar que diversos fatores influenciam na fabricao do produto, como uma alta agitao, uma excesso de reagentes, entre outros.

Referncias

[1] PRODUO DE DETERGENTE Disponvel em: < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAVYoAI/processos-quimicos-industriais-2-industria-detergente?part=2> Acesso em 14 de julho de 2013;[2] DETERGENTE Disponvel em: < http://quimicaambiente.blogspot.com.br/2007/11/produo-artesanal-de-sabo.html> Acesso em 14 de julho de 2013;[3] TENSOATIVOS Disponvel em: < http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/sabao.pdf> Acesso em 14 de julho de 2013.