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::. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO .::

XXI CONCURSO UNIVERSITARIO FERIA DE LAS CIENCIAS, LA TECNOLOGÍA Y LA INNOVACIÓN

CARÁTULA DE TRABAJO

QUÍMICA ÁREA

LOCAL CATEGORÍA

INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL

MODALIDAD

SÍNTESIS DE JABÓN A PARTIR DE ACEITE QUEMADO. TÍTULO DEL TRABAJO

0369489 FOLIO DE INSCRIPCIÓN

JABÓN QUEMADO

PSEUDÓNIMO DE INTEGRANTES

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Resumen

Nuestro principal objetivo es, que a partir del aceite quemado de la cafetería de nuestra preparatoria (el cual se tiene almacenado), y por medio de una reacción de saponificación podamos preparar jabón el cual podría ser utilizado en la misma preparatoria para la limpieza del laboratorio.

Esta investigación experimental está enfocada en determinar las condiciones ideales para obtener un jabón de una calidad aceptable.

La obtención de Jabón por medio de este método resulto exitosa aunque el jabón obtenido no tiene el mejor de los aspectos y es de baja calidad.

Introducción.

Lípidos

Los lípidos se definen como substancias, que son insolubles en agua y pueden ser extraídas de las células con solventes orgánicos de polaridad baja, tales como el éter y el cloroformo. Los lípidos pueden comprender a muchos tipos de sustancias, por ejemplo los terpenos y los esteroides, en particular nos interesan los lípidos llamados grasas.

Las grasas constituyen las reservas más importantes de energía que tiene el organismo, teniendo las grasas vegetales y las grasas animales, las grasas liquidas se les conoce comúnmente como aceites.

Desde el punto de vista químico las grasas son esteres carboxílicos (Fig. 1) que se derivan de un solo alcohol, el glicerol, y se les conoce comúnmente como glicéridos y más específicamente se tratan de los triacilglicéroles (1).

Fig.1 Estructura química de un triacilglicerol.

Aunque sintetizamos grasas en nuestros propios organismos, también lo obtenemos de nuestros alimentos con grasas sintetizadas en plantas y otros

H2C

HC

O

H2C

O

O

C

C

C

O

O

O

R'

R'

R'

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animales; ellas contribuyen una de las tres clases principales de alimentos, entre los carbohidratos y las proteínas. Las grasas se utilizan en grandes cantidades como materias primas para muchos procesos industriales como pueden ser la síntesis de jabón y la obtención de detergentes.

Ester

Los esteres son un grupo funcional compuesto que tienen como formula general RCOOR’, en donde R y R’ son cadenas derivadas de algún hidrocarburo.

Los esteres se pueden obtener a partir de la reacción de condensación entre ácidos carboxílicos y alcoholes, conocida como esterificación (2) (Fig.2):

Figura 2. Reacción de esterificación.

Hidrólisis de grasas. Síntesis de jabón.

La obtención de jabón es un proceso químico muy antiguo, desde las tribus germanas de César hasta la actualidad se realiza la misma reacción conocida en la actualidad como hidrólisis de glicéridos o reacción de saponificación. Esta produce sales de ácidos carboxílicos y glicerol (3).

La reacción de saponificación se realiza al mezclar una grasa en una solución alcalina, comúnmente una solución de hidróxido de sodio, obteniendo como productos principales las sales del acido carboxílico correspondiente y el glicerol (Fig. 3).

RCOH

O

+R'

H2C

HO RCO

O H2CR'

ácido carboxilico alcohol ester

H3O

H2C

HC

O

H2C

O

O

C

C

C

O

O

O

R'

R'

R'

NaOH

H2C

HC

O

H2C

O

O

C

C

C

O

O

O

R'

R'

R'

OH

OH

OH

Na

Na

Na

+

GlicéridoGlicerol

Jabón

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Figura 3. Reacción de saponificación.

Mecanismo de la reacción.

La base o álcali es fundamental para que se produzca esa reacción, pero hay que tener en cuenta que por sí solo es un compuesto muy peligroso, cuyo manejo implica tomar una serie de precauciones muy importantes para manipularlo con seguridad. Esto no significa que la saponificación sea un proceso terriblemente peligroso, sino más bien muy delicado de realizar: Así, por ejemplo, si en la reacción anterior hay un exceso de sosa, el producto resultante será una masa cáustica inservible; mientras que si por el contrario, la cantidad de sosa es insuficiente, el producto resultante será una mezcla grumosa de aceites, que en nada se parecerá tampoco al jabón.

El jabón corriente actual es simplemente una mezcla de sales sódicas de ácidos grasos de cadenas largas. Es una mezcla por que la grasa de donde se obtiene es una mezcla de grasas. El jabón puede variar en su composición y su método de

RC

O

O

R'

OH

RC

O

O

R'

OH

Na

RC OO

R'OH

Na

RC HOO

R'O Na

Ataque   de   la   carga   negativa   del   anión   hidroxilo  en   el   carbono   del   grupo     carbonilo,   con  polarización  del  doble  enlace  hacia  el  oxigeno.  

El   oxigeno   introduce   su  carga  negativa,  expulsando  el  ion  metoxi.  

Protonación  del  ion  metoxi  por  medio  del  hidrogeno  ácido.  

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obtención, por ejemplo si se utiliza hidróxido de potasio se obtiene el lo que se conoce como jabón blando.

Objetivos

Obtener jabón a partir de aceite quemado por medio de una reacción de saponificación.

Encontrar las condiciones idóneas para la obtención de un jabón de buena calidad

Problema: Se busca encontrar un uso alterno para el aceite usado por la cafetería escolar.

Hipótesis:

Si al aceite quemado le realizamos una reacción de saponificación obtendremos jabón para su uso normal, debido a que existe una cierta cantidad de glicéridos sin descomponerse en este aceite.

Desarrollo

Material y reactivos

Tabla 1.

Material Reactivos Agitador de vidrio 2 Hidróxido de sodio Frasco

Vasos de precipitado de

500mL

2 Etanol 1L

Vasos de precipitado de

200mL

2 Aceite quemado 2L

Vasos de precipitado de

100mL

2

Vasos de precipitado de 50mL

2

Mechero de bunsen 1 Anillo metálico 1

Recipiente de baño maría

1

Soporte universal 1 Tela de asbesto 1

Molde 1

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Procedimiento

1. En un vaso de precipitados de 150ml se mezclan 20 gramos de hidróxido de sodio con etanol en una concentración del 30% m/m (es decir 46.66 gramos de etanol).

2. Se pesan 20 gramos del aceite que se quiere reusar.

3. Se calienta la solución de NaOH por medio de calentamiento indirecto, por convección térmica del medio agua hasta el punto de ebullición mientras se revuelve hasta disolver el sólido completamente.

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4. Se agrega el aceite a la solución caliente en el mismo envase y se mezcla hasta tener una solución homogenea sin extraerlo del calor del agua.

5. Pasado aproximadamente un minuto, se vierte al molde antes de su solidificación.

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Procedimiento:

Se  vierte  en  un  molde  Debe  completarse  antes  de  la  solidificación  de  la  

solución.  

Se  deja  enfriar  y  neutralizarse  (espera  de  24  horas).  

Se  agregan  20  gramos  de  Aceite  

Se  mezclan  hasta  obtener  una  solución  homogenea.   Se  calienta  por  aproximadamente  un  minuto.  

Se  revuelve  hasta  disolver  completamente  

Se  calienta  hasta  su  punto  de  ebullición  

NaOH  +  C2H6O  

Hidróxido  de  Sodio  -­‐>  20  Gramos  

+  Concentración  30%  m/m  

<-­‐  Etanol  46.66  Gramos  

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Resultados:      

Obtuvimos  a  través  de  este  experimento  un  cuerpo  sólido    de  color  café  claro  que  se  disuelve  con  el   agua   formando   burbujas   lo   que   nos   comprueba   la   formación   de   sales   de   ácidos   carboxilicos.    Este  jabón  resulta  ser  de  baja  calidad  debido  a  que  sigue  teniendo  aceite  y  al  paso  de  72  horas  al  revisarlo  se  vio  un  jabón  extremadamente  seco  a  tal  grado  que  su  estructura  quedó  fragil  y  podría  ser  usado  como  jabón  en  polvo.  Por  lo  tanto  hemos  obtenido  jabón  a  partir  de  aceite  usado  para  freir  por  nuestra  cafetería  escolar.    

 

Conclusiones:  

 Se  logro  a  partir  de  aceite  quemado  obtener  jabón  de  baja  calidad  por  medio  de  una  reacción  de  saponificación   (hidrólisis   de   gases)   comprobado   que   detro   de   la   estructura   del   aceite   se  encuentran  gliceridos  que  siguen  sin  decomponerse.  Por  lo  tanto  sui  se  mejoran  las  condiciones  de  la  reacción  podríamos  obtener  un  jabón  utilizable  dentro  de  nuestra  institución    fortaleciendo  así  nuestras  ideales  con  enfoque  ecológico.  Convertimos  un  químico  potencialmente  peligroso  para  el  medio  ambiente  en  un  compuesto  con  un  uso  beneficial  para  la  escuela.    

Bibliografía:  

(1)  Bailey,  Philip  S.,  Bailey,  Christina  A.  (1998)  Quimica  Organica.  Pearson.  

(2)  Morrison,  Robert  T.,  Boyd,  Robert  N.  (1976)  Quimica  Organica.  Fondo  educativo  interamericano.  

(3)  Graham,  Solomons  (2004)  fundamentos  de  quimica  organica.  Mexico.  Limusa.